ВОДОРОДНАЯ БОМБА Российский патент 2013 года по МПК F42B25/00 

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

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

Недостатки: 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, приводы стабилизаторов.

Недостатки: 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 не допустимо из-за большой стоимости бомбы и невозможности бомбардировок с более низких и даже с указанных высот. При бомбардировке с высот 20 км...30 км бомбардировщик остается практически неуязвимым, но вероятность попадания даже управляемой авиационной бомбы в круг диаметром 1 км равна практически нулю.

Известна атомная бомба из сайта Интернет http://hirosima.scepsis.ru/weapon/structure_1.html.

Эта атомная бомба содержит корпус с неуправляемыми хвостовыми стабилизаторами, ядерный заряд, содержащий конвенторный взрыватель, плутоний, систему управления с датчиком инициирования взрыва, резервуар бериллиевой смеси.

Недостатки те же самые.

Известна водородная бомба из сайта Интернет http://ru.wikipedia.org, прототип.

Задача создания изобретения - повышение скорости полета водородной бомбы и точности попадания при бомбометании с очень больших высот.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что в водородной бомбе, содержащей корпус осесимметричной формы с хвостовыми стабилизаторами, внутри которого смонтирован термоядерный заряд, и систему управления с датчиком инициирования взрыва, согласно изобретению внутри корпуса установлена емкость с топливом, вдоль оси корпуса установлен газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину, выхлопной тракт и сопло, топливный бак соединен топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, с камерой сгорания, а система управления содержит бортовой компьютер, приводы хвостовых стабилизаторов и датчики инициирования взрыва, термоядерный заряд выполнен кольцевой формы и размещен концентрично газотурбинному двигателю и содержит конвенторный взрыватель, заряд плутония или урана, резервуар с бериллиевой смесью, расположенный внутри газовода газотурбинного двигателя и контейнер с дейтерием, расположенный внутри резервуара с бериллиевой смесью. Система управления снабжена контроллером управления, соединенным с приводом хвостовых стабилизаторов и с бортовым компьютером. Она может быть снабжена контроллером двигателя, соединенным с приводом топливного насоса и с бортовым компьютером. Она может быть снабжена приемно-передающим устройством с антенной, соединенным с бортовым компьютером. Она может быть снабжена приемником системы глобального позиционирования, подключенным к антенне и к бортовому компьютеру. Она может быть снабжена видеокамерой, подключенной к бортовому компьютеру.

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 водородной бомбы,

на фиг.2 приведена радиоуправляемая водородная бомба,

на фиг.3 приведена водородная бомба с управлением при помощи системы глобального позиционирования,

на фиг.4 приведена водородная бомба с видеокамерой.

Водородная бомба (фиг.1…4) содержит осесимметричный корпус 1 и хвостовой стабилизатор 2, выполненные с возможностью поворота воздушного потока для управления полетом водородной бомбы. Внутри корпуса 1 установлены термоядерный заряд 3, выполненный кольцевой формы (в виде полого цилиндра), и топливный бак 4. Предпочтительно топливный бак 4 выполнить тороидальной формы.

Также внутри корпуса 1, вдоль его оси, в центральной части установлен газотурбинный двигатель 5, работающий на жидком топливе (возможно применение сверхзвукового газотурбинного двигателя). Атомная бомба имеет систему управления, установленную внутри корпуса 1.

Газотурбинный двигатель 5 состоит из воздухозаборника 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 установлены газовод 18 и реактивное сопло 19. На валу 20 установлены все узлы ротора, а именно ротор компрессора 9 и рабочее колесо турбины 17. Все остальные узлы газотурбинного двигателя 5 образуют статор 21, в который входят воздухозаборник 6, статор компрессора 8, камера сгорания 10 и реактивное сопло 19.

Термоядерный заряд 3 содержит конвенторный взрыватель 22, плутоний (или уран) 23 и резервуар бериллиевой смеси 24, который предпочтительно установить по центру вдоль оси бомбы, внутри газовода 18. Контейнер с дейтерием 25 установлен внутри резервуара бериллиевой смеси 24.

Система управления содержит бортовой компьютер 26, соединенный с контроллером двигателя 27, который соединен с приводом насоса 14. В систему управления входят поворотные лопасти 28, установленные внутри цилиндрического обтекателя 29 хвостового стабилизатора 2 с приводами 30. Система управления также содержит датчик (датчики) инициирования взрыва 31.

Система управления содержит акселерометр 32 и магнетометр 33 для измерения углов ориентации снаряда в полете, которые соединены с бортовым компьютером 26.

К бортовому компьютеру 26 может быть подсоединено приемно-передающее устройство 34 (фиг.2), к которому подсоединена антенна 35. Антенна 35 имеет кольцевую форму, а участок корпуса 1 в районе расположения антенны 35 выполнен радиопрозрачным.

Внутри корпуса 1 (фиг.3) может быть установлено приемное устройство системы глобального позиционирования 36, которое также подключено к бортовому компьютеру 26 и к антенне 35. Все соединения выполнены проводными связями 37. В глобальную систему позиционирования (Глонас или GPS) входят спутники 38, связанные с антенной 35 по радиоканалам 39.

Возможна установка в передней части корпуса видеокамеры 40, которая соединена с бортовым компьютером 26 (фиг.4).

При применении водородной бомбы в оперативную память бортового компьютера 26 вводят исходные данные полета. Водородную бомбу сбрасывают с самолета с высоты 20…30 км. Потом запускают газотурбинный двигатель 5, при этом бортовой компьютер 26 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.

Автономное управление осуществляет компьютер 26, подавая сигналы на привод насоса 12 и на приводы 30.

Для варианта (фиг.2) с радиоуправлением сигнал, например, с самолета подается по радиоканалу 39 на антенну 35 и далее на приемно-передающее устройство 34 и на компьютер 26 для управления полетом и взрывом.

Для варианта (фиг.3) при полете приемник системы глобального позиционирования 37 (системы ГЛОНАС или GPS) принимает сигнал с трех спутников 38 системы по радиоканалам 39, определяет собственные координаты. Используя заложенную программу посредством воздействия бортового компьютера 26 на приводы насосов 14 и далее на топливные насосы 13, можно уменьшить или увеличить тягу газотурбинного двигателя 5 и тем самым изменить траекторию полета атомной бомбы по дальности. Управление по всем углам: тангажу, рысканию и крену выполняют приводы 30.

По команде с бортового компьютера 26, переданной на датчик инициирования взрыва 22 (фиг.1…4), термоядерный заряд 2 может быть взорван, например, в полете на определенной высоте или при попадании цели в объектив видеокамеры 40.

При взрыве в первую очередь взрывается конвенторный взрыватель 22, который сжимает плутоний (или уран) 23. Мгновенно разрушаются газовод 18 и резервуар с бериллиевой смесью 24. Также разрушается контейнер с тритием 25, атомы которого вступают в реакцию синтеза.

Исходные данные об угловой ориентации атомной бомбы постоянно контролируют акселерометр 32 и магнетометр 33. Магнетометр 33 определяет азимут движения атомной бомбы, а акселерометр 32 - ее отклонение от направления вектора тяжести. Размещение этих датчиков в невращающемся осесимметричном корпусе 1 исключает влияние центробежных сил на показания датчиков.

Применение изобретения позволило:

- повысить скорость водородной бомбы в падении до сверхзвуковой за счет применения газотурбинного двигателя,

- повысить точность попадания до 2…5 м при бомбометании с высоты более 20-30 км за счет применения системы глобального позиционирования и/или видеокамеры,

- повысить мощность и КПД газотурбинного двигателя при меньших габаритах,

- обеспечить хорошую стабилизацию водородной бомбы в полете из-за применения управляемых хвостовых стабилизаторов,

- уменьшить нагрузки на приборы и датчики системы управления бомбы,

- улучшить и упростить управляемость бомбой в полете,

- уменьшить поперечные габариты бомбы и сохранить ее осесимметричную форму за счет размещения газотурбинного двигателя вдоль ее продольной оси и выполнения ядерного заряда кольцевым (в форме полого цилиндра).

Изобретение относится к бомбам. Водородная бомба содержит корпус осесимметричной формы с хвостовыми стабилизаторами, внутри которого смонтирован термоядерный заряд, и систему управления с датчиком инициирования взрыва. Внутри корпуса установлена емкость с топливом, вдоль оси корпуса установлен газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину, выхлопной тракт и сопло. Топливный бак соединен топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, с камерой сгорания. Система управления содержит бортовой компьютер, приводы хвостовых стабилизаторов и датчики инициирования взрыва. Термоядерный заряд выполнен кольцевой формы, размещен концентрично газотурбинному двигателю и содержит конверторный взрыватель, заряд плутония или урана, резервуар с бериллиевой смесью, расположенный внутри газовода газотурбинного двигателя и контейнер с дейтерием, расположенный внутри резервуара с бериллиевой смесью. Увеличивается скорость полета водородной авиационной бомбы, дальность и точность бомбометания. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Водородная бомба, содержащая корпус осесимметричной формы с хвостовыми стабилизаторами, внутри которого смонтирован термоядерный заряд, и систему управления с датчиком инициирования взрыва, отличающаяся тем, что внутри корпуса установлена емкость с топливом, вдоль оси корпуса установлен газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания, турбину, выхлопной тракт и сопло, топливный бак соединен топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, с камерой сгорания, а система управления содержит бортовой компьютер, приводы хвостовых стабилизаторов и датчики инициирования взрыва, термоядерный заряд выполнен кольцевой формы, и размещен концентрично газотурбинному двигателю, и содержит конверторный взрыватель, заряд плутония или урана, резервуар с бериллиевой смесью, расположенный внутри газовода газотурбинного двигателя, и контейнер с дейтерием, расположенный внутри резервуара с бериллиевой смесью.

2. Водородная бомба по п.1, отличающаяся тем, что система управления снабжена контроллером управления, соединенным с приводами хвостовых стабилизаторов и с бортовым компьютером.

3. Водородная бомба по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена контроллером двигателя, соединенным с приводом топливного насоса и с бортовым компьютером.

4. Водородная бомба по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена приемно-передающим устройством с антенной, соединенным с бортовым компьютером.

5. Водородная бомба по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена приемником системы глобального позиционирования, подключенным к антенне и к бортовому компьютеру.

6. Водородная бомба по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена видеокамерой, подключенной к бортовому компьютеру.