АВИАЦИОННАЯ ТОРПЕДА Российский патент 2009 года по МПК F42B17/00 

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам бомбардировки надводных целей.

Известна авиационная бомба, содержащая систему управления по патенту РФ на изобретение №2232973.

Недостаток - низкая скорость полета на конечном участке траектории и недостаточная эффективность управления.

Известна управляемая авиационная бомба FX 1400, Германия, сайт Интернет http;//base13/glasnet.ru. Эта бомба содержит корпус, внутри которого установлено взрывное устройство, систему управления, стабилизаторы, привода стабилизаторов.

Известна торпеда авиационная из сайта Интрнет http://www.airwar.ru, которая содержит осесимметричный корпус, установленные внутри него взрывное устройство, винтовой гидравлический двигатель с приводом от воздушной турбины и баллон со сжатым воздухом, а также систему управления при помощи рулей. Система управления работает только под водой.

Известна авиационная торпеда, содержащая систему управления по патенту РФ на изобретение №2232973 - прототип, содержащая цилиндрический корпус, внутри которого установлено взрывное устройство и реактивный двигатель.

Недостатки такой торпеды: низкая скорость на последнем участке траектории и очень низкая точность попадания. Вероятность поражения линкора при бомбометании с высоты 7 км составляет 0,13, а при бомбометании с высоты 4-5 км примерно 0,2-0,3, что практически недопустимо из-за большой стоимости бомбы и невозможности бомбардировок с более низких и даже с указанных высот. При бомбардировке с высоты 20-30 км бомбардировщик остается практически неуязвимым, но вероятность попадания даже управляемой авиационной бомбы в круг диаметром 1 км равна практически нулю.

Задача создания изобретения - повышение скорости полета авиационной торпеды и точности попадания при ее сбрасывании на большом расстоянии от цели и с очень больших высот.

Решение указанных задач достигнуто в авиационной торпеде, содержащей корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, пневматическая турбина, и систему управления, отличающейся тем, что внутри корпуса установлен топливный бак, газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, топливный бак соединен с газотурбинным двигателем топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, к ротору газотурбинного двигателя подсоединена пневматическая турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического двигателя при движении торпеды под водой, на корпусе установлены с возможностью поворота четыре гидроаэродинамических руля, система управления содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером рулей. Контроллер рулей соединен с приводами рулей. Привод насоса соединен с контроллером двигателя. К бортовому компьютеру подключено приемно-передающее устройство с антенной. Система управления содержит приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру. Система управления содержит видеокамеру, подключенную к бортовому компьютеру.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

на фиг.1 приведена принципиальная схема простейшего варианта авиационной торпеды,

на фиг.2 приведен схема авиационной торпеды с автономным управлением,

на фиг.3 приведена радиоуправляемая авиационная торпеда,

на фиг.4 - приведена авиационная торпеда с управлением при помощи системы глобального позиционирования,

на фиг.5 приведена авиационная торпеда с видеокамерой,

на фиг.6 приведена схема управляемого (бесконтактного)подрыва взрывного устройства авиационной торпеды.

Авиационная торпеда (фиг.1) содержит осесимметричный корпус 1, содержащий цилиндрическую и коническую части. Внутри корпуса 1 установлены взрывное устройство 3 и топливный бак 4. Предпочтительно топливный бак 4 выполнить тороидальной формы.

Внутри корпуса 1 вдоль его оси в центральной части установлен газотурбинный двигатель 5, работающий на жидком топливе (возможно применение сверхзвукового газотурбинного двигателя).

Газотурбинный двигатель ГТД 5 состоит из воздухозаборника 6 с центральным обтекателем конической формы, компрессора 7, состоящего, в свою очередь, из статора компрессора 8 и ротора компрессора 9, камеры сгорания 10 с форсунками 11, к которым подключен топливопровод 12 с топливным насосом 13, имеющим привод насоса 14. За камерой сгорания 10 установлена турбина 15, содержащая сопловой аппарат 16 и рабочее колесо турбины 17. На выходе турбины 15 установлено реактивное сопло 18. На валу 19, установлены все узлы ротора, а именно ротор компрессора 9, рабочее колесо турбины 17 и главная пневматическая турбина 20. Все остальные узлы газотурбинного двигателя 4 образуют статор двигателя 21, в который входят сверхзвуковой воздухозаборник 6, статор компрессора 8, камера сгорания 10 и сверхзвуковое реактивное сопло 18. Авиационная бомба оборудована четырьмя рулями 22, установленными в нижней части с возможностью поворота и оборудованными приводами рулей 23, к которым подключен контроллер рулей 24, подключенный, в свою очередь, к бортовому компьютеру 28.

К воздушному баллону 4 подсоединен и главный воздуховод 25 с главным регулятором 26, другой конец главного воздуховода 25 подсоединен к главной пневматической турбине 20.

Система управления сверхточной авиационной торпеды содержит контроллер двигателя 27, подключенный к главному регулятору 26, и контроллер рулей 24, подключенный к приводам рулей 23. При этом контроллеры 24 и 27 подключены к бортовому компьютеру 28. Контроллер двигателя 27 также соединен с приводом насоса 14 (фиг.3).

Система управления сверхточной авиационной торпеды содержит акселерометр 29 и магнетометр 30 для измерения углов ориентации авиационной торпеды в полете и под водой, которые соединены с бортовым компьютером 28. К бортовому компьютеру 28 может быть подсоединено приемно-передающее устройство 31 (фиг.4), к которому подсоединена антенна 32. Антенна 32 имеет кольцевую форму, а участок корпуса 1 в районе расположения антенны 32 выполнен радиопрозрачным.

Внутри корпуса 1 (фиг.5) может быть установлено приемное устройство системы глобального позиционирования 33, которое также подключено к бортовому компьютеру 28 и к антенне 32. Все соединения выполнены проводными связями 34. В глобальную систему позиционирования (Глонас или GPS) входят спутники 35, связанные с антенной по радиоканалам 36.

Возможна установка во вращающейся части корпуса 1 видеокамеры 37, которая соединена с бортовым компьютером 28. (фиг.6).

Возможно применение схемы (фиг.1) подрыва с контроллером подрыва 38, подключенным к бортовому компьютеру 28 и к взрывному устройству 4.

1-й вариант управления (автономное наведение)

При применении торпеды авиационной в автономном режиме в оперативную память бортового компьютера 28 вводят исходные данные полета. Авиационная торпеда сбрасывается с борта самолета-торпедоносца, потом запускают газотурбинный двигатель 5, при этом бортовой компьютер 28 подает команду на контроллер двигателя 27, далее на привод насоса 14, и на топливный насос 13, и на главный регулятор 26. Топливо подается из топливного бака 4 в камеру сгорания 10 через форсунки 11, где воспламеняется при помощи электрозапальника (на фиг.1-6 не показан). Продукты сгорания приводят в действие рабочее колесо турбины 17, которое раскручивает через вал 19 ротор компрессора 9.

Применение жидкого топлива, а также кислорода атмосферного воздуха позволяет получить преимущество в дальности полета по сравнению с твердотопливными реактивными снарядами, т.к. теплотворная способность жидкого топлива больше, чем у твердого в 3-4 раза, а окислитель в форме кислорода воздуха берется из атмосферы. Контроль положения осуществляют акселерометр 29 и магнетометр 30. После подлета к цели на расстояние 300-500 м на торпеде авиационной бортовой компьютер 28 выключает газотурбинный двигатель 5. Потом сверхточная авиационная торпеда погружается под воду и включается главный регулятор 27, который подает сжатый воздух из баллона сжатого воздуха 4 в главную пневматическую турбину 20. Главная пневматическая турбина 20 раскручивает вал 19 газотурбинного двигателя 5, который переходит на подводный режим работы, т.е. в режим работы винтового гидравлического двигателя. Управление по курсу и дифференту в воздухе и под водой осуществляется за счет поворота гидроаэродинамических рулей 22 приводами рулей 23, на которые сигнал управления подается с бортового компьютера 28 через контроллер рулей 24.

2-й вариант управления (управление по радио)

Управляющий сигнал подается с компьютера самолета торпедоносца (на фиг.1-6 не показано) по радиоканалу 36 на антенну 32 и далее на приемно-передающее устройство 31 и на бортовой компьютер 28.

3-й вариант управления (управление с применением системы глобального позиционирования)

При полете приемник системы глобального позиционирования 33 (системы Глонас или GPS) принимает сигнал с трех спутников 35 системы по радиоканалам 36 и определяет собственные координаты. Используя заложенную программу, посредством воздействия бортового компьютера 28 на привод насоса 14 и далее на топливный насос 13 можно уменьшить или увеличить тягу газотурбинного двигателя 5 и тем самым изменить траекторию полета авиационной торпеды. При движении под водой бортовой компьютер 28 подает команду на главный регулятор 26 и сжатый воздух поступает на главную пневматическую турбину 20, которая раскручивается и приводит во вращение вал 19. Управление по углам движения под водой осуществляется гидроаэродинамическими рулями 22.

По команде с бортового компьютера 28, переданной на контроллер подрыва 38 (фиг.1), взрывное устройство 2 может быть взорвано, например, в полете или в воде до попадания в борт цели.

Исходные данные об угловой ориентации сверхточной авиационной торпеды постоянно контролируют акселерометр 29 и магнетометр 30. Магнетометр 30 определяет азимут движения авиационной торпеды, а акселерометр 29 - его отклонение от направления вектора тяжести.

Применение изобретения позволило:

- повысить скорость подлета авиационной торпеды к цели до сверхзвуковой, за счет применения газотурбинного двигателя,

- повысить скорость движения торпеды авиационной под водой за счет работы газотурбинного двигателя в режиме винтового гидравлического двигателя,

- повысить точность попадания до 0,1-0,5 м при сбрасывании торпеды на расстоянии до 100 км от цели и с высоты более 20 км,

- обеспечить хорошую стабилизацию снаряда в полете и под водой, уменьшить нагрузки на приборы и датчики системы управления торпеды за счет их рационального размещения в корпусе торпеды,

- стабилизировать положение снаряда в полете,

- улучшить и упростить управляемость торпедой в полете в атмосфере и в движении под водой за счет использования для этого гидроаэродинамических рулей и единой системы управления без ее переключения при входе торпеды под воду.

- обеспечит особенно эффективное управление торпедой под водой, особенно на заключительном этапе движения.

Изобретение относится к торпедам. Авиационная торпеда содержит корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, пневматическая турбина и система управления. Внутри корпуса установлена емкость с топливом и газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину. Топливный бак соединен с газотурбинным двигателем топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса. К ротору газотурбинного двигателя подсоединена воздушная турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического при движении торпеды под водой. На корпусе установлены с возможностью поворота четыре гидроаэродинамических руля. Система управления содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером рулей. Повышается точность попадания торпеды. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Авиационная торпеда, содержащая корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, винтовой гидравлический двигатель с пневматической турбиной, и систему управления, отличающаяся тем, что внутри корпуса установлена емкость с топливом, газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, топливный бак соединен с газотурбинным двигателем топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, к ротору газотурбинного двигателя подсоединена пневматическая турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического двигателя при движении торпеды под водой, на корпусе установлены с возможностью поворота четыре гидроаэродинамических руля, а система управления содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером рулей.2. Авиационная торпеда по п.1, отличающаяся тем, что контроллер рулей соединен с приводами рулей.3. Авиационная торпеда по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод насоса соединен с контроллером двигателя.4. Авиационная торпеда по п.1 или 2, отличающаяся тем, что к бортовому компьютеру подключено приемно-передающее устройство с антенной.5. Авиационная торпеда по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что система управления содержит приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру.6. Авиационная торпеда по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что система управления содержит видеокамеру, подключенную к бортовому компьютеру.