СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ ВРАЩАЮЩИМСЯ ПО УГЛУ КРЕНА УПРАВЛЯЕМЫМ СНАРЯДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК F42B15/00 F41G7/00 

Изобретение относится к области ракетного вооружения, а именно к способам стрельбы управляемыми снарядами, и может быть использовано в комплексах ПТУР и ЗУР.

Одной из задач, решаемых при разработке комплексов вращающихся по углу крена снарядов, является повышение точности их наведения на цель.

Известен способ стрельбы управляемым реактивным снарядом 9М117 (Управляемый реактивный снаряд 9М117. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 3 УБК 10.00.00.000 ТО. Москва, Воениздат, 1987 г.), включающий выстреливание снаряда из канала ствола пушки, запуск маршевого двигателя (МД) с боковым расположением сопел после вылета снаряда из ствола по заранее установленному времени с помощью электрического воспламенителя замедленного действия (ЭВЗД) с пороховым зарядом и управление полетом по лучу лазера на активном (с работающим МД) и пассивном (при неработающем МД) участках траектории до окончания полета снаряда.

Устройство запуска МД управляемого реактивного снаряда (Управляемый реактивный снаряд 9М117. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 3 УБК 10.00.00.000 ТО. Москва, Воениздат, 1987 г.), реализующее этот способ, включает собственно ЭВЗД, сигнал на который поступает непосредственно в момент выстрела.

Недостатком этого способа является разброс времени включения МД, связанный с межпартионным и температурным изменением времени горения порохового заряда ЭВЗД, что вызывает существенный разброс баллистических и динамических характеристик снаряда.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стрельбы вращающимся по углу крена управляемым снарядом (патент RU №2275582, МПК F41G 7/22 (2006.01), 07.07.04), включающий выстреливание снаряда из канала ствола пушки (БМП или танка), запуск на траектории МД с боковым расположением сопел по установленному времени, определяемому заданной зависимостью, и управление снарядом на активном и пассивном участках траектории до окончания его полета.

Зависимость, по которой определяется оптимальное время τ_з запуска МД

где - скорость полета снаряда в момент включения МД;

V₀ - начальная (дульная) скорость снаряда;

m - масса снаряда в момент включения МД;

с_х - коэффициент лобового сопротивления снаряда;

S_mid - площадь миделя снаряда;

ρ - плотность воздуха,

обеспечивает уменьшение разброса баллистических и динамических характеристик снарядов и максимально возможный прирост их дальности полета.

Устройство запуска МД вращающегося по углу крена управляемого снаряда (патент RU №2275582, МПК F41G 7/22 (2006.01), 07.07.04), реализующее этот способ, включает последовательно соединенные блок электронной задержки (БЭЗ) и электрический воспламенитель маршевого двигателя (ЭВМД) без пороховой задержки. Запуск МД (его воспламенение) происходит при появлении электрического импульса с БЭЗ на ЭВМД.

При использовании вышеупомянутых способов для стрельбы управляемыми снарядами, регулярно вращающимися по углу крена, в момент запуска МД снаряд находится в произвольном положении по углу крена вследствие разброса частоты вращения по крену из-за наличия допусков на параметры, определяющие ее значение (для снарядов типа 9М117, вращающихся с помощью аэродинамических сил: начальная скорость, угол установки косопоставленного оперения).

Недостатком вышеупомянутых способов является то, что в момент запуска МД снаряд занимает произвольное положение по углу крена, что не является оптимальным с точки зрения обеспечения наилучшего качества процессов наведения на участке полета непосредственно после запуска МД.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности наведения управляемых снарядов, вращающихся по углу крена, на начальном участке работы МД при сохранении положительных свойств ближайшего аналога (увеличения максимальной дальности полета за счет оптимизации времени задержки включения МД и уменьшения его разброса).

Поставленная задача решается за счет того, что по сравнению с известным способом стрельбы вращающимся по углу крена управляемым снарядом, включающим выстреливание снаряда из канала ствола, запуск на траектории МД с боковым расположением сопел по установленному времени и управление снарядом на активном и пассивном участках траектории до окончания его полета, в предлагаемом способе запуск МД производят в течение половины периода вращения снаряда по углу крена после установленного времени запуска в момент, соответствующий горизонтальному расположению по углу крена плоскости сопел МД снаряда.

Сущность предлагаемого способа стрельбы заключается в уточнении (в пределах длительности половины периода вращения снаряда по крену) времени запуска МД, соответствующего определенному положению снаряда по углу крена. Скорректированный момент времени τз1 запуска МД определяется из условий

где Т - период вращения снаряда по углу крена;

γ - текущий угол крена снаряда, изменяющийся в течение каждой половины периода вращения от 0 до π;

γ1 - фиксированное значение угла крена снаряда, соответствующее горизонтальному расположению плоскости сопел МД.

Снаряды рассматриваемого класса имеют МД с двумя соплами, симметрично расположенными на его боковой поверхности (угол между соплами равен π), например, снаряд 9М117 (Управляемый реактивный снаряд 9М117. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 3 УБК 10.00.00.000 ТО. Москва, Воениздат, 1987 г.). При произвольной ориентации по углу крена плоскости сопел МД в момент его запуска может возникать возмущающий момент вследствие разновременности вскрытия его сопел, который действует преимущественно в той плоскости, в которой находятся сопла в момент запуска МД. Поворот снаряда по углу крена за время действия возмущающего момента незначителен и составляет 2-7°, поскольку разновременность вскрытия не превышает 1-3 мс, а частота вращения снаряда составляет 5,0-7,0 Гц. Указанный фактор может приводить к дополнительному рассеиванию траекторий на начальном участке работы МД.

Наихудшим случаем является запуск МД при вертикальном расположении плоскости его сопел, поскольку появление отклонений в вертикальной плоскости в наибольшей степени уменьшает вероятность попадания снаряда в цель (вертикальный размер типовых целей, например танка, как правило, меньше горизонтального) и увеличивает вероятность соприкосновения с подстилающей поверхностью. Напротив, запуск МД при горизонтальном расположении плоскости его сопел практически исключает влияние указанных возмущающих воздействий на отклонение снаряда в вертикальной плоскости.

Запуск МД согласно условиям (2) гарантированно происходит в течение половины периода вращения по углу крена после времени τ_з. Правомерность таких условий в предлагаемом способе определяется тем, что через каждые полпериода вращения по углу крена снаряд принимает эквивалентное положение в пространстве по ориентации плоскости сопел МД.

В устройство запуска МД вращающегося по углу крена снаряда, реализующее предлагаемый способ, в отличие от известного устройства запуска МД, включающего БЭЗ и ЭВМД, введены датчик угла крена (ДУК), блок памяти (БП) и логическое устройство (ЛУ), первый вход которого соединен с выходом БЭЗ, второй вход соединен с выходом ДУК, третий вход соединен с выходом БП, а выход соединен со входом ЭВМД.

Предлагаемое изобретение поясняется графическим материалом.

На чертеже приведена структура предлагаемого устройства, где 1 - БЭЗ, 2 - ДУК, 3 - ЛУ, 4 - ЭВМД, 5 - БП.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Момент времени τ_з, определяемый априорно по зависимости (1), устанавливается в БЭЗ 1. В момент времени τ_з сигнал с выхода БЭЗ 1 изменяет свое значение с «0» на «1».

БП 5 содержит информацию о значении величины γ1. ДУК 2 вырабатывает сигнал, соответствующий текущему углу крена γ. Сигналы с БЭЗ 1, ДУК 2 и БП 5 поступают на ЛУ 3, которое вырабатывает сигнал на ЭВМД 4 (на запуск МД) в момент времени τ_з1 согласно условиям (2) предлагаемого способа, когда угол крена снаряда γ по истечении времени τ_з первый раз достигнет значения γ1.

При значении частоты вращения по углу крена снарядов рассматриваемого класса 5,0-7,0 Гц запуск МД согласно предлагаемому способу происходит в течение половины периода вращения по углу крена после времени τ_з, т.е. не позднее, чем через 0,07-0,10 с. Приведенные временные значения разброса момента включения МД (их малость по сравнению с временем τ_з) обеспечивают стабильные динамические и баллистические характеристики снарядов, т.е. положительные свойства ближайшего аналога сохраняются.

В качестве БЭЗ и ЭВМД могут использоваться устройства, представленные в ближайшем аналоге.

В качестве ДУК может быть использован гироскопический ДУК, представленный в патенте RU №2184921, МПК⁷ F41G 7/00, F42B 15/01, 03.04.2000. Во вращающихся по углу крена управляемых снарядах ДУК всегда присутствует для преобразования команд управления в систему координат, связанную с вращающимся снарядом.

ЛУ и БП могут быть реализованы на программном уровне с помощью микропроцессорных структур, например на микропроцессоре типа 1830 BE 31.

Преимуществом предлагаемого способа и реализующего его устройства является достижение высокой точности наведения снаряда на начальном участке работы МД за счет обеспечения запуска МД в строго определенном положении снаряда по углу крена, а именно при горизонтальном расположении плоскости сопел МД, с сохранением положительных свойств ближайшего аналога.

Изобретение относится к области ракетного вооружения, а именно к способам стрельбы управляемыми снарядами. Технический результат - повышение точности стрельбы вращающихся по углу крена управляемых снарядов на начальном участке работы маршевого двигателя (МД) за счет запуска МД при горизонтальном расположении плоскости его сопел. Способ включает выстреливание снаряда из канала ствола и управление снарядом на активном и пассивном участках траектории до окончания его полета. При этом запуск МД производят в течение половины периода вращения снаряда по углу крена после окончания заданного интервала времени в момент, соответствующий горизонтальному расположению по углу крена плоскости сопел МД снаряда. В устройство запуска МД вращающегося по углу крена управляемого снаряда, включающее блок электронной задержки и электрический воспламенитель маршевого двигателя, введены датчик угла крена, блок памяти и логическое устройство, первый вход которого соединен с выходом блока электронной задержки, второй вход соединен с выходом датчика угла крена, третий вход соединен с выходом блока памяти, а выход соединен с входом электрического воспламенителя маршевого двигателя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ стрельбы вращающимся по углу крена управляемым снарядом, включающий выстреливание снаряда из канала ствола, запуск на траектории маршевого двигателя с боковым расположением сопел по установленному времени запуска и управление снарядом на активном и пассивном участках траектории до окончания его полета, отличающийся тем, что запуск маршевого двигателя производят в течение половины периода вращения снаряда по углу крена после установленного времени запуска в момент, соответствующий горизонтальному расположению по углу крена плоскости сопел маршевого двигателя снаряда.2. Устройство запуска маршевого двигателя вращающегося по углу крена управляемого снаряда, содержащее блок электронной задержки и электрический воспламенитель маршевого двигателя, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком угла крена, блоком памяти и логическим устройством, первый вход которого соединен с выходом блока электронной задержки, второй вход соединен с выходом датчика угла крена, третий вход соединен с выходом блока памяти, а выход соединен со входом электрического воспламенителя маршевого двигателя.