УПРАВЛЯЕМАЯ ПУЛЯ Российский патент 2013 года по МПК F42B15/01 F42B30/02 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в малогабаритных ракетных комплексах.

Известен управляемый снаряд малого калибра [патент US 7781709 B1, МПК⁸ F42B 15/01], конструкция которого является близким техническим решением к предлагаемому изобретению и принята авторами в качестве прототипа. Управляемый снаряд (Фиг.1) наводится на цель, которая подсвечивается лазером, не вращается в полете, предназначен для стрельбы из малокалиберного оружия с гладким стволом и содержит балансировочный груз 1, который установлен за оптическим датчиком. Пустотелый конический корпус установлен позади балансировочного груза. Стабилизирующие элементы 2 с аэродинамическими органами управления 3 установлены на коническом корпусе. Фотоприемник 6, который установлен в головной части снаряда, служит для получения оптического сигнала наведения. Бортовая аппаратура 4 и блок привода органов управления 5 обеспечивают управление и расположены в коническом корпусе. Выходной сигнал от оптического датчика обрабатывается блоком управления для формирования команд, которые поступают на электромагнитные приводные блоки. Для наведения снаряда на цель используют алгоритм непропорциональной навигации.

Недостатки управляемого снаряда малого калибра заключаются в следующем:

- малое удлинение снаряда и, следовательно, малый относительный объем;

- управляемый снаряд малого калибра запускается из крупнокалиберного стрелкового оружия, обладающего большой массой и габаритами, что приводит к необходимости применения 2-го номера расчета;

- при выстреле из ствола стрелкового оружия указанный снаряд подвержен значительной осевой перегрузке, которая обусловлена дульной скоростью, требуемой для кинетического поражения цели на заданных дистанциях. В свою очередь большое значение потребной осевой перегрузки требует иметь определенную толщину обечайки отсека управления, притом такая обечайка во время полета снаряда после выхода из канала ствола стрелкового оружия будет обладать излишним запасом прочности;

- способом наведения снаряда на цель является самонаведение с использованием лазерной подсветки цели и полуактивной лазерной головки самонаведения. Данный способ наведения требует наличия мощного лазерного подсветчика цели, переносимого вторым номером расчета, а также он подвержен различным видам помех, как-то: возможность постановки дымов противником, использование систем подавления оптических устройств, реагирующих на облучение лазером, ответный огонь противника по второму номеру расчета;

- поскольку запуск управляемого снаряда малого калибра производится из крупнокалиберного стрелкового оружия, выстрел сопровождается громким хлопком и вспышкой пламени, которые являются демаскирующими факторами и позволяют противнику обнаружить оператора визуально или при помощи средств акустической разведки;

- запуск управляемого снаряда малого калибра производится из канала ствола крупнокалиберного стрелкового оружия, при этом у снаряда отсутствует собственный двигатель, что ограничивает максимальную возможную скорость управляемого снаряда малого калибра и, следовательно, максимальную дальность стрельбы;

- управляемый снаряд малого калибра имеет малую объемную плотность, а следовательно, малую массу, поскольку большая часть объема наполнена электроникой, в связи с этим и при учете ограниченности максимально возможной скорости снаряда, поражающее действие при кинетическом способе поражения цели весьма ограничено и, в свою очередь, ограничивает номенклатуру поражаемых целей.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение массы и габаритов пускового устройства, уменьшение пассивной массы пули, уменьшение вероятности обнаружения оператора, повышение дальности стрельбы, уменьшение количества единиц расчета, улучшение помехозащищенности системы управления, расширение номенклатуры поражаемых целей.

Поставленная задача решается тем, что в управляемой пуле, выполненной по двухступенчатой бикалиберной схеме, содержащей балансировочный груз, стабилизирующие элементы, аэродинамические органы управления, блок привода органов управления, систему управления по лучу, включающую фотоприемник, размещенный на маршевой ступени, бортовую аппаратуру, новым является то, что в качестве балансировочного груза выступает боевая часть кинетического действия, которая выполнена в виде бронебойного стержня, при этом управляемая пуля снабжена отделяемым стартовым двигателем, в котором размещена центральная трубка для передачи сигнала на фотоприемник от защитной линзы, расположенной в задней части трубки, при этом внутренняя часть трубки выполнена светоотражающим световодом, а сопла двигателя установлены под углом 10-30° к оси двигателя.

Бортовая аппаратура управляемой пули расположена в хвостовой части маршевой ступени и вдвинута в центральную трубку, расположенную в стартовом двигателе, при этом внутренняя часть центральной трубки представляет собой светоотражающий световод, передающий оптический сигнал аппаратуры наведения с принимающей его защитной линзы, расположенной в задней части трубки, на фотоприемник, расположенный в установлены под углом 10-30° к оси двигателя, что исключает возможность воздействия продуктов сгорания топлива из стартового двигателя на оптический канал наведения управляемой пули на активном участке траектории. Управляемая пуля выполнена по аэродинамической схеме «утка», таким образом, органы управления управляемой пули расположены в ее носовой части и позволяют осуществлять управление полетом пули до момента разделения стартового двигателя и маршевой ступени, то есть на участке разгона. Маршевая ступень снабжена кинетическим бронебойным сердечником, обеспечивающим поражение цели за счет собственной кинетической энергии. Наличие стартового двигателя позволяет производить запуск управляемой пули из транспортно-пускового контейнера или с направляющей, за счет чего достигается значительно меньшее значение осевой перегрузки, что позволяет исключить наличие избыточного запаса прочности корпуса управляемой пули в процессе полета в сравнении с прототипом. Большее в сравнении с прототипом значение удлинения маршевой ступени и пули в целом предполагает наличие большего объема, который может быть использован для размещения полезной нагрузки и является более подходящим с точки зрения аэродинамического обтекания на сверхзвуковых скоростях полета. Запуск управляемой пули из транспортно-пускового контейнера позволяет использовать контейнер малой массы, что существенно снижает суммарную массу пули и пусковой установки, а также, учитывая то, что для запуска управляемой пули не требуется наличие ствола большого удлинения, габариты транспортно-пускового контейнера не будут значительно превышать габариты самой пули, что позволяет обойтись одним номером расчета для транспортировки и запуска управляемой пули. Пуля наводится на цель по методу «трех точек» в так называемой «лазерной тропе», что не требует подсветки цели и, следовательно, не позволяет противнику обнаружить пуск и полет пули за время, достаточное для успешной постановки помех для оператора. При этом сам оптический канал наведения не подвержен никаким видам оптико-электронного противодействия со стороны противника. Пуск управляемой пули происходит со значительно меньшим демаскирующим действием в сравнении с прототипом и не позволяет обнаружить сам пуск и место, с которого он был произведен, на большом расстоянии. За счет наличия на борту пули стартового двигателя и с учетом возможности управляемого полета на участке разгона, максимальная возможная скорость полета управляемой пули ограничена только таким показателем, как запас топлива в камере сгорания стартового двигателя. Поскольку дальность полета напрямую зависит от скорости пули в начале пассивного участка траектории и продолжительности этого участка, дальность полета управляемой пули существенно превосходит этот же показатель у прототипа. Использование боевой части кинетического действия, выполненной в виде бронебойного стержня и выступающей в качестве балансировочного груза, позволяет поражать больший круг целей по сравнению с прототипом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется графическим материалом (Фиг.2), где на чертеже изображена управляемая пуля. Управляемая пуля содержит балансировочный груз 1, стабилизирующие элементы 2, аэродинамические органы управления 3, блок привода органов управления 5, систему управления по лучу, включающую бортовую аппаратуру 4, фотоприемник 6, размещенный на маршевой ступени, центральную трубку 7, внутренняя поверхность которой представляет собой светоотражающий световод и защитную линзу 8, отделяемый стартовый двигатель 9.

В качестве балансировочного груза 1 выступает боевая часть кинетического действия, выполненная в виде бронебойного стержня и служащая для поражения цели за счет собственной кинетической энергии. Стабилизирующие элементы 2 представляют собой несущие поверхности и служат для стабилизации управляемой пули в полете после отделения стартового двигателя 9 и создания подъемной силы при выводе управляемой стартового двигателя 9 и создания подъемной силы при выводе управляемой пули на угол атаки. Аэродинамические органы управления 3 предназначены для вывода управляемой пули на угол атаки и исполнения команд управления, генерируемых бортовой аппаратурой 4, причем отклонение аэродинамических органов управления осуществляется блоком привода органов управления 5. Система управления по лучу служит для обеспечения компенсации неточностей, допущенных при изготовлении пули, и воздействия различного рода внешних возмущений, возможности управления пулей и наведения ее на цель. Система управления по лучу состоит из фотоприемника 6, размещенного на маршевой ступени и служащего для приема оптического луча, определяющего отклонение реального положения управляемой пули от потребного, и передачи полученного сигнала в виде электрических токов на бортовую аппаратуру управления 4, в свою очередь обрабатывающую сигнал с фотоприемника 6 и выдающую управляющие команды на блок привода аэродинамических органов управления 5; центральной трубки 7, расположенной в стартовом двигателе 9, внутренняя часть которой представляет собой светоотражающий световод и служит для передачи сигнала от защитной линзы 8, расположенной в хвостовой части центральной трубки и предназначенной для фокусирования оптического луча и защиты остальных оптических устройств, к фотоприемнику 6. Стартовый двигатель 9 представляет собой двигательную установку в виде ракетного двигателя на твердом топливе и служит для разгона управляемой пули после выхода из транспортно-пускового контейнера и достижения требуемого значения скорости полета, при этом сопла стартового двигателя установлены под углом 10-30° к оси двигателя, что требуется для обеспечения отсутствия задымления оптического канала наведения управляемой пули.

Устройство работает следующим образом.

На участке разгона управляемой пули работает стартовый двигатель, причем оптический сигнал с оптико-электронного устройства наведения, посылающего кодированный луч по линии визирования цели, при помощи которого оператор следит за целью, фокусируясь при помощи защитной линзы и поступая через светоотражающий световод в центральной трубке на фотоприемник, при последующей обработке бортовой аппаратурой, позволяет компенсировать воздействия различного рода внешних возмущений на участке разгона и осуществлять наведение управляемой пули на цель за счет отклонения аэродинамических органов управления при помощи блока привода органов управления, что приводит к фактическому отсутствию мертвой зоны стрельбы. После разделения маршевой ступени и стартового двигателя оптический сигнал поступает непосредственно на фотоприемник, расположенный в хвосте маршевой ступени и происходит дальнейшее наведение маршевой ступени управляемой пули на цель.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить массу и габариты пускового устройства, уменьшить пассивную массу управляемой пули, уменьшить вероятность обнаружения оператора, повысить дальность стрельбы, уменьшить количество единиц расчета, улучшить помехозащищенность системы управления, расширить номенклатуру поражаемых целей.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в малогабаритных ракетных комплексах и в управляемых пулях. Управляемая пуля выполнена по двухступенчатой бикалиберной схеме. Пуля содержит балансировочный груз, стабилизирующие элементы, аэродинамические органы управления, блок привода органов управления и систему управления по лучу. Система управления по лучу включает фотоприемник, размещенный на маршевой ступени, и бортовую аппаратуру. В качестве балансировочного груза выступает боевая часть кинетического действия, которая выполнена в виде бронебойного стержня. Управляемая пуля снабжена отделяемым стартовым двигателем, в котором размещена центральная трубка для передачи сигнала на фотоприемник от защитной линзы. Линза расположена в задней части трубки. Внутренняя часть трубки выполнена светоотражающим световодом. Сопла двигателя установлены под углом 10-30° к оси двигателя. Достигается расширение номенклатуры поражаемых целей. 2 ил.

Управляемая пуля, выполненная по двухступенчатой бикалиберной схеме, содержащая балансировочный груз, стабилизирующие элементы, аэродинамические органы управления, блок привода органов управления, систему управления по лучу, включающую фотоприемник, размещенный на маршевой ступени, и бортовую аппаратуру, отличающаяся тем, что в качестве балансировочного груза выступает боевая часть кинетического действия, которая выполнена в виде бронебойного стержня, при этом управляемая пуля снабжена отделяемым стартовым двигателем, в котором размещена центральная трубка для передачи сигнала на фотоприемник от защитной линзы, расположенной в задней части трубки, при этом внутренняя часть трубки выполнена светоотражающим световодом, а сопла двигателя установлены под углом 10-30° к оси двигателя.