МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ЗЕНИТНАЯ РАКЕТА Российский патент 2010 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно зенитным ракетам с ракетными двигателями твердого топлива РДТТ.

В качестве маршевых двигателей для ракет часто применяют жидкостные ракетные двигатели, они легче регулируются по сравнению с твердотопливными. Но твердотопливные ракетные двигатели имеют ряд преимуществ: для их запуска требуется меньше времени, они проще по конструкции и дешевле.

Известна крылатая ракета по патенту РФ на изобретение №2225975, боевая ступень которой размещена в полости маршевой ступени, которая содержит собственные носовой обтекатель, систему управления полетом и наведения на цель, боевую часть и дополнительный твердотопливный двигатель. Маршевая ступень может быть состыкована с турбореактивным двигателем посредством устройства стыковки и отделения. Согласно способу применения ракеты до разделения маршевой и боевой ступеней включают систему управления полетом и наведения на цель маршевой ступени. После разделения ступеней запускают твердотопливный двигатель маршевой ступени.

Известна зенитная ракета по патенту РФ №2235281, прототип, которая содержит маршевую степень и боевую ступень с твердотопливными двигателями. Недостаток: такие ракеты применимы в качестве зенитных управляемых ракет ближнего радиуса действия из-за недостаточной энерговооруженности маршевой (нижней ступени).

Недостатки: небольшая дальность полета, низкая скорость полета. Кроме того, управление ракетой и ее наведение на цель весьма затруднено, т.к. боевая часть содержит только твердотопливный двигатель, регулирование которого затруднено. Систему управления включают до разделения маршевой и боевой ступеней. Маневрирование на сверхзвуковых скоростях технически трудно осуществимо.

Задача создания изобретения: улучшение технических характеристик ракеты, скорости полета и увеличение дальности и высоты полета.

Решение указанных задач достигнуто в многоступенчатой зенитной ракете, содержащей не менее двух ракетных ступеней с, по меньшей мере, одним ракетным двигателем твердого топлива на нижней ступени, тем, что на верхней ступени установлены управляемые аэродинамические рули и крылья и, по меньшей мере, один ракетный двигатель твердого топлива, к нижней ракетной ступени параллельно ее оси подсоединены твердотопливные ускорители с ракетными двигателями твердого топлива. Число аэродинамических рулей соответствует числу твердотопливных ускорителей, и они размещены каждый против соответствующего твердотопливного ускорителя.

Твердотопливные ускорители выполнены с возможностью отстыковки в полете, например соединены с нижней ракетной ступенью при помощи пироболтов.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…2, где:

на фиг.1 приведена схема зенитной ракеты,

на фиг.2 приведен разрез по А-А.

Многоступенчатая зенитная ракета (фиг.1) может содержать не менее двух ракетных ступеней. В дальнейшем описание выполнено на примере двухступенчатой ракеты, но может быть применено три или четыре ракетных ступени, например, для сбивания целей в космосе.

Многоступенчатая зенитная ракета (фиг.1 и 2) содержит две ракетные ступени: нижнюю (первую) 1 и верхнюю (вторую) 2, соединенные соединительной фермой 3, головную часть ракеты 4, в которой установлено взрывное устройство 5 с взрывателем 6. К нижней ракетной ступени 1 параллельно ее оси прикреплены твердотопливные ускорители 7 с ракетными двигателями твердого топлива 8, на верхней ракетной ступени 2 установлены поворотные аэродинамические рули 9 с приводами 10 (фиг.2) и два или четыре крыла 11. Предпочтительно применить четыре поворотных аэродинамических руля 9 и разместить их над твердотопливными ускорителями 7. Это увеличит эффективность управления на начальном участке траектории полета зенитной ракеты и уменьшит ее аэродинамическое сопротивление в плотных слоях атмосферы. Внутри нижней ракетной ступени 1 установлен, по меньшей мере, один ракетный двигатель твердого топлива 12, содержащий камеру сгорания 13 с зарядом топлива и реактивное сопло 14. Внутри верхней ракетной ступени 2 установлен ракетный двигатель твердого топлива 15, содержащий камеру сгорания 16 и реактивное сопло 17. Ракетные двигатели твердого топлива 8 также содержат камеры сгорания 18 и реактивное сопло 19.

Твердотопливные ускорители 7 соединены с ракетным блоком нижней ступени 1 с возможностью отстыковки в полете, например, при помощи пироболтов 20. На верхней ракетной ступени 2 установлены четыре управляющих сопла 21, к котором от камер сгорания 16 подведены газоводы 22 с регуляторами расхода 23, установленными в них.

Ракета имеет блок управления 24 и датчики курса: магнетометр 25 и акселерометр 26, установленный в верхней ступени 2. Блок управления 21 соединен электрическими связями 24 с приводами 10, ракетными двигателями твердого топлива 12, 8 и 17, регуляторами расхода 23, а также со взрывателем 7 и с датчиками курса 22 и 23.

При запуске двигательной установки с блока управления 21 сигнал подается одновременно на ракетные двигатели твердого топлива 8 и 12. Твердое топливо в ракетных двигателях твердого топлива 8 и 12 воспламеняется, и зенитная ракета практически мгновенно стартует.

После выработки твердого топлива подается сигнал на пироболты 20, и твердотопливные ускорители 7 отбрасываются. Кроме того, что полетный вес ракеты уменьшается, возникают четыре ложных цели, которые вводят в заблуждение атакуемого противника.

Потом запускается ракетный двигатель твердого топлива (двигатели) 15 второй ракетной ступени 2. Управление при полете на начальном участке траектории и на конечном осуществляется блоком управления 24 в зависимости от показания датчиков: магнетометра 26 и акселерометра 27 поворотными аэродинамическими рулями 9 при помощи приводов 10. Крылья 11 обеспечивают стабилизацию полета зенитной ракете в атмосфере на высоте до 10000 м. При полете на большей высоте для управления ракетой используется следующим способом: открывают соответствующий регулятор расхода 23, и часть продуктов сгорания из камеры сгорания 15 подается в соответствующее сопло 21 или в два сопла 21 одновременно. Зенитная ракета отклоняется в сторону, противоположную расположению задействованных сопел 21.

Размещение блока управления 24 в верхней ракетной ступени 2 позволило управлять при помощи одного блока управления ракетными двигателями твердого топлива всех ракетных ступеней, в том числе и твердотопливных ускорителей.

Применение изобретения позволило:

1. Значительно увеличить дальность полета зенитной ракеты при ее одинаковом стартовом весе за счет применения ракетных двигателей твердого топлива для всех ракетных ступеней и для твердотопливных ускорителей.

2. Оптимизировать стартовый вес ракеты за счет применения системы управления, установленной только на верхней ракетной ступени.

3. Обеспечить хорошую управляемость ракеты как на начальном участке траектории, так и на конечном за счет установки поворотных аэродинамических рулей на верхней ступени зенитной ракеты и управляющих сопел - на верхней ракетной ступени.

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно к крылатым ракетам. Многоступенчатая зенитная ракета содержит не менее двух ракетных ступеней с, по меньшей мере, одним ракетным двигателем твердого топлива на нижней ступени. На верхней ступени установлены управляемые аэродинамические рули и крылья и, по меньшей мере, один ракетный двигатель твердого топлива. К нижней ракетной ступени параллельно ее оси прикреплены твердотопливные ускорители с ракетными двигателями твердого топлива. Число аэродинамических рулей соответствует числу твердотопливных ускорителей, и они размещены каждый против соответствующего твердотопливного ускорителя. Твердотопливные ускорители выполнены с возможностью отстыковки в полете, например, за счет их соединены с нижней ракетной ступенью при помощи пироболтов. Обеспечивается увеличение скорости, дальности и высоты полеты ракеты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многоступенчатая зенитная ракета, содержащая не менее двух ракетных ступеней с, по меньшей мере, одним ракетным двигателем твердого топлива на нижней ступени, отличающаяся тем, что на верхней ступени установлены управляемые аэродинамические рули и крылья и, по меньшей мере, один ракетный двигатель твердого топлива, а к нижней ракетной ступени параллельно ее оси прикреплены твердотопливные ускорители с ракетными двигателями твердого топлива.

2. Многоступенчатая зенитная ракета по п.1, отличающаяся тем, что аэродинамические рули размещены каждый против соответствующего твердотопливного ускорителя и их число соответствует числу твердотопливных ускорителей.

3. Многоступенчатая зенитная ракета по п.1 или 2, отличающаяся тем, что твердотопливные ускорители выполнены с возможностью отстыковки в полете, например, за счет их соединения с нижней ракетной ступенью при помощи пироболтов.