ОТДЕЛЯЕМАЯ ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2004 года по МПК F42B15/36 F42B10/56 

Изобретение относится к военной технике, а именно отделяемым головным частям различного целевого назначения, и может быть использовано для повышения боевой эффективности реактивных снарядов систем залпового огня.

Особенностью таких головных частей является то, что их нормальное функционирование и эффективность действия во многом зависят от выбора конструктивно-компоновочной схемы, позволяющей обеспечить надежное отделение и вскрытие головной части, а также стабильность ввода парашютной системы в действие в условиях нестабилизированного полета при высоких скоростях движения в заданной точке разделения и, кроме того, повысить надежность функционирования исполнительных органов боеприпаса за счет создания требуемых значений силовых и тепловых импульсов в механизме вскрытия.

Известна конструкция разделяющегося снаряда с парашютом по международной заявке № 88/05523 от 28.07.88, кл. F 42 В 13/38 (ИСМ № 3, вып.105, 1989), содержащего головную часть с парашютным отсеком, узел отделения с зарядом отделения и элементами форсирования в виде срезаемых радиальных болтов.

Такая конструкция разделяющегося снаряда позволяет осуществить отделение головной части от носителя и ввод в действие парашюта.

Однако эта конструкция не позволяет обеспечить стабильность ввода парашюта в действие в условиях нестабилизированного движения головной части.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось обеспечение отделения головной части от носителя посредством узла отделения с зарядом отделения и элементами форсирования в виде срезаемых радиальных болтов.

Общими признаками известного технического решения с предлагаемой авторами конструкцией отделяемой головной части является наличие головной части с парашютным отсеком, заряда отделения и узлов форсирования.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является снаряд с парашютной системой по патенту США № 5386781 А от 12.11.92, кл. F 42 В 4/28 (ИСМ № 3, вып.081, 1996), принятый авторами за прототип, содержащий головную часть, парашютный отсек в виде кожуха с дном, заряд отделения, механизм вскрытия с толкателем и зарядом вскрытия, предохранительно-исполнительный механизм, первые и вторые соединительные элементы, исполнительные органы, узлы форсирования и ракетный двигатель.

Такая конструкция позволяет обеспечить отделение головной части от ракетного двигателя, изменение его траектории для предотвращения столкновения с головной частью и ввод в действие парашютной системы.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной головной части, принятой за прототип, относится то, что в условиях нестабилизированного и высокоскоростного движения головной части не обеспечивается стабильность ввода парашютной системы в действие, а также не обеспечивается требуемая надежность функционирования исполнительных органов боеприпаса.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлась разработка разделяющегося реактивного снаряда, обеспечивающего отделение головной части от ракетного двигателя, изменение его траектории для предотвращения столкновения с головной частью, ввод в действие парашютной системы без обеспечения стабильности ввода, а также без обеспечения требуемой надежности функционирования исполнительных органов боеприпаса в условиях нестабилизированного и высокоскоростного движения головной части.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией отделяемой головной части является наличие парашютного отсека в виде кожуха с дном, заряда отделения, механизма вскрытия с толкателем и зарядом вскрытия, предохранительно-исполнительного механизма, исполнительных органов и узлов форсирования.

В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции отделяемой головной части механизм вскрытия жестко закреплен в дне парашютного отсека и выполнен в виде цилиндра с поршнем и кольцевыми упорами, размещенными с возможностью взаимодействия между собой после срабатывания узла форсирования парашютного отсека, на поршне механизма вскрытия смонтирован заряд вскрытия и полый толкатель, скрепленный с кожухом парашютного отсека, в полости толкателя размещен заряд отделения, газодинамически связанный с полостью отделения, при этом между доньями парашютного отсека и головной части образована аккумулирующая полость, газодинамически связанная с зарядом вскрытия и исполнительными органами головной части, а заряды отделения и вскрытия газодинамически связаны с размещенным в поршне двухканальным предохранительно-исполнительным механизмом.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности функционирования исполнительных органов боеприпаса, а также обеспечение стабильности ввода парашютной системы в действие в условиях нестабилизированного и высокоскоростного движения головной части.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной отделяемой головной части, содержащей парашютный отсек в виде кожуха с дном, заряд отделения, механизм вскрытия с толкателем и зарядом вскрытия, предохранительно-исполнительный механизм, исполнительные органы и узлы форсирования, особенность заключается в том, что механизм вскрытия жестко закреплен в дне парашютного отсека и выполнен в виде цилиндра с поршнем и кольцевыми упорами, размещенными с возможностью взаимодействия между собой после срабатывания узла форсирования парашютного отсека, на поршне механизма вскрытия смонтирован заряд вскрытия и полый толкатель, скрепленный с кожухом парашютного отсека, в полости толкателя размещен заряд отделения, газодинамически связанный с полостью отделения, при этом между доньями парашютного отсека и головной части образована аккумулирующая полость, газодинамически связанная с зарядом вскрытия и исполнительными органами головной части, а заряды отделения и вскрытия газодинамически связаны с размещенным в поршне двухканальным предохранительно-исполнительным механизмом.

Новая совокупность конструктивных узлов и элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:

- жесткого закрепления механизма вскрытия в дне парашютного отсека и выполнения его в виде цилиндра с поршнем и кольцевыми упорами, размещенными с возможностью взаимодействия между собой после срабатывания узла форсирования парашютного отсека, а также монтажа на поршне механизма вскрытия заряда вскрытия и полого толкателя, скрепленного с кожухом парашютного отсека, повысить надежность функционирования исполнительных органов боеприпаса, а также путем подбора массы заряда создать требуемые осевые усилия для срабатывания узла форсирования кожуха и преодолеть сопротивление скоростного напора набегающего потока воздуха, а наличие кольцевых упоров обеспечивает фиксацию поршня в дне на требуемом расстоянии и тем самым надежное вскрытие парашютного отсека, что исключает попадание высокотемпературных продуктов сгорания и механических частей (поршня, толкателя) в купол парашюта;

- размещения в полости толкателя заряда отделения, газодинамически связанного с полостью отделения, повысить надежность отделения головной части от ракетной при сохранении параметров заряжания, сократить объем полости отделения на величину полости толкателя и тем самым уменьшить длину головной части;

- образования между доньями парашютного отсека и головной части аккумулирующей полости, газодинамически связанной с зарядом вскрытия и исполнительными органами головной части, обеспечить создание требуемых значений силовых и тепловых импульсов и тем самым повысить надежность функционирования исполнительных органов боеприпаса;

- наличия газодинамической связи зарядов отделения и вскрытия с размещенным в поршне двухканальным предохранительно-исполнительным механизмом обеспечить надежность конструкции, стабильность ввода парашютной системы в действие в условиях нестабилизированного и высокоскоростного движения головной части, исключить взаимное влияние процессов отделения головной части и вскрытия парашютного отсека, снизить пассивный вес и повысить качество конструкции.

Сущность изобретения заключается в том, что отделяемая головная часть, содержащая парашютный отсек в виде кожуха с дном, заряд отделения, механизм вскрытия с толкателем и зарядом вскрытия, предохранительно-исполнительный механизм, исполнительные органы и узлы форсирования, в отличие от прототипа согласно изобретению механизм вскрытия жестко закреплен в дне парашютного отсека и выполнен в виде цилиндра с поршнем и кольцевыми упорами, размещенными с возможностью взаимодействия между собой после срабатывания узла форсирования парашютного отсека, на поршне механизма вскрытия смонтирован заряд вскрытия и полый толкатель, скрепленный с кожухом парашютного отсека, в полости толкателя размещен заряд отделения, газодинамически связанный с полостью отделения, при этом между доньями парашютного отсека и головной части образована аккумулирующая полость, газодинамически связанная с зарядом вскрытия и исполнительными органами головной части, а заряды отделения и вскрытия газодинамически связаны с размещенным в поршне двухканальным предохранительно-исполнительным механизмом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструктивная схема отделяемой головной части, а на фиг.2 - поперечный разрез механизма вскрытия парашютного отсека.

Предлагаемая отделяемая головная часть содержит парашютный отсек 1 в виде кожуха 2 с дном 3, заряд отделения 4, механизм вскрытия 5 с толкателем 6 и зарядом вскрытия 7, предохранительно-исполнительный механизм 8, исполнительные органы 9 и узлы форсирования 10 и 11, причем механизм вскрытия 5 жестко закреплен в дне 3 парашютного отсека 1 и выполнен в виде цилиндра 12 с поршнем 13 и кольцевыми упорами 14 и 15, взаимодействующими между собой после срабатывания узлов форсирования 10 и 11, а поршень 13 механизма вскрытия 5 снабжен зарядом вскрытия 7 и полым толкателем 6, скрепленным с кожухом 2 парашютного отсека 1, в полости А толкателя 6 размещен заряд отделения 4, газодинамически связанный с полостью отделения Б, между доньями парашютного отсека 1 и головной части выполнена аккумулирующая полость В, газодинамически связанная с зарядом вскрытия 7 и исполнительными органами 9 головной части, заряды отделения 4 и вскрытия 7 газодинамически связаны с размещенным в поршне 13 двухканальным предохранительно-исполнительным механизмом 8.

Отделяемая головная часть работает следующим образом.

В требуемый момент времени срабатывает первый канал двухканального предохранительно-исполнительного механизма 8, подающий инициирующий импульс на заряд отделения 4, продукты сгорания которого заполняют полость А толкателя 6 и через его выходное сечение поступают в полость отделения Б, где под действием давления на кожух 2 парашютного отсека 1 разрушается узел форсирования 10 (осевые разрывные болты) и головная часть вместе с парашютным отсеком 1 разгоняется по направляющей трубе и отделяется от ракетной части, после чего головная часть совершает нестабилизированный полет и снижает скорость движения по траектории до требуемого значения. Затем, в заданное полетное время через второй канал двухканального предохранительно-исполнительного механизма 8, подается инициирующий импульс на заряд вскрытия 7, продукты сгорания которого заполняют аккумулирующую полость В и начинают действовать на поршень 13, который через толкатель 6 передает усилие на стенки кожуха 2.

При величине усилия, соответствующего усилию форсирования, происходит разрушение узла форсирования 11 (радиальные срезные винты), поршень 13 начинает перемещаться по оси цилиндра 12 и посредством толкателя 6 осуществлять перемещение хвостовика кожуха 2 по направляющему участку дна 3 парашютного отсека 1, затем поршень 13 фиксируется в цилиндре 12, перекрывая попадание горячих продуктов сгорания заряда вскрытия 7, осуществляется герметизация аккумулирующей полости В, выполняющей функции порохового аккумулятора давления, и полости парашютного отсека 1, исключается прогорание ткани парашюта и попадание подвижных элементов (поршня 13 с толкателем 6) в купол парашюта при вводе его в действие.

После ввода парашюта в набегающий поток воздуха осуществляется торможение и стабилизированный спуск головной части в район цели.

Одновременно в процессе ввода парашюта в действие за счет срабатывания заряда вскрытия 7, заполнения продуктами сгорания с заданными параметрами аккумулирующей полости В и наличия газодинамических связей обеспечивается подача требуемых уровней силовых и тепловых импульсов и надежное задействование исполнительных органов 9.

Выполнение отделяемой головной части в соответствии с изобретением позволяет повысить надежность функционирования исполнительных органов боеприпаса, а также обеспечить стабильность ввода парашютной системы в действие в условиях нестабилизированного и высокоскоростного движения головной части.

Изобретение может быть использовано при разработке снарядов с отделяемыми головными частями, в том числе для реактивных систем залпового огня.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов отделяемых головных частей, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены государственные испытания, намечено серийное производство.

Изобретение относится к военной технике, а именно отделяемым головным частям различного целевого назначения, и может быть использовано для повышения боевой эффективности реактивных снарядов систем залпового огня. В отделяемой головной части, содержащей парашютный отсек в виде кожуха с дном, заряд отделения, механизм вскрытия с толкателем и зарядом вскрытия, предохранительно-исполнительный механизм, исполнительные органы и узлы форсирования, механизм вскрытия жестко закреплен в дне парашютного отсека и выполнен в виде цилиндра с поршнем и кольцевыми упорами, размещенными с возможностью взаимодействия между собой после срабатывания узла форсирования парашютного отсека. На поршне механизма вскрытия смонтирован заряд вскрытия и полый толкатель, скрепленный с кожухом парашютного отсека. В полости толкателя размещен заряд отделения, газодинамически связанный с полостью отделения, при этом между доньями парашютного отсека и головной части образована аккумулирующая полость, газодинамически связанная с зарядом вскрытия и исполнительными органами головной части. Заряды отделения и вскрытия газодинамически связаны с размещенным в поршне двухканальным предохранительно-исполнительным механизмом. Использование изобретения позволяет обеспечить стабильность ввода парашютной системы в действие в условиях нестабилизированного и высокоскоростного движения головной части, а также повысить надежность функционирования исполнительных органов боеприпаса. 2 ил.

Отделяемая головная часть, содержащая парашютный отсек в виде кожуха с дном, заряд отделения, механизм вскрытия с толкателем и зарядом вскрытия, предохранительно-исполнительный механизм, исполнительные органы и узлы форсирования, отличающаяся тем, что механизм вскрытия жестко закреплен в дне парашютного отсека и выполнен в виде цилиндра с поршнем и кольцевыми упорами, размещенными с возможностью взаимодействия между собой после срабатывания узла форсирования парашютного отсека, на поршне механизма вскрытия смонтирован заряд вскрытия и полый толкатель, скрепленный с кожухом парашютного отсека, в полости толкателя размещен заряд отделения, газодинамически связанный с полостью отделения, при этом между доньями парашютного отсека и головной части образована аккумулирующая полость, газодинамически связанная с зарядом вскрытия и исполнительными органами головной части, а заряды отделения и вскрытия газодинамически связаны с размещенным в поршне двухканальным предохранительно-исполнительным механизмом.