СПОСОБ ЗАПУСКА РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА И КОМПЛЕКС ВООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2005 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к военной технике, а именно к способам запуска реактивных снарядов артиллерийских и ракетных комплексов вооружения.

Известен способ запуска реактивного снаряда [1], принятый авторами за прототип, включающий выброс снаряда из пусковой трубы и последующее включение его ракетного двигателя путем термогазодинамического воздействия продуктов сгорания воспламенителя на вкладной заряд твердого топлива, который реализуется комплексом вооружения, включающим пусковую трубу с размещенным в ней снарядом с ракетным двигателем, содержащим заряд твердого топлива, воспламенитель и устройство запуска ракетного двигателя. Двигатель с зарядом торцевого горения, имея максимально возможный коэффициент объемного заполнения, обеспечивает реактивному снаряду увеличение дальности полета.

Однако указанное увеличение дальности является незначительным, так как ввиду жестких габаритно-массовых ограничений, предъявляемых к снаряду в целом, масса заряда ракетного двигателя имеет достаточно малую величину, которая, как правило, не превышает 5-10% от общей массы снаряда, а ее увеличение в условиях указанных ограничений не представляется возможным.

Исходя из практики известно, что при стрельбе как неуправляемыми, так и управляемыми снарядами, после окончания работы ракетного двигателя резко возрастает составляющая аэродинамического сопротивления, обусловленная донным разряжением, что приводит к снижению скорости полета снаряда на пассивном участке траектории. При этом у неуправляемых снарядов от воздействия бокового ветра и траекторных возмущений возрастает рассеивание и, как следствие, резко снижается кучность стрельбы, являющаяся одной из основных характеристик снаряда. В управляемых снарядах применение ракетного двигателя позволяет компенсировать только аэродинамические потери, возникающие при отклонении рулей, что не позволяет существенно увеличить дальность стрельбы, но увеличивает полетное время вследствие необходимости постоянного формирования и прохождения команд компенсации траекторных возмущений. Кроме того, при стрельбе управляемыми снарядами в горных условиях вследствие разряженности атмосферы величина скоростного напора после прекращения работы ракетного двигателя является недостаточной для обеспечения надежного управления снарядом, что в итоге приводит к отказу и невыполнению задачи.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение дальности стрельбы реактивных снарядов при одновременном сохранении заданных габаритно-массовых характеристик и повышении надежности функционирования в критичных метеоусловиях.

Решение поставленной задачи достигается способом запуска реактивного снаряда, включающим выстреливание снаряда из пусковой трубы и последующее включение его ракетного двигателя путем воспламенения заряда твердого ракетного топлива, в котором в камере ракетного двигателя формируют изолированный от заряда твердого ракетного топлива и стенок камеры объем, в котором устанавливают заряд из пиротехнического состава и воспламеняют его одновременно с зарядом твердого ракетного топлива, при этом время горения заряда из пиротехнического состава обеспечивают превышающим время горения заряда твердого ракетного топлива.

Предлагаемый способ реализуется комплексом вооружения, включающим пусковую трубу с размещенным в ней снарядом с ракетным двигателем, содержащим заряд твердого ракетного топлива, воспламенитель и устройство запуска, в котором ракетный двигатель снабжен зарядом из пиротехнического состава, выполненным в виде шашек торцевого горения, помещенных в металлические стаканы с глухим дном, которые с упором вложены в цилиндрические втулки, выполненные из композиционного материала, а заряд твердого ракетного топлива выполнен в виде цилиндрических одноканальных шашек.

Формирование в камере сгорания ракетного двигателя изолированного от заряда и стенок камеры объема и размещение в нем заряда из пиротехнического состава позволяет сохранить заданные габаритно-массовые характеристики снаряда.

Наличие заряда из пиротехнического состава, выполненного в виде шашек торцевого горения, длина которых в данном случае может быть выбрана из условия:

где L - длина шашки торцевого горения из пиротехнического состава;

D - наружный диаметр цилиндрической одноканальной шашки заряда твердого ракетного топлива;

d - диаметр канала шашки заряда твердого ракетного топлива

обеспечивает время горения, значительно превышающее время горения заряда твердого ракетного топлива, и при выбрасывании его продуктов сгорания в атмосферу через сопловой блок ракетного двигателя позволяет практически исключить донное разрежение и снизить коэффициент аэродинамического сопротивления снаряда, что обеспечивает значительное увеличение дальности полета. Снижение скорости снаряда за счет действия сил аэродинамического сопротивления в этом случае минимально, что обеспечивает нормальную работу аэродинамических рулей в условиях разреженной атмосферы (увеличивается скоростной напор на рулях), при этом пиротехнический заряд не создает при горении в камере сгорания ракетного двигателя давления и тяги, что позволяет исключить ветровое рассеивание снарядов и силовое воздействие на элементы их конструкции, а заряд твердого ракетного топлива, выполненный в виде цилиндрических одноканальных шашек, за малое время горения создает высокую тягу, обеспечивая тем самым дополнительный разгон снаряда без существенного отклонения снаряда от действия бокового ветра и воздействия траекторных возмущений.

Учитывая, что пиротехнические составы имеют низкую механическую прочность, шашки торцевого горения из пиротехнического состава размещены в тонкостенных металлических стаканах с глухим дном, что обеспечивает работоспособность пиротехнического заряда при воздействии давления, возникающего при горении заряда твердого ракетного топлива. В свою очередь, размещение металлических стаканов с упором в цилиндрических втулках из композиционного материала обеспечивает защиту металлических стенок стакана от прогара и удобство при сборке, так как в данном случае отсутствует сжатие воздуха в закрытом объеме, которое возникает при установке шашек.

Формирование изолированного объема в камере сгорания ракетного двигателя может быть выполнено, например, разделением ее на отдельные сектора глухими перегородками, исключающими взаимный контакт заряда твердого ракетного топлива и пиротехнического заряда, что обеспечивает надежность работы последнего. Кроме того, в этом случае тепловому воздействию продуктов сгорания пиротехнического состава подвергается только часть несущих стенок ракетного двигателя.

Заряд из пиротехнического состава устанавливается в камере сгорания ракетного двигателя открытым торцом в сторону соплового блока. При размещении воспламенителя у открытого торца шашек из пиротехнического состава обеспечивается надежное воспламенение заряда твердого ракетного топлива навеской воспламенителя меньшей массы, так как пиротехнические составы обладают лучшей воспламеняемостью, чем твердое ракетное топливо, и шашки из пиротехнического состава сами служат своего рода воспламенителем, что позволяет уменьшить массу навески воспламенителя и, как следствие, снизить давление при включении ракетного двигателя и осевые ударные перегрузки.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами. На фиг.1-6 представлены схемы, поясняющие способ стрельбы и конструкцию комплекса и снаряда, реализующих предлагаемый способ.

Снаряд 3 (фиг.4) состоит из полезной нагрузки и двигателя, содержащего камеру сгорания 12, сопловой блок 9 с герметизирующей заглушкой 10. В камере сгорания размещен заряд твердого ракетного топлива 7, выполненный в виде цилиндрических одноканальных шашек, и заряд из пиротехнического состава 8, выполненный в виде шашек торцевого горения, помещенных в металлические стаканы 13 с глухим дном, которые с упором вложены в цилиндрические втулки 14 из композиционного материала. Шашки 7 заряда твердого ракетного топлива и шашки из пиротехнического состава 8 при этом изолированы друг от друга перегородками 15 (фиг.5).

Воспламенение заряда осуществляется воспламенителем 11. От преждевременного включения двигателя при движении снаряда в пусковой трубе воспламенитель и заряды защищены герметизирующей заглушкой 10.

Количество и размеры шашек заряда твердого ракетного топлива и заряда из пиротехнического состава определяются в каждом конкретном случае расчетным путем и уточняются в результате экспериментальной отработки снаряда.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Реактивный снаряд 3 (фиг.1) выстреливается из пусковой трубы 1 (транспортно-пускового контейнера или ствола артиллерийского орудия), установленной на основании 2 (лафете артиллерийского орудия, башне боевой машины), с помощью метательного заряда 4 или стартового ракетного двигателя, сообщающего снаряду 3 начальную скорость. На траектории 5 (6) включается маршевый или разгонный ракетный двигатель, который дополнительно разгоняет реактивный снаряд (вид А, фиг.2). После прекращения работы ракетного двигателя без пиротехнического заряда снаряд продолжил бы полет по траектории 6. В предлагаемом способе (вид Б) воспламенителем 11 (фиг.4) воспламеняют заряд твердого ракетного топлива 7, выполненный в виде цилиндрических одноканальных шашек, и заряд из пиротехнического состава 8, выполненный в виде шашек торцевого горения. Продукты сгорания заряда твердого ракетного топлива 7 и заряда из пиротехнического состава 8 выбрасывают в атмосферу через сопловой блок 9 ракетного двигателя. При этом продукты сгорания заряда твердого ракетного топлива создают тягу R, обеспечивающую дополнительный разгон снаряда. После сгорания заряда твердого ракетного топлива 7 заряд из пиротехнического состава 8 продолжает гореть (время горения лимитируется величиной L=(D-d)/4 (фиг.2, 3), определенной экспериментальным путем, где L - первоначальная длина заряда, D - наружный диаметр цилиндрической одноканальной шашки заряда твердого ракетного топлива, d - диаметр канала шашки заряда твердого ракетного топлива) и его продукты сгорания, истекая через сопловой блок 9 ракетного двигателя (вид Б, фиг.3), исключают донное разрежение и снижают коэффициент сопротивления снаряда, что ведет к увеличению дальности полета на величину ΔL⁺ (траектория 5, фиг.1).

Таким образом, предложенный способ и комплекс вооружения для его реализации позволяет повысить дальность стрельбы реактивных снарядов, сохраняя при этом неизменными их заданные габаритно-массовые характеристики и надежность их функционирования в критичных метеоусловиях.

Источники информации

1. Патент RU №2167385 от 06.03.2000 г. Опубликован 20.05.2001 г., бюл. №14 - прототип.

Изобретение относится к области вооружения, в частности к способам запуска реактивного снаряда. Способ запуска реактивного снаряда включает выстреливание снаряда из пусковой трубы и последующее включение его ракетного двигателя путем воспламенения заряда твердого ракетного топлива. В камере ракетного двигателя формируют изолированный от заряда твердого ракетного топлива и стенок камеры объем. Устанавливают заряд из пиротехнического состава и воспламеняют его одновременно с зарядом твердого ракетного топлива. Время горения заряда из пиротехнического состава обеспечивают превышающим время горения заряда твердого ракетного топлива. Также предложен комплекс вооружения для реализации данного способа. При использовании изобретения увеличивается дальность стрельбы реактивных снарядов и повышается надежность функционирования в критичных метеоусловиях. 2 с.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ запуска реактивного снаряда, включающий выстреливание снаряда из пусковой трубы и последующее включение его ракетного двигателя путем воспламенения заряда твердого ракетного топлива, отличающийся тем, что в камере ракетного двигателя формируют изолированный от заряда твердого ракетного топлива и стенок камеры объем, в котором устанавливают заряд из пиротехнического состава и воспламеняют его одновременно с зарядом твердого ракетного топлива, при этом время горения заряда из пиротехнического состава обеспечивают превышающим время горения заряда твердого ракетного топлива.2. Комплекс вооружения, включающий пусковую трубу с размещенным в ней снарядом с ракетным двигателем, содержащим заряд твердого ракетного топлива, воспламенитель и устройство запуска, отличающийся тем, что ракетный двигатель снабжен зарядом из пиротехнического состава, размещенным в изолированном объеме камеры и выполненным в виде шашек торцевого горения, помещенных в металлические стаканы с глухим дном, которые с упором вложены в цилиндрические втулки, выполненные из композиционного материала, а заряд твердого ракетного топлива выполнен в виде цилиндрических одноканальных шашек.