КОМБИНИРОВАННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД Российский патент 2009 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам ведения боя, охраны и обороны границы, борьбы с террористами.

Известны реактивные снаряды, которые содержат осесимметричный корпус, взрывное устройство, емкость с твердым топливом и реактивный двигатель, работающий на твердом топливе, систему управления и аэродинамические рули, закрепленные на корпусе снаружи см. сайт «Интернет http://rbase.new-factoria.ru, Приложение 1, прототип.

Недостатки: ограниченная дальность полета, низкая точность попадания, большое аэродинамическое сопротивление аэродинамических рулей и большие габариты и вес снаряда при относительно малом взрывном устройстве, низкая скорость полета снаряда, обусловленные применением твердого топлива, имеющего более низкие энергетические свойства по сравнению с жидким топливом.

Задача создания изобретения - повышение скорости полета снаряда, точности и дальности стрельбы, уменьшение веса и габаритов снаряда при определенной мощности взрывного устройства и дальности полета снаряда.

Решение указанной задачи достигнуто тем, что в комбинированном реактивном снаряде, содержащем корпус осесимметричной формы с четырьмя стабилизаторами, внутри которого установлено взрывное устройство, емкость с топливом, твердотопливные реактивные двигатели, согласно изобретению применено четыре твердотопливных реактивных двигателя, установленных в задней части снаряда по периферии, а вдоль оси снаряда установлен газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, образующие внутренний и внешний роторы, разделенные подшипниковыми опорами, при этом внешний ротор жестко соединен с корпусом, топливный бак соединен топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, с камерой сгорания, а система управления содержит приводы стабилизаторов и бортовой компьютер. В системе управления установлен контроллер управления, соединенный с одной стороны с приводом управления, а с другой - с бортовым компьютером. Привод насоса соединен с контроллером двигателя, который, в свою очередь, соединен с бортовым компьютером. К бортовому компьютеру подключено приемно-передающее устройство с антенной. Снаряд может содержать приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру. К бортовому компьютеру может быть подключен контроллер взрывателя, подключенный, в свою очередь, к взрывному устройству.

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

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-4, где

на фиг.1 приведена принципиальная схема простейшего варианта снаряда,

на фиг.2 приведен вид снаряда снизу,

на фиг.3 приведен радиоуправляемый снаряд,

на фиг.4 приведен снаряд с управлением при помощи системы глобального позиционирования,

Снаряд (фиг.1) содержит осесимметричный корпус 1. Внутри корпуса 1 установлены взрывное устройство 2 и топливный бак 3. Предпочтительно топливный бак 3 выполнить торроидальной формы для динамической балансировки снаряда в процессе вращения при полете и по мере расходования топлива.

Также внутри корпуса 1 установлен газотурбинный двигатель 4, работающий на жидком топливе. Снаряд имеет систему управления, установленную внутри корпуса 1.

Газотурбинный двигатель 4 состоит из воздухозаборника 5 с центральным обтекателем конической формы 6, 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 сверхзвуковое реактивное сопло 18 и четыре твердотопливных реактивных двигателя 19. На валу 20 установлены все узлы ротора 20, а именно ротор компрессора 9 и рабочее колесо турбины 17. Все остальные узлы газотурбинного двигателя 4 образуют статор 21, в который входят сверхзвуковой воздухозаборник 5, статор компрессора 8, камера сгорания 10 и сверхзвуковое реактивное сопло 18. Система управления содержит бортовой компьютер 22, соединенный с контроллером двигателя 23, который соединен с приводом насоса 14. Снаряд оборудован стабилизаторами 24, закрепленными на внешней стороне корпуса 1 в его нижней части. В систему управления входит контроллер 25 твердотопливных реактивных двигателей 19, соединенный с бортовым компьютером 22.

Система управления содержит акселерометр 26 и магнетометр 27 для измерения углов ориентации снаряда в полете, которые соединены с бортовым компьютером 22.

К бортовому компьютеру 22 может быть подсоединено приемно-передающее устройство 28 (фиг.2), к которому подсоединена антенна 29. Антенна 29 имеет кольцевую форму, а участок корпуса 1 в районе расположения антенны 29 выполнен радиопрозрачным. Все связи между электронными компонентами системы управления выполнены проводными 30.

Внутри корпуса 1 (фиг.3) может быть установлено приемное устройство системы глобального позиционирования 31 (фиг.4), которое также подключено к бортовому компьютеру 22 и к антенне 29.

В глобальную систему позиционирования (Глонас или GPS) входят связанные с антенной 29 по радиоканалам 32 спутники 33.

Возможно применение схемы (фиг.4) подрыва с контроллером подрыва 34, подключенным к бортовому компьютеру 22 и к взрывному устройству 2.

При применении снаряда в оперативную память бортового компьютера 22 вводят исходные данные полета. Снаряд 1 стартует с пусковой установки, для этого запускают газотурбинный двигатель 4, при этом бортовой компьютер 22 подает команду на привод насоса 14 и на топливный насос 13. Топливо подается из топливного бака 3 в камеру сгорания 10, где воспламеняется при помощи электрозапальника (на фиг.1-4 не показан). Продукты сгорания приводят в действие рабочее колесо турбины 17, которое раскручивает через вал 20 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.

При полете приемное устройство системы глобального позиционирования 31 (системы ГЛОНАС или GPS) принимает сигнал с трех спутников 33 системы по радиоканалам 32 и определяет собственные координаты. Используя заложенную программу посредством воздействия бортового компьютера 22 приводы насосов 14, и далее на топливные насосы 13 можно уменьшить или увеличить тягу газотурбинного двигателя 4 и тем самым изменить траекторию полета снаряда от точки старта до цели по дальности.

По команде с бортового компьютера 22, переданной на контроллер подрыва 34 (фиг.1), взрывное устройство 2 может быть взорвано, например в полете.

Управление снарядом по углам тангажа, рыскания и крена осуществляется согласно фиг.5 и 6 посредством рассогласования тяги твердотопливных реактивных двигателей 19. Исходные данные об угловой ориентации снаряда постоянно контролируют акселерометр 26 и магнетометр 27. Магнетометр 27 определяет азимут движения снаряда, а акселерометр 26 его отклонение от направления вектора тяжести. Размещение этих датчиков в невращающемся корпусе 1 исключает влияние центробежных сил на показания датчиков.

Применение изобретения позволило:

- повысить мощность и КПД газотурбинного двигателя при меньших габаритах,

- обеспечить хорошую стабилизацию снаряда в полете из-за его вращения с огромной угловой скоростью,

- уменьшить нагрузки на приборы и датчики системы управления снаряда,

- стабилизировать положение снаряда в полете,

- улучшить и упростить управляемость снарядом в полете за счет рассогласования тяги твердотопливных реактивных двигателей.

Изобретение относится к боевой технике и предназначено для ведения боя и борьбы с террористами. Комбинированный реактивный снаряд содержит корпус осесимметричной формы с четырьмя стабилизаторами. Внутри корпуса установлены взрывное устройство, емкость с топливом, твердотопливные реактивные двигатели. Снаряд снабжен системой управления приводами стабилизаторов, бортовым компьютером и четырьмя твердотопливными реактивными двигателями, установленными в задней части снаряда по периферии. Вдоль оси снаряда установлен газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе и содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину. Емкость с топливом выполнена в форме тора и соединена топливопроводом, в котором установлен топливный насос, с камерой сгорания. Обеспечивается повышение скорости полета снаряда, дальности и точности стрельбы и расширение функциональных возможностей снаряда. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комбинированный реактивный снаряд, содержащий корпус осесимметричной формы с четырьмя стабилизаторами, внутри которого установлены взрывное устройство, емкость с топливом, твердотопливные реактивные двигатели, отличающийся тем, что он снабжен системой управления приводами стабилизаторов, бортовым компьютером и четырьмя твердотопливными реактивными двигателями, установленными в задней части снаряда по периферии, а вдоль оси снаряда установлен газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе и содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, при этом емкость с топливом выполнена в форме тора и соединена топливопроводом, в котором установлен топливный насос, с камерой сгорания.2. Реактивный снаряд по п.1, отличающийся тем, что система управления снабжена контроллером управления, соединенным с приводом управления и с бортовым компьютером.3. Реактивный снаряд по п.1 или 2, отличающийся тем, что привод топливного насоса соединен с контроллером, соединенным с бортовым компьютером.4. Реактивный снаряд по п.1 или 2, отличающийся тем, что бортовой компьютер соединен с приемно-передающим устройством с антенной.5. Реактивный снаряд по п.4, отличающийся тем, что он содержит приемник системы глобального позиционирования, соединенный с антенной и бортовым компьютером.6. Реактивный снаряд по п.1 или 2, отличающийся тем, он снабжен контроллером взрывателя, соединенным с бортовым компьютером и с взрывным устройством.