МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ЗЕНИТНАЯ РАКЕТА И СПОСОБ ЕЕ БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к ракетной технике, конкретно к 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.

Указанная задача достигается тем, что в многоступенчатой зенитной ракете, содержащей разгонную ступень с ракетным двигателем твердого топлива и маршевую ступень, согласно изобретению маршевая ступень снабжена, по меньшей мере, одним ракетным двигателем твердого топлива с управляемыми аэродинамическими рулями и крыльями, к разгонной ступени параллельно ее оси подсоединены твердотопливные ускорители с ракетными двигателями твердого топлива, а ракетный двигатель разгонной ступени снабжен выдвижной сопловой насадкой. Аэродинамические рули размещены каждый против соответствующего твердотопливного ускорителя, а их число соответствует числу твердотопливных ускорителей. Твердотопливные ускорители выполнены с возможностью отстыковки в полете, например, за счет их соединения с разгонной ступенью при помощи пироболтов.

Решение указанной задачи в способе боевого применения многоступенчатой зенитной ракеты, включающем запуск твердотопливных ускорителей и, по меньшей мере, одного ракетного двигателя твердого топлива разгонной ступени, последовательную отстыковку твердотопливных ускорителей и ракетного двигателя разгонной ступени и запуск ракетного двигателя твердого топлива маршевой ступени, достигнуто тем, что после отстыковки твердотопливных ускорителей выдвигают сопловую насадку в ракетном двигателе разгонной ступени ракеты.

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, разгонную ступень 1 и маршевую ступень 2, соединенные соединительной фермой 3, головную часть 4 ракеты, в которой установлено взрывное устройство 5 с взрывателем 6. К разгонной ступени 1 параллельно ее оси прикреплены твердотопливные ускорители 7 с ракетными двигателями твердого топлива 8, на маршевой 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 разгонной ступени 1 установлен, по меньшей мере, один ракетный двигатель твердого топлива 12, содержащий камеру сгорания 13 с зарядом топлива и реактивное сопло 14 и сопловую насадку 15, имеющую силовое кольцо 16. К силовому кольцу 16 присоединены приводы 17. Другие концы приводов 17 соединены с верхнем силовым кольцом 18. Внутри маршевой ступени 2 установлен ракетный двигатель твердого топлива 19, содержащий камеру сгорания 20 и реактивное сопло 21. Ракетные двигатели твердого топлива 8 также содержат камеры сгорания 22 и реактивное сопло 23.

Твердотопливные ускорители 7 соединены с ракетным блоком разгонной ступени 1 с возможностью отстыковки в полете, например, при помощи пироболтов 24. На маршевой ступени 2 установлены четыре управляющих сопла 25, к которым от камер сгорания 20 подведены газоводы 26 с регуляторами расхода 27, установленными в них.

Ракета имеет блок управления и датчики курса: магнетометр и акселерометр, установленный в маршевой ступени 2. Блок управления соединен электрическими связями с приводами 17, ракетными двигателями твердого топлива 8 и 12 и 19 регуляторами расхода 27, а также со взрывателем 6 и с датчиками курса.

При запуске двигательной установки с блока управления 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 24 и твердотопливные ускорители 7 отбрасываются. Кроме того, что полетный вес ракеты уменьшается, возникают четыре ложных цели, которые вводят в заблуждение атакуемого противника.

Потом приводами 17 сопловая насадка 15 переводится в нижнее положение (фиг.1) и степень расширения сопла 19 увеличивается. Одновременно улучшаются и удельные характеристики этого двигателя (расход топлива на ед. тяги и вес на ед. тяги).

Потом запускается ракетный двигатель твердого топлива (двигатели) 15 маршевой ступени 2. Управление при полете на начальном участке траектории и на конечном осуществляется блоком управления в зависимости от показания датчиков: магнетометра и акселерометра 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 открывают соответствующий регулятор расхода 27 и часть продуктов сгорания из камеры сгорания 19 подается в соответствующее сопло 25 или в два сопла 25 одновременно. Зенитная ракета отклоняется в сторону, противоположную расположению задействованных сопел 25.

Размещение блока управления в маршевой 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, в том числе для твердотопливных ускорителей и применения соловой насадки на разгонной ступени;

2) оптимизировать стартовый вес зенитной ракеты за счет применения системы управления, установленной только на маршевой ступени;

3) обеспечить хорошую управляемость ракеты как на начальном участке траектории, так и на конечном, за счет установки поворотных аэродинамических рулей на маршевой ступени зенитной ракеты и управляющих сопел на маршевой ступени.

Группа изобретений относится к ракетной технике, конкретно к зенитным ракетам. Многоступенчатая зенитная ракета содержит разгонную ступень с ракетным двигателем твердого топлива и маршевую ступень с, по меньшей мере, одним ракетным двигателем твердого топлива. К разгонной ступени параллельно ее оси подсоединены твердотопливные ускорители с ракетными двигателями твердого топлива, а ракетный двигатель разгонной ступени снабжен выдвижной сопловой насадкой. Предпочтительно, чтобы каждый из аэродинамических рулей был размещен против соответствующего твердотопливного ускорителя и их число соответствовало числу твердотопливных ускорителей. Твердотопливные ускорители выполнены с возможностью отстыковки в полете, например, за счет соединения с нижней ракетной ступенью при помощи пироболтов. Способ боевого применения упомянутой ракеты включает запуск твердотопливных ускорителей и, по меньшей мере, одного ракетного двигателя твердого топлива разгонной ступени, последовательную отстыковку твердотопливных ускорителей и ракетного двигателя разгонной ступени и запуск ракетного двигателя твердого топлива маршевой ступени, при этом после отстыковки твердотопливных ускорителей выдвигают насадку ракетного двигателя разгонной ступени. Улучшаются технические характеристики ракеты. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многоступенчатая зенитная ракета, содержащая разгонную ступень с ракетным двигателем твердого топлива и маршевую ступень, отличающаяся тем, что маршевая ступень снабжена, по меньшей мере, одним ракетным двигателем твердого топлива с управляемыми аэродинамическими рулями и крыльями, к разгонной степени параллельно ее оси подсоединены твердотопливные ускорители с ракетными двигателями твердого топлива, а ракетный двигатель разгонной ступени снабжен выдвижной сопловой насадкой.

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

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

4. Способ боевого применения многоступенчатой зенитной ракеты, включающий запуск твердотопливных ускорителей и, по меньшей мере, одного ракетного двигателя твердого топлива разгонной ступени, последовательную отстыковку твердотопливных ускорителей и ракетного двигателя разгонной ступени и запуск ракетного двигателя твердого топлива маршевой ступени, при этом после отстыковки твердотопливных ускорителей выдвигают сопловую насадку ракетного двигателя разгонной ступени ракеты.