БОЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2005 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам систем залпового огня (РСЗО).

Объект изобретения представляет собой боевой элемент (БЭ) повышенной эффективности к реактивному снаряду (PC).

Для повышения боевой эффективности БЭ за счет получения требуемого осколочного поля необходимо обеспечить парирование начальных возмущений при отделении его от PC и подход к цели с нулевыми углами атаки (см., например, Гогин В., Федосеев А. Перспективы развития реактивных систем залпового огня - «Зарубежное военное обозрение», № 1, 1995 г.; Анисимов В. Боеприпасы с высокоточными боевыми элементами. - «3арубежное военное обозрение», № 11, 1994 г.).

Стабилизация БЭ возможна с помощью раскрывающегося стабилизатора, например, как в бомбе по Патенту № 4132169, США, кл. МКИ F 42 B 25/12 (бюллетень «Изобретения в СССР и за рубежом», 1979 г. №9, с.7). Бомба содержит корпус, стабилизатор с раскрывающимися лопастями из металла.

Однако такие стабилизаторы обладают значительным весом и имеют габариты до 20%...30% длины БЭ, что снижает его боевую эффективность. Наиболее компактными для торможения и стабилизации отделяемых головных частей, БЭ являются стабилизаторы из текстильных материалов. Самыми распространенными из них являются парашюты.

Известна, например, боеголовка с противотанковым боеприпасом по патенту № 4175491, США, кл. F 42 B 13/10 (бюллетень "Изобретения в СССР и за рубежом", № 7, 1980 г., с.10), содержащая корпус с углублением в носовой части, стабилизатор из текстильных материалов в виде парашюта с круглым куполом. Конструкция стабилизатора в виде парашюта с круглым куполом обеспечивает снижение скорости БЭ при подходе к цели, но не позволяет получить нулевые углы атаки, так как круглые парашюты неустойчивы в потоке.

Общими признаками с заявляемым техническим решением являются наличие в БЭ - аналоге корпуса с углублением в носовой части, стабилизатора из текстильных материалов.

Известен также БЭ по заявке Великобритании № 1548081 по кл. F 42 B 13/38, 23/04 опубл. В 1979 г. в бюллетене "Изобретения в СССР и за рубежом", № 12, 1979 г, с.7, выбранный заявителем в качестве прототипа.

БЭ содержит корпус с углублением в носовой части, стабилизатор из текстильных материалов в виде парашюта с круглым куполом. БЭ приземляется хвостовой частью корпуса, а носовая часть ориентирована вверх, исходя из особенности его функционирования.

Такая конструкция обеспечивает снижение скорости БЭ при подходе к цели, но не позволяет получить нулевые утлы атаки, так как круглые парашюты неустойчивы в потоке (см. Н.А. Лобанов «Основы расчета и конструирования парашютов», М., Машиностроение, 1965 г., с.72). Кроме того, на такой стабилизатор действуют значительные динамические нагрузки в момент ввода в поток. Это приводит к увеличению веса и габаритов стабилизатора, уменьшается вес боевой части и снижается боевая эффективность БЭ.

Задачей данного технического решения являлось торможение БЭ без обеспечения нулевых углов атаки и требуемого угла подхода к цели.

Общими признаками с заявляемым техническим решением являются наличие в БЭ корпуса с углублением в носовой части, стабилизатора из текстильных материалов.

Поэтому разработка конструкции БЭ повышенной устойчивости со стабилизатором из текстильных материалов, имеющим минимальные размеры и вес, а следовательно, повышенную боевую эффективность БЭ за счет увеличения веса боевой части, обеспечения нулевых углов атаки и требуемого угла подхода к цели является актуальной задачей.

В отличие от прототипа в предлагаемом боевом элементе носовая часть корпуса снабжена насадком с длиной внутренней цилиндрической поверхности не менее 0,6 максимального диаметра корпуса, стабилизатор выполнен из лент шириной 0,3...0,8 максимального диаметра корпуса, закрепленных в хвостовой части боевого элемента, при этом количество лент составляет 2...6, а длину каждой ленты рассчитывают по формуле

l≥80d²(Х_ц.м./L0,33)^1,32/bn;

где l - длина каждой ленты стабилизатора, d-максимальный диаметр корпуса; Х_ц.м - расстояние от носовой части корпуса до центра масс; L - длина корпуса, b - ширина ленты; n - количество лент.

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 создание боевого элемента повышенной боевой эффективности за счет получения минимальных габаритов и веса стабилизатора, увеличения веса боевой части, при обеспечении необходимой устойчивости и надежного парирования начальных угловых возмущений в момент отделения от носителя, обеспечение нулевых углов атаки и требуемого угла подхода к цели, формирование кумулятивной струи с требуемыми характеристиками.

Указанный технический результат достигается тем, что в боевом элементе, содержащем корпус с углублением в носовой части, стабилизатор из текстильных материалов, согласно изобретению носовая часть корпуса снабжена насадком с длиной внутренней цилиндрической поверхности не менее 0,6 максимального диаметра корпуса, стабилизатор выполнен из лент шириной 0,3...0,8 максимального диаметра корпуса, закрепленных в хвостовой части боевого элемента, при этом количество лент составляет 2...6, а длину каждой ленты рассчитывают по формуле

l≥80d²(X_ц.м./L-0,33)^1,32/bn,

где l - длина каждой ленты стабилизатора, d - максимальный диаметр корпуса Х_ц.м - расстояние от носовой части корпуса до центра масс; L - длина корпуса; b - ширина ленты; n - количество лент.

Авторы предлагаемого изобретения провели большой объем экспериментальных исследований макетов и натурных БЭ на стендах, в аэродинамических трубах, летные испытания.

Результаты исследований позволили выявить влияние наиболее доминирующих факторов на параметры динамики возмущенного движения БЭ, определить необходимые геометрические параметры стабилизатора из лент для обеспечения надежного парирования начальных угловых возмущений, обеспечить нулевые значения балансировочных углов атаки у цели, а следовательно, требуемый угол подхода БЭ к цели, от которого зависит его боевая эффективность.

На основе результатов испытаний выведены соотношения между параметрами БЭ и необходимой длиной многоленточного стабилизатора, обеспечивающей парирование начальных углов атаки и устойчивый его полет. При этом время переходного процесса уменьшается в 3 раза по сравнению с парашютами, имеющими такую же площадь купола.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами корпуса БЭ и стабилизатора позволяют, в частности, за счет выполнения:

- носовой части корпуса, снабженной насадком с длиной внутренней цилиндрической поверхности не менее 0,6 максимального диаметра корпуса, повысить боевую эффективность БЭ за счет формирования кумулятивной струи с требуемыми характеристиками. При длине внутренней цилиндрической поверхности насадка в носовой части корпуса элемента менее 0,6 максимального диаметра корпуса происходит снижение боевой эффективности элемента у цели за счет ухудшения характеристик кумулятивной струи;

- стабилизатора из лент шириной 0,3...0,8 максимального диаметра корпуса, закрепленных в хвостовой части боевого элемента, при этом количество лент составляет 2...6, повысить устойчивость БЭ в потоке и уменьшить утлы атаки, в 3 раза уменьшить время переходного процесса при стабилизации в момент отделения от носителя и за счет этого повысить боевую эффективность элемента у цели. При количестве лент менее двух (одноленточном стабилизаторе) происходит значительное увеличение ее длины, появление дополнительных углов атаки БЭ за счет динамических колебаний длинной ленты, что снижает боевую эффективность БЭ у цели. Увеличение количества лент более 6 нецелесообразно. Это приводит к спутыванию лент между собой, раскачке элемента, появлению аэродинамической асимметрии и углов атаки БЭ и как следствие снижению боевой эффективности БЭ;

- длины каждой ленты стабилизатора, рассчитываемой по формуле l≥80d²(Х_ц.м./L-0,33)^1,32/bn, - обеспечить надежное парирование начальных углов атаки при отделении от носителя, устойчивый полет с нулевыми балансировочными углами атаки, требуемый угол подхода к цели, уменьшить габариты и вес стабилизатора, увеличить вес боевой части, что в совокупности повышает боевую эффективность БЭ. Выполнение длины каждой ленты стабилизатора менее l≥80d²(Х_ц.м/L-0,33)^1,32/bn приводит к ухудшению устойчивости БЭ при начальных углах атаки при отделении от носителя, появлению колебаний и ненулевых балансировочных углов атаки, что не позволяет получить требуемый угол подхода его к цели, снижает боевую эффективность БЭ у цели.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлен общий вид предлагаемого элемента.

Боевой элемент состоит из корпуса 1, носовая часть которого выполнена с углублением 2, насадок 3 с длиной l_ц внутренней цилиндрической поверхности 4 не менее 0,6 максимального диаметра d корпуса 1, многоленточного стабилизатора 5. Стабилизатор 5 выполнен из лент шириной 0,3...0,8 максимального диаметра корпуса, закрепленных в хвостовой части боевого элемента, при этом количество лент составляет 2...6. Длина каждой ленты стабилизатора 5 рассчитана по формуле l≥80d²(Х_ц.м/L-0,33)^1,32/bn, где l - длина каждой ленты стабилизатора, d - максимальный диаметр корпуса, Х_ц.м - расстояние от носовой части корпуса до центра масс, L - длина корпуса, b - ширина ленты, n - количество лент.

Функционирование предлагаемого БЭ происходит следующим образом.

В заданной точке траектории полета PC отделяют от него БЭ. После отделения корпус 1 элемента за счет начальных возмущений и отсутствия стабилизирующего момента совершает нестабилизированный полет. Затем в набегающий поток воздуха вводят многоленточный стабилизатор 5 и происходит вытягивание его лент. Ленты начинают работать и создают стабилизирующий момент относительно центра масс элемента. БЭ начинает совершать затухающие колебания и стабилизироваться. За счет оптимального выбора геометрических параметров лент стабилизатора 5 обеспечивается устойчивый полет БЭ с нулевым балансировочным углом атаки, торможение и подход к цели с требуемым углом. За счет оптимального выбора носовой части обеспечивается формирование кумулятивной струи с требуемыми характеристиками.

В соответствии с предполагаемым изобретением разработан БЭ для реактивного снаряда. За счет оптимальной формы носовой части корпуса, уменьшения габаритов и веса стабилизатора, увеличения веса боевой части обеспечено повышение боевой эффективности БЭ.

В настоящее время разработана рабочая конструкторская документации, запланированы изготовление и испытания опытных образцов реактивных снарядов с предлагаемым БЭ.

Изобретение относится к области вооружения. Боевой элемент содержит корпус с углублением в носовой части, стабилизатор из текстильных материалов. Носовая часть корпуса снабжена насадком с длиной внутренней цилиндрической поверхности не менее 0,6 максимального диаметра корпуса. Стабилизатор выполнен из лент шириной 0,3...0,8 максимального диаметра корпуса, закрепленных в хвостовой части боевого элемента. Количество лент составляет 2...6, а длину каждой ленты рассчитывают по определенной зависимости. При использовании изобретения повышается боевая эффективность реактивного снаряда. 1 ил.

Боевой элемент, содержащий корпус с углублением в носовой части, стабилизатор из текстильных материалов, отличающийся тем, что носовая часть корпуса снабжена насадком с длиной внутренней цилиндрической поверхности не менее 0,6 максимального диаметра корпуса, стабилизатор выполнен из лент шириной 0,3...0,8 максимального диаметра корпуса, закрепленных в хвостовой части боевого элемента, при этом количество лент составляет 2...6, а длину каждой ленты рассчитывают по формуле l≥80d²(X_ц.м./L-0,33)^1,32/bn, где l - длина каждой ленты стабилизатора, d - максимальный диаметр корпуса, Х_ц.м. - расстояние от носовой части корпуса до центра масс, L - длина корпуса, b - ширина ленты, n - количество лент.