СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ УПРАВЛЯЕМЫМ АРТИЛЛЕРИЙСКИМ СНАРЯДОМ Российский патент 2014 года по МПК F42B12/00 F42B15/00 

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способам стрельбы управляемым артиллерийским снарядом (УАС).

Известен способ стрельбы управляемой миной Strix [Лихтеров В.М. и др. "Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 2. Танковые, артиллерийские, минометные КУВ, самоприцеливающиеся и самонаводящиеся боевые элементы": обзор.-аналит. справ. / Конструкт. бюро приборостроения, Гос. унитар. предприятие; [принимали участие: В.М. Лихтеров и др.]. - Тула: Власта, 2011. - 304 с, ил.], заключающийся в том, что при стрельбе в диапазоне малых дальностей используют мину без реактивного двигателя, а при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей устанавливают ракетный двигатель на твердом топливе (РДТТ). Недостатком такого способа является относительно узкий диапазон охватываемых за счет установки РДТТ дальностей полета (1…1,4 от баллистической дальности полета без РДТТ), обусловленный возможностями РДТТ с точки зрения полного импульса. Также к недостаткам данного способа можно отнести сложность оперативного изменения дальности полета при переходе от диапазона повышенных дальностей к диапазону малых дальностей полета за счет специальной перекомпоновки мины путем пристыковки РДТТ.

Известен также способ стрельбы артиллерийским снарядом ЗОФ39 (152-мм выстрела ЗВОФ64 (ЗВОФ93) с осколочно-фугасным управляемым снарядом ЗОФ39 и зарядом №1 (уменьшенным переменным зарядом) [Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЗВОФ 64.00.00.000 ТО (ЗВОФ 93.00.00.000 ТО). - М.: Военное издательство, 1990, с.6-25], который является прототипом данного изобретения. Способ стрельбы заключается в том, что при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей включают РДТТ, а при стрельбе в диапазоне малых дальностей РДТТ оставляют невключенным. Достоинством прототипа является более оперативный переход от диапазона повышенных дальностей полета к диапазону малых дальностей полета и наоборот.

Недостатком прототипа является относительно узкий диапазон охватываемых за счет включения РДТТ дальностей полета (1…1,32 от баллистической дальности полета без РДТТ), обусловленный возможностями РДТТ с точки зрения полного импульса, и недостаточная для решения всего класса задач максимальная дальность.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение диапазона повышенных дальностей полета за счет рационального использования реактивного двигателя.

Задача изобретения решается тем, что в способе стрельбы управляемым артиллерийским снарядом, основанном на включении реактивного двигателя на траектории только при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей, при стрельбе на повышенную дальность реактивный двигатель с воздухозаборным устройством, соплом и топливом с недостатком окислителя включают в одном из двух режимов: при стрельбе в диапазоне максимальных дальностей - в режиме ракетно-прямоточного двигателя (РПД), при стрельбе в диапазоне средних дальностей - в режиме РДТТ.

Изобретение поясняется графическими изображениями, где на фиг.1 представлены траектории полета и диапазоны дальности стрельбы. Т1 - максимальная по дальности траектория полета без включения реактивного двигателя при наличии участка планирования; Т2 - максимальная по дальности траектория полета при наличии участка планирования и функционировании реактивного двигателя в режиме РПД; Т3 - баллистическая траектория при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД и начальных условиях (угол возвышения артиллерийского орудия, дульная скорость), соответствующих траектории Т2; Т4 - одна из возможных траекторий полета в диапазоне средних дальностей, обеспечиваемая за счет участка планирования и функционирования реактивного двигателя в режиме РДТТ при начальных условиях (угол возвышения артиллерийского орудия, дульная скорость), соответствующих траектории Т2. Первый диапазон - диапазон малых дальностей, стрельба на которые реализуется без включения реактивного двигателя. Второй диапазон - диапазон средних дальностей, стрельба на которые реализуется включением реактивного двигателя в режиме РДТТ и программным планированием на нисходящей ветви траектории. Третий диапазон - диапазон больших дальностей, стрельба на которые реализуется включением реактивного двигателя в режиме РПД и программным планированием на нисходящей ветви траектории.

На фиг.2 представлена схема артиллерийского снаряда на активном участке траектории при стрельбе в диапазоне максимальных дальностей.

На фиг.3 представлена схема артиллерийского снаряда на активном участке траектории при стрельбе в диапазоне средних дальностей.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В реактивном двигателе используют топливо 1 с недостатком окислителя (фиг.2 и 3). Перед выстрелом в зависимости от дальности стрельбы выбирают режим использования реактивного двигателя, соответствующий диапазону дальности стрельбы. Если потребная дальность стрельбы превышает максимальную дальность полета по траектории Т1 (l_пл), то стрельба ведется в диапазоне повышенных дальностей. В диапазоне повышенных дальностей угол возвышения артиллерийского орудия и дульная скорость остаются неизменными и соответствующими максимальной дальности полета по траектории Т2. Это позволяет использовать в качестве реактивного двигателя РПД, рассчитанный на определенный закон изменения внешних условий во времени. Сравнивают максимальную дальность полета УАС при траектории T1 (l_пл) с максимальной дальностью полета по траектории ТЗ (l_{бал. РПД}). Если l_{бал. РПД} превышает l_пл, то образуется диапазон дальностей стрельбы, попадание в который требует либо искривления траектории за счет создания управляющей силы (пикирование), либо изменения угла возвышения артиллерийского орудия, либо уменьшения дульной скорости за счет меньшего метательного заряда. В случае искривления траектории за счет создания управляющей силы потребная нормальная перегрузка на управляемом участке может превысить потребную нормальную перегрузку, необходимую для реализации полета на участке планирования. Это приведет к неоптимальным с точки зрения аэродинамического качества и массового совершенства решениям в области внешней и внутренней компоновки УАС. В случае изменения угла возвышения артиллерийского орудия либо уменьшения дульной скорости за счет меньшего метательного заряда изменятся внешние условия полета, что может привести к нерасчетным режимам работы нерегулируемого РПД. Для исключения избыточных значений нормальной перегрузки и нерасчетных режимов работы РПД вводят диапазон средних дальностей, в котором используют траекторию Т4, а варьирование дальности полета производят за счет участка планирования. Считают, что если потребная дальность полета меньше, чем l_пл, то стрельба ведется в диапазоне малых дальностей и реактивный двигатель не включают. Если потребная дальность стрельбы больше, чем l_{бал. РПД}, то стрельба ведется в диапазоне больших дальностей. При этом открывают воздухозаборное устройство 2, после вылета снаряда из канала ствола производят забор атмосферного воздуха, который используют для дожигания полученных в первом контуре реактивного двигателя продуктов сгорания топлива 1 с недостатком окислителя в камере дожигания 3 с последующим истечением через сопло 4, чем создают реактивную тягу, суммарный импульс которой значительно превышает импульс РДТТ. Если потребная дальность стрельбы больше, чем l_пл, но меньше, чем l_{бал. РПД}, то стрельба ведется в диапазоне средних дальностей. При этом воздухозаборное устройство 2 не открывают, в результате чего не производят забора атмосферного воздуха и дожигания продуктов сгорания топлива 1 с недостатком окислителя в камере дожигания 3, и тем самым используют реактивный двигатель в качестве РДТТ. Причем РДТТ работает в неоптимальном с точки зрения тяговых характеристик режиме по причине наличия нерегулируемого сопла в камере дожигания, рассчитанного на режим РПД. Однако при этом происходит снятие части донного сопротивления, что в сочетании с тягой РДТТ позволяет устранить разрыв между диапазонами малых и больших дальностей. Диапазон средних дальностей и диапазон максимальных дальностей формируют диапазон повышенных дальностей полета.

Пример реализации №1.

Для УАС основного артиллерийского калибра с начальной скоростью 950 м/с и относительной массой топлива 0,08 с недостатком окислителя необходимо произвести стрельбу на дальность 70 км. Вычисляют максимальную дальность полета без включения реактивного двигателя при наличии участка планирования. Для данного снаряда она составляет 36 км. Далее определяют максимальную по дальности траекторию полета при наличии участка планирования и функционировании реактивного двигателя в режиме РПД. Она составляет 83 км. Для начальных условий, соответствующих стрельбе на максимальную дальность 83 км, определяют баллистическую дальность полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (l_{бал. РПД}). Она составляет 43 км. Сравнивают потребную дальность стрельбы (70 км) с баллистической дальностью полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (43 км). Поскольку 70 км больше, чем 43 км, стрельбу ведут в диапазоне максимальных дальностей, используя реактивный двигатель в режиме РПД, для чего открывают воздухозаборное устройство и после вылета снаряда из канала ствола производят забор атмосферного воздуха, который используют для дожигания полученных в первом контуре реактивного двигателя продуктов сгорания топлива с недостатком окислителя.

Пример реализации №2.

Для УАС основного артиллерийского калибра с начальной скоростью 950 м/с и относительной массой топлива 0,08 с недостатком окислителя необходимо произвести стрельбу на дальность 40 км. Вычисляют максимальную дальность полета без включения реактивного двигателя при наличии участка планирования (l_пл). Для данного снаряда она составляет 36 км. Далее определяют максимальную по дальности траекторию полета при наличии участка планирования и функционировании реактивного двигателя в режиме РПД. Она составляет 83 км. Для начальных условий, соответствующих стрельбе на максимальную дальность 83 км, определяют баллистическую дальность полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (l_{бал. РПД}). Она составляет 43 км. Сравнивают потребную дальность стрельбы (40 км) с баллистической дальностью полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (43 км). Поскольку 40 км меньше, чем 43 км, сравнивают максимальную дальность полета без включения реактивного двигателя при наличии участка планирования (36 км) с баллистической дальностью полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (43 км). 43 км больше, чем 36 км, поэтому вводят диапазон средних дальностей стрельбы. Потребная дальность стрельбы (40 км) попадает в диапазон средних дальностей (36-43 км), в связи с чем реактивный двигатель используют в режиме РДТТ, не открывая воздухозаборное устройство и не производя дожигания продуктов сгорания топлива с недостатком окислителя в камере дожигания.

Таким образом, реализация изобретения позволит расширить диапазон повышенных дальностей полета за счет рационального использования реактивного двигателя.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способам стрельбы управляемым артиллерийским снарядом. Способ стрельбы управляемым артиллерийским снарядом основан на включении на траектории реактивного двигателя только при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей. Снаряд содержит реактивный двигатель с воздухозаборным устройством, соплом и топливом с недостатком окислителя. При стрельбе на повышенную дальность реактивный двигатель включают в одном из двух режимов. В одном режиме, при стрельбе в диапазоне максимальных дальностей - в режиме ракетно-прямоточного двигателя. В другом режиме, при стрельбе в диапазоне средних дальностей - в режиме ракетного двигателя на твердом топливе. Достигается расширение диапазона повышенных дальностей полета снаряда. 3 ил.

Способ стрельбы управляемым артиллерийским снарядом, основанный на включении на траектории реактивного двигателя только при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей, отличающийся тем, что при стрельбе на повышенную дальность реактивный двигатель с воздухозаборным устройством, соплом и топливом с недостатком окислителя включают в одном из двух режимов: при стрельбе в диапазоне максимальных дальностей - в режиме ракетно-прямоточного двигателя, при стрельбе в диапазоне средних дальностей - в режиме ракетного двигателя на твердом топливе.