ОТСЕК УПРАВЛЕНИЯ И АВТОПИЛОТНЫЙ БЛОК САМОНАВОДЯЩЕГОСЯ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО СНАРЯДА Российский патент 2005 года по МПК F42B10/38 F42B15/01 

Предлагаемые изобретения относятся к ракетной технике и могут быть использованы в системах комплексов высокоточного оружия в качестве отсека управления самонаводящегося артиллерийского снаряда (САС) с увеличенной дальностью полета (более нескольких десятков километров) и его автопилотного блока.

Известен САС "Коперхэд", содержащий головку самонаведения и размещенную в головном корпусе аппаратуру управления, боевую часть и хвостовой отсек (отсек управления), состоящий из блока электропитания и рулевого привода с его аппаратурой управления. Снаряд выполнен по "нормальной" аэродинамической схеме: складывающиеся в корпус хвостового отсека аэродинамические стабилизаторы установлены в передней части хвостового отсека, а газовый рулевой привод со складывающимися аэродинамическими рулями закреплен к донной стенке хвостового отсека (Р.А.Налк, Х.Л.Пастрик, Ф.А.Моррисон. Разработка полуактивной лазерной системы наведения снаряда "Коперхэд". Ракетная техника и космонавтика, т.18, №2, 1980, С.128-138).

Размещенная в носовой части САС "Коперхэд" оптическая система головки самонаведения функционирует только на конечном участке полета. Поэтому, большую часть полетного времени находясь в нерабочем состоянии, оптическая система не защищена и подвергается воздействию обтекающего САС воздушного потока и различных природных факторов, что повышает вероятность ее досрочного выхода из строя.

Расположение блока электропитания и рулевого привода в хвостовой части САС "Коперхэд" требует транзита электрических цепей от головки самонаведения к системе управления через весь снаряд, в том числе и через боевую часть, что существенно усложняет конструкцию электромонтажа и достижение его высокой надежности в условиях действия ствольных перегрузок.

Рулевой привод САС "Коперхэд" смонтирован на донном шпангоуте корпуса хвостового отсека и содержит газовый баллон и кинематически связанные с приводными валами аэродинамических рулей рулевые машины, управляемые электромагнитами. Контакты электромагнитов соединены непосредственно с проводниками центрального проводного жгута, что обусловливает нагружение проводников жгута и мест их распайки при действии ствольных перегрузок: проводники испытывают нагрузки, пропорциональные собственной массе и величине ствольной перегрузки снаряда.

Известен принятый за прототип отсек управления управляемого снаряда, содержащий автопилотный блок, в корпусе которого смонтированы на основаниях рулевой привод и блок электропитания, головку самонаведения с отделяемым носовым блоком, закрепленную на переднем торце корпуса, и ленточный электромонтажный кабель (патент России №2176377, МПК⁷ F 42 В 15/00).

Крепление ленточного кабеля выполнено по двум местам: в одном месте он закреплен на наружной поверхности основания рулевого привода посредством винтов через скобу и изолирующую прокладку, а в другом месте - с помощью П-образной петли, выполненной на кабеле, в пряжке, закрепленной винтами на внутренней поверхности корпуса автопилотного блока. Кабель между местами креплений уложен с ослаблениями для исключения его натяжения при действии стартовой перегрузки.

Однако масса свободного участка кабеля, уложенного с ослаблением, нагружает место его крепления скобой, что требует проверки усилия удержания кабеля скобой. Кроме того, выполнение электромонтажа отсека управления ленточным кабелем не всегда возможно, так как распайка его концов требует их специальной разделки и распайки на печатную плату, что исключает возможность применения монтажных элементов с контактами и лепестками.

Известен также принятый за прототип автопилотный блок управляемого снаряда, содержащий корпус с основанием, на котором установлены электропневматические рулевые машины рулевого привода, электрически соединенные центральным жгутом с системой управления снаряда (патент России №2176377, МПК 7 F 42 В 15/00).

Как и в САС "Коперхэд", в данном автопилотном блоке при действии ствольных перегрузок проводники электропневматических рулевых машин рулевого привода и места их распайки испытывают нагрузки, пропорциональные собственной массе проводников и величине действующей на снаряд ствольной перегрузки.

Стрельба на максимальную дальность происходит при перегрузках, превышающих 10000 g, при этом элементы конструкции снаряда испытывают значительные нагрузки. Если силовые (несущие) элементы конструкции САС проектируют с учетом возможных нагрузок, то элементы электромонтажа (проводные жгуты, разъемы и т.д.) используют, как правило, из стандартного ряда, поэтому они нуждаются в специальных дополнительных средствах защиты, воспринимающих нагрузку от их массы. Кроме того, повышению прочности и надежности электромонтажа способствует рациональная, с точки зрения уменьшения протяженности и объема электромонтажа, компоновка отсека управления и всего САС, позволяющая использовать беспроводные межблочные электрические разъемы.

Задача предлагаемых изобретений - повышение надежности САС за счет повышения прочности электромонтажа.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в отсеке управления самонаводящегося артиллерийского снаряда, содержащем автопилотный блок, в корпусе которого последовательно смонтированы на основаниях рулевой привод и блок электропитания, головку самонаведения с отделяемым носовым блоком, закрепленную на переднем торце корпуса, и электромонтажный кабель, головка самонаведения выполнена с расположенными вокруг оптического фильтра и по концентрическим окружностям на ее заднем торце ножевыми контактами, которые установлены соответственно в контактных гнездах носового блока, соединенных с электровоспламенителем механизма его отделения, и в контактных гнездах кольцевого разъема, закрепленного к внутреннему уступу корпуса со стороны его переднего торца и установленного на опорном кольце, выполненном с диаметральной перемычкой, при этом основание рулевого привода жестко связано расположенной по внутренней образующей корпуса скобой с основанием блока электропитания, а кольцевой разъем электрически соединен с рулевым приводом и блоком электропитания электромонтажным кабелем в виде проводного жгута, закрепленного бандажем к дуговым опорам, закрепленным на кольцевом разъеме по концентрической окружности по отношению к его контактным гнездам, диаметральной перемычке опорного кольца и скобе, на которой винтами закреплен контрольный разъем, напротив которого в корпусе выполнено отверстие и установлена резьбовая заглушка.

Решение поставленной задачи достигается также тем, что в автопилотном блоке самонаводящегося артиллерийского снаряда, содержащем корпус с основанием, на котором установлены электропневматические рулевые машины рулевого привода, электрически соединенные центральным жгутом с системой управления снаряда, на переднем торце основания установлена на изоляторах и закреплена коммутационная плата с электрически связанными контактами внутриблочной и межблочной групп, при этом контакты внутриблочной группы соединены с электрическими контактами электропневматических рулевых машин проводными жгутами, установленными по образующей основания в его боковых пазах и выполненными в виде закрепленных к торцам основания ложементов с профильными канавками, в которых внешней обоймой закреплены проводники жгута, а контакты межблочной группы соединены с проводниками центрального жгута, закрепленного бандажем к V-образному изолятору, установленному параллельно контактам межблочной группы и закрепленному на переднем торце основания.

В заявляемом отсеке управления реализована наиболее рациональная схема расположения масс его функциональных элементов в случае, когда все эти массы не могут быть расположены на едином несущем элементе, например, на основании блока электропитания. В качестве промежуточного несущего элемента в конструкции отсека управления, как и в прототипе, использован корпус автопилотного блока, который кроме нагрузки от масс носового блока и головки самонаведения дополнительно воспринимает нагрузку от массы рулевого привода, основание которого жестко связано с корпусом. Утолщение стенок корпуса в этом случае упрощает задачу размещения и конструктивного выполнения герметизирующих щитков для пазов в корпусе под складывающиеся аэродинамические рули. При действии ствольной перегрузки происходит равномерное распределение нагрузки от наседающих масс как на корпус, так и на основание блока электропитания, что обеспечивает рациональное использование площадей их несущих сечений.

Применение ножевых контактов в головке самонаведения позволяет реализовать ее простые механические разъемные соединения с носовым блоком и корпусом автопилотного блока при обеспечении надежных электрических соединений с контактными гнездами носового блока и контактными гнездами кольцевого разъема без использования промежуточных монтажных проводников и прочего навесного монтажа.

Выполнение разъемных электрических соединений в виде ножевых контактов головки самонаведения с контактными гнездами носового блока обеспечивает отделение носового блока, а размещение ножевых контактов вокруг оптического фильтра - функционирование оптической системы головки самонаведения после отделения носового блока.

Введение в конструкцию отсека управления дополнительных элементов (дуговые опоры, опорное кольцо с диаметральной перемычкой, боковая скоба) для бандажного крепления проводного жгута позволяет существенно снизить нагрузку на его проводники, обусловленную увеличением инерционной силы при действии ствольных ускорений. При этом крепление контрольного разъема на скобе обеспечивает его наименьшее удаление от проводного жгута, что также способствует уменьшению протяженности и массы проводников электромонтажа.

Конструктивное выполнение отсека управления в виде отдельной сборочной единицы позволяет проверить всю систему управления САС в целом при проведении приемо-сдаточных испытаний в процессе производства.

В заявляемом автопилотном блоке размещение и крепление коммутационной платы на переднем торце основания блока рулевого привода обеспечивает ее поджатие (а не отрыв!) к основанию при действии ствольных перегрузок. Крепление проводников жгутов, соединяющих контакты внутриблочной группы коммутационной платы с контактами электропневматических машин, в жестко связанных с основанием рулевого привода ложементах внешними обоймами, а также крепление проводников центрального жгута бандажем к V-образному изолятору, закрепленному на переднем торце основания рулевого привода, обеспечивает существенное снижение нагрузки на проводники жгутов при действии ствольной перегрузки. Соединение коммутационной платой контактов межблочной и контактов внутриблочной групп без применения навесного монтажа также способствует повышению надежности электромонтажа.

Конструкции заявляемых устройств представлены на чертежах, где на фиг.1 приведен внешний вид отсека управления с местными разрезами, на фиг.2 - поперечный разрез А-А отсека управления с видом на передний торец автопилотного блока, на фиг.3 - поперечный разрез Б-Б отсека управления с видом на задний торец головки самонаведения, на фиг.4 - поперечный разрез В-В отсека управления с видом на передний торец основания рулевого привода, на фиг.5 - разрез Г-Г по основанию рулевого привода.

Основным несущим элементом конструкции отсека управления САС служит корпус 1 автопилотного блока, к переднему торцу которого накидной гайкой 2 закреплена головка самонаведения 3 с носовым блоком 4, а к заднему торцу - по периметру винтами 5 основание 6 блока электропитания 7.

К внутреннему уступу корпуса 1 винтами 8 по периметру закреплено основание 9 рулевого привода с аэродинамическими рулями 10, установленными в цапфах приводных валов 11, кинематически связанных рычажной передачей с выходными штоками 12 электропневматических рулевых машин 13.

Вокруг оптического фильтра 14 и по концентрическим окружностям на заднем торце 15 головки самонаведения 3 расположены ножевые контакты соответственно 16 и 17. В задней части головки самонаведения 3 размещена аппаратура управления 18.

Ножевые контакты 16 установлены в контактных гнездах 19 носового блока 4, соединенных с электровоспламенителем 20 пиромеханизма отделения носового блока 4.

Ножевые контакты 17 установлены в контактных гнездах 21 кольцевого разъема 22, который установлен на опорном кольце 23, выполненном с диаметральной перемычкой 24, и закреплен к внутреннему уступу корпуса 1 винтами 25.

Основание 9 рулевого привода жестко связано с основанием 6 блока электропитания 7 скобой 26, закрепленной к основанию 6 винтами 27, а к основанию 7 - винтами 28.

Кольцевой разъем 22 электрически соединен с электропневматическими рулевыми машинами 13 и блоком электропитания 7 электромонтажным кабелем в виде проводного жгута 29, закрепленного бандажем к скобе 26, к диаметральной перемычке 24 опорного кольца 23 и к дуговым опорам 30, закрепленным винтами 31 на кольцевом разъеме 22 по концентрической окружности по отношению к его контактным гнездам 21.

Винтами 32 на скобе 26 закреплен контрольный разъем 33, напротив которого в корпусе 1 выполнено отверстие и установлена резьбовая заглушка 34.

На переднем торце основания 9 рулевого привода установлена на изоляторах 35 и закреплена винтами 36 коммутационная плата 37 с электрически связанными контактами межблочной 38 и внутриблочной групп 39.

Контакты 39 внутриблочной группы соединены с электрическими контактами рулевых машин 13 проводными жгутами 40, установленными по образующей основания 9 в его боковых пазах.

Жгуты 40 выполнены в виде закрепленных к торцам основания 9 винтами 41 и 42 изоляционных ложементов 43 с профильными канавками, в которых внешней обоймой 44 закреплены проводники жгута.

Контакты 38 межблочной группы соединены с проводниками жгута 31, закрепленного бандажем к V-образному изолятору 45, установленному параллельно контактам 38 межблочной группы и закрепленному винтами 36 вместе с изоляторами 35 и коммутационной платой 37 на переднем торце основания 9.

Для крепления отсека управления к боевой части САС в основании 6 блока электропитания 7 под упорные винты выполнены резьбовые отверстия 46.

Таким образом, заявляемые устройства обеспечивают повышение надежности САС за счет рациональной схемно-конструктивной компоновки функциональных элементов системы управления в отсеке управления, уменьшения протяженности и снижения массы элементов электромонтажа, а также применения специальных элементов их крепления.

Изобретение относится к области вооружения. Отсек управления самонаводящегося артиллерийского снаряда содержит автопилотный блок, основания, рулевой привод и блок электропитания, головку самонаведения с отделяемым носовым блоком. Головка самонаведения выполнена с расположенными вокруг оптического фильтра и по концентрическим окружностям на ее заднем торце ножевыми контактами, соединенными с электровоспламенителем механизма его отделения. Основание рулевого привода жестко связано с расположенной по внутренней образующей корпуса скобой с основанием блока электропитания. В отсеке самонаводящегося артиллерийского снаряда установлен автопилотный блок, на переднем торце основания которого установлена на изоляторах и закреплена коммутационная плата с электрически связанными контактами внутриблочной и межблочной групп. При использовании изобретения повышается надежность самонаводящегося артиллерийского снаряда. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Отсек управления самонаводящегося артиллерийского снаряда, содержащий автопилотный блок, в корпусе которого последовательно смонтированы на основаниях рулевой привод и блок электропитания, головку самонаведения с отделяемым носовым блоком, закрепленную на переднем торце корпуса, и электромонтажный кабель, отличающийся тем, что головка самонаведения выполнена с расположенными вокруг оптического фильтра и по концентрическим окружностям на ее заднем торце ножевыми контактами, которые установлены соответственно в контактных гнездах носового блока, соединенных с электровоспламенителем механизма его отделения, и в контактных гнездах кольцевого разъема, закрепленного к внутреннему уступу корпуса со стороны его переднего торца и установленного на опорном кольце, выполненном с диаметральной перемычкой, при этом основание рулевого привода жестко связано расположенной по внутренней образующей корпуса скобой с основанием блока электропитания, а кольцевой разъем электрически соединен с рулевым приводом и блоком электропитания электромонтажным кабелем в виде проводного жгута, закрепленного бандажем к дуговым опорам, установленным на кольцевом разъеме по концентрической окружности по отношению к его контактным гнездам, диаметральной перемычке опорного кольца и скобе, на которой закреплен контрольный разъем, напротив которого выполнено отверстие и установлена резьбовая заглушка.2. Автопилотный блок отсека управления самонаводящегося артиллерийского снаряда, содержащий корпус с основанием, на котором установлены электропневматические рулевые машины рулевого привода, электрически соединенные центральным жгутом с системой управления снаряда, отличающийся тем, что на переднем торце основания установлена на изоляторах и закреплена коммутационная плата с электрически связанными контактами внутриблочной и межблочной групп, при этом контакты внутриблочной группы соединены с электрическими контактами электропневматических рулевых машин проводными жгутами, установленными по образующей основания в его боковых пазах и выполненными в виде закрепленных к торцам основания ложементов с профильными канавками, в которых внешней обоймой закреплены проводники жгута, а контакты межблочной группы соединены с проводниками центрального жгута, закрепленного бандажем к V-образному изолятору, установленному параллельно контактам межблочной группы и закрепленному на переднем торце основания.