ГОЛОВНОЙ ОБТЕКАТЕЛЬ РАКЕТЫ Российский патент 2008 года по МПК H01Q1/42 

Описание патента на изобретение RU2337437C1

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении носовых антенных обтекателей скоростных ракет класса «воздух-воздух» или «воздух-поверхность».

Для ракет разных классов широкое распространение нашли теплозащитные элементы в виде наружных стеклопластиковых чехлов.

Этот способ теплозащиты особенно эффективен для высокоскоростных ракет класса земля-воздух.

Известен обтекатель по патенту РФ №2277738, МПК 6 Н01Q 1/42, 2004, в котором стальной стыковой элемент и хвостовая часть переходника, выполненного из сплава инварной группы, согласованного по ТКЛР в определенном диапазоне эксплуатационных температур с материалом керамической оболочки, вклеенного в керамическую оболочку эластичным компаундом, теплоизолированы от аэродинамического потока теплозащитным элементом из стеклопластика. Попытка использовать подобный наружный теплозащитный элемент в области склейки переходника с оболочкой из кварцевой керамики и крепление его жестким клеем приводит к возникновению трещин в керамике от термоциклических эксплуатационных воздействий, а также к нежелательным процессам эррозии в носовой тонкой части теплозащитного элемента. Кроме этого, этот конструктивный прием становится значительно менее эффективным при более длительных тепловых аэродинамических воздействиях, характерных для ракет класса «воздух-воздух» и «воздух-земля».

Известно наиболее близкое конструктивное решение головного обтекателя ракеты класса «воздух-воздух» по патенту РФ №2273077, МПК 6 Н01Q 1/42, 2004, в котором оболочка из стеклокерамики, беспористая и более прочная, чем кварцевая керамика, связана с составным шпангоутом эластичным компаундом. Составной шпангоут из инварного переходника и титанового стыкового элемента, связанных с помощью штифтового соединения и буртов, обеспечивает компактность конструкции и работоспособность ее при щадящих режимах совместного и автономного полета. При ужесточении режимов эксплуатации изделия происходит перегрев компаунда, носовой части переходника и, особенно, перегрев бурта переходника, что приводит конструкцию обтекателя к разрушению, в основном, из-за температурного распора керамической оболочки переходником. Для обеспечения работоспособности подобной конструкции требуется ее модификация.

Техническим эффектом настоящего изобретения является повышение прочностных характеристик конструкции обтекателя, обеспечение функционирования ракеты при увеличении уровня теплового воздействия и его длительности при многократных полетах совместно с носителем, а также при увеличении уровня теплового воздействия и его длительности в автономном полете.

Указанный технический эффект достигается тем, что в конструкцию головного обтекателя ракеты, включающую керамическую оболочку, соединенную эластичным клеем с шпангоутом, состоящим из переходника, выполненного из металла согласованного по ТКЛР с материалом оболочки, и титанового стыкового элемента, соединенных между собой штифтами и буртами, и герметизирующие элементы, отличающийся тем, что на обтекателе установлена обечайка из жаропрочного материала с зазором относительно наружных поверхностей керамической оболочки и стыкового элемента, при этом в области торцов обечайки установлены пояса из резиноподобного теплостойкого материала, образующие замкнутую воздушную полость, передняя часть которой смещена к носку обтекателя относительно носового торца переходника на величину не менее толщины оболочки, а задняя часть полости смещена к торцу обтекателя относительно хвостового торца переходника на величину, превышающую смещение ее передней части, кроме этого, толщина бурта стыкового элемента в осевом направлении превышает толщину оболочки в области ее торца в 1,5...2,0 раза.

На фиг.1 представлен общий вид головного обтекателя ракеты, а на фиг.2 - продольное сечение конструктивной схемы соединения элементов заявляемой конструкции головного обтекателя ракеты.

Головной обтекатель ракеты включает керамическую оболочку 1, соединенную эластичным клеем 2 с шпангоутом, состоящим из инварного переходника 3 и титанового стыкового элемента 4, соединенных между собой штифтами 5, буртом 6 стыкового элемента и буртом 7 переходника, и герметизированных резиновым кольцом 8. Конструкция также включает обечайку 9 из жаропрочного материала, установленную с зазором относительно наружных смежных поверхностей элементов обтекателя - керамической оболочки и стыкового элемента, оптимизируемым в зависимости от тепловых нагрузок и конструктивных ограничений. В области торцов обечайки установлены пояса 10 из резиноподобного теплостойкого материала, образующие замкнутую воздушную полость 11. Передняя часть полости смещена к носку обтекателя относительно носового торца переходника на величину не менее толщины оболочки, а ее задняя часть смещена к торцу обтекателя относительно хвостового торца переходника на величину, превышающую смещение ее передней части, кроме этого, толщина бурта (его геометрический размер в осевом направлении) стыкового элемента превышает толщину керамической оболочки в 1,5...2,0 раза.

Обечайка и воздушная полость с оптимальными геометрическими параметрами обеспечивают эффективную теплоизоляцию от аэродинамического нагрева зоны клеевого соединения керамической оболочки с переходником и хвостовой части переходника с крепежным буртом, что расширяет эксплуатационные возможности констукции.

Пояса из теплостойкого резиноподобного материала, например, из кремнийорганического герметика типа Виксинт У-2-28, обеспечивают центрирование обечайки относительно оболочки при сборке и эксплуатации, выполняют демпфирующую функцию при вибродинамических и акустических воздействиях, частично герметизируют полость.

Обечайка может быть выполнена из жаростойкого сплава, например из титанового или стали, в зависимости от используемого материала для корпуса ракеты и результатов анализа теплового состояния элементов.

Ведение новых элементов в известную конструкцию обтекателя улучшает его технические характеристики, обеспечивает функционирование ракеты при увеличении уровня теплового воздействия до 300°С и его длительности при многократных полетах совместно с носителем в течении 30 минут, а также при увеличении уровня теплового воздействия до 600...700°С и его длительности в течение 3...4-х минут в автономном полете.

Работоспособность конструкции подтверждена стендовыми испытаниями.

Похожие патенты RU2337437C1

название год авторы номер документа
Антенный обтекатель 2020
  • Духова Татьяна Александровна
  • Рогов Дмитрий Александрович
  • Воробьев Сергей Борисович
  • Латыш Сергей Иванович
  • Липатов Сергей Юрьевич
  • Антонов Владимир Викторович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Коваленко Павел Васильевич
RU2735381C1
ГОЛОВНОЙ ОБТЕКАТЕЛЬ РАКЕТЫ 2010
  • Райлян Василий Семёнович
  • Антонов Владимир Владимирович
  • Куракин Владимир Иванович
  • Латыш Сергей Иванович
RU2459325C1
Обтекатель 2020
  • Кубахов Сергей Михайлович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Хора Александр Николаевич
  • Дубова Ольга Сергеевна
  • Васюков Максим Валерьевич
  • Бережной Дмитрий Андреевич
RU2742294C1
Антенный обтекатель для скоростных ракет 2020
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Хора Александр Николаевич
  • Фетисов Владимир Сергеевич
  • Прасолов Алексей Николаевич
RU2733916C1
Пеленгационная система "антенна-обтекатель" 2020
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Латыш Сергей Иванович
  • Клакович Андрей Михайлович
  • Крылов Виталий Петрович
  • Хора Александр Николаевич
RU2749384C1
АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ 2011
  • Аноприенко Анатолий Иванович
  • Воробьев Сергей Борисович
  • Зарюгин Геннадий Давыдович
  • Келина Ирина Юрьевна
  • Полетаев Максим Евгеньевич
  • Русин Михаил Юрьевич
RU2451372C1
ОБТЕКАТЕЛЬ 2002
  • Хора А.Н.
  • Русин М.Ю.
  • Разкевич С.И.
  • Туманов А.И.
  • Хамицаев А.С.
  • Куракин В.И.
RU2225664C2
Антенный обтекатель 2018
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Воробьев Сергей Борисович
  • Колоколов Леонид Иванович
  • Часовской Евгений Николаевич
  • Рогов Дмитрий Александрович
RU2690040C1
УСТРОЙСТВО ПЕРЕХОДА ОТ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ НОСОВОГО ОБТЕКАТЕЛЯ РАКЕТЫ К ЕЕ КОРПУСУ 2007
  • Воробьев Сергей Борисович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Хора Александр Николаевич
  • Куракин Владимир Иванович
  • Березин Сергей Васильевич
  • Аноприенко Павел Анатольевич
  • Василенко Василий Васильевич
  • Кувшинов Евгений Михайлович
  • Эктов Василий Петрович
RU2337435C1
Обтекатель 2017
  • Латыш Сергей Иванович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Аноприенко Анатолий Иванович
  • Антонов Владимир Викторович
  • Васюков Максим Валерьевич
  • Воробьев Сергей Борисович
  • Колоколов Леонид Иванович
  • Рогов Дмитрий Александрович
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Хора Александр Николаевич
RU2654953C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 337 437 C1

Реферат патента 2008 года ГОЛОВНОЙ ОБТЕКАТЕЛЬ РАКЕТЫ

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении головных обтекателей высокоскоростных ракет класса "воздух-воздух" или "воздух-поверхность". Головной обтекатель ракеты включает керамическую оболочку, соединенную эластичным клеем с шпангоутом, состоящим из переходника, выполненного из металла, согласованного по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР) с материалом оболочки, и титанового стыкового элемента, соединенных между собой штифтами и буртами, и герметизирующие элементы. На обтекателе установлена обечайка из жаропрочного материала с зазором относительно наружных поверхностей керамической оболочки и стыкового элемента, при этом в области торцов обечайки установлены пояса из резиноподобного теплостойкого материала, образующие замкнутую воздушную полость. При этом толщина бурта стыкового элемента в осевом направлении превышает толщину оболочки в области ее торца в 1,5-2,0 раза. Техническим результатом изобретения является улучшение технических характеристик конструкции обтекателя, обеспечивающих функционирование ракеты при увеличении уровня теплового воздействия до 300°С и его длительности при многократных полетах совместно с носителем в течении 30 минут, а также при увеличении уровня теплового воздействия до 600-700°С и его длительности в течение 3-4-х минут в автономном полете. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 337 437 C1

Головной обтекатель ракеты, включающий керамическую оболочку, соединенную эластичным клеем с шпангоутом, состоящим из переходника, выполненного из металла, согласованного по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР) с материалом оболочки, и титанового стыкового элемента, соединенных между собой штифтами и буртами, и герметизирующие элементы, отличающийся тем, что на обтекателе установлена обечайка из жаропрочного материала с зазором относительно наружных поверхностей керамической оболочки и стыкового элемента, при этом в области торцов обечайки установлены пояса из резиноподобного теплостойкого материала, образующие замкнутую воздушную полость, передняя часть которой смещена к носку обтекателя относительно носового торца переходника на величину не менее толщины оболочки, а задняя часть полости смещена к торцу обтекателя относительно хвостового торца переходника на величину, превышающую смещение ее передней части, кроме этого, толщина бурта стыкового элемента в осевом направлении превышает толщину оболочки в области ее торца в 1,5...2,0 раза.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2337437C1

ГОЛОВНОЙ АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ 2004
  • Ромашин Александр Гаврилович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Богацкий Владимир Григорьевич
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Колоколов Леонид Иванович
  • Антонов Владимир Викторович
  • Аноприенко Анатолий Иванович
  • Туманов Анатолий Иванович
RU2273077C1
АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ 2004
  • Ромашин Александр Гаврилович
  • Светлов Владимир Григорьевич
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Хора Александр Николаевич
  • Колоколов Леонид Иванович
  • Ромашин Владимир Гаврилович
  • Куракин Владимир Иванович
  • Туманов Анатолий Иванович
RU2277738C1
АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ РАКЕТЫ 2004
  • Ромашин Александр Гавриилович
  • Бородай Феодосий Яковлевич
  • Мужанова Любовь Павловна
  • Ромашин Владимир Гавриилович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Суздальцев Евгений Иванович
RU2267837C1
АНТЕННЫЙ ОБТЕКАТЕЛЬ 2001
  • Платонов В.В.
  • Русин М.Ю.
RU2189674C1
US 4520364 А, 28.05.1985
US 2007024505 A, 01.02.2007.

RU 2 337 437 C1

Авторы

Куракин Владимир Иванович

Русин Михаил Юрьевич

Воробьев Сергей Борисович

Латыш Сергей Иванович

Хамицаев Анатолий Степанович

Хора Александр Николаевич

Колоколов Леонид Иванович

Рогов Дмитрий Александрович

Богацкий Владимир Григорьевич

Захаров Юрий Константинович

Мордвинов Игорь Геннадьевич

Федин Владимир Ильич

Антонов Владимир Викторович

Даты

2008-10-27Публикация

2007-07-18Подача