УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РАКЕТОЙ ИЛИ РЕАКТИВНЫМ СНАРЯДОМ Российский патент 2014 года по МПК F42B10/66 F42B15/01 F15B15/19 

Настоящее изобретение относится к области устройств для улучшения управления реактивными снарядами, и, более конкретно, предметом изобретения является устройство управления ракетой и связанная с ним ракета.

Различают три большие категории управления реактивными снарядами и ракетами.

Аэродинамическое «классическое» управление заключается в развертывании различных видов рулей (крылья, оперение типа «утка», различные оперения в различных местах размещения). Но этот тип управления известен как медленный и теряет свою эффективность на большой высоте (слабое давление на рули), при этом его применение затруднено на реактивных снарядах малых размеров.

Аэродинамическое управление с помощью микропривода в настоящее время находится на изучении в научном сообществе. Имеются различные концепции, такие как концепция GSP и концепция плазменного разряда. MEMS (электромеханические микросистемы) также принимают участие в этом типе управления, например, путем развертывания контакта рядом с несущей поверхностью или путем использования электромеханических микроприводов, как описано в патенте США 6474593. Тем не менее, использование MEMS затруднено для управления ракетами.

Управление ракетами заключается в сжигании ракетного пороха (различные проперголи, пороховые ракетные ускорители …) с целью извлечь силу тяги, также как силы и моменты взаимодействия с внешним потоком.

В то же время невозможно управлять реактивными снарядами с классическим ракетным порохом, как это делается для ракет, потому что:

- объем, имеющийся для инициатора, необходимого для такого пороха, и сам порох являются слишком ограниченными для снарядов-перехватчиков, имеющих обычно калибр порядка 40 мм;

- энергия не собирается достаточно плотным образом и не высвобождается достаточно быстро, в частности, для гиростабилизированных реактивных снарядов с тысячами оборотов в секунду;

- существует риск детонации, когда этот порох находится в замкнутом пространстве, так что камера сгорания не может быть заполнена полностью (обычно максимумом является треть заряда);

- сгорание в малом количестве, а именно, меньше 100 мг, такого типа пороха не является надежным в смысле, когда, в частности, скорость сгорания и направление сгорания не являются воспроизводимыми для малых количеств.

Для решения этих недостатков в заявке на патент США 2005/0103925 описано устройство наведения реактивного снаряда, содержащее камеру сгорания, закрытую крышкой, закрепленной на реактивном снаряде, и содержащую порох, готовый к воспламенению, также как электрические средства зажигания этого пороха. При воспламенении пороха образуется газ, вызывающий повышение давления в камере сгорания до разрыва крепления между реактивным снарядом и крышкой и, таким образом, выброса крышки.

Такое устройство имеет недостаток, заключающийся в создании зияющей дыры в реактивном снаряде, способной изменить его траекторию, и в необходимости использовать поочередно другие средства управления, расположенные вкруговую.

Одной из целей изобретения является задача предложить способ управления, который можно использовать как для ракет, так и для реактивных снарядов малого калибра, в частности, порядка 40 мм, при этом, не производя длительного и непрерывного изменения траектории ракеты.

Предложенным решением является устройство управления ракетой или реактивным снарядом, например, малого калибра, в частности, порядка 40 мм, имеющее основную боковую поверхность с носом на уровне одного из ее концов, причем данное устройство содержит, по меньшей мере, одну полость, определяющую камеру сгорания и заполненную, по меньшей мере, частично взрываемым порохом, а также средства инициирования этого взрываемого пороха, при этом устройство отличается тем, что взрываемый порох содержит нанотермиты, эти нанотермиты предпочтительно связаны с классическим топливом, таким как, например, эрголи, или является типом топлива, вырабатывающим газ.

Термитами являются энергетические материалы, состоящие из оксида металла, соединенного с металлом-восстановителем. Сгорание термитов происходит согласно механизму перехода кислорода, из оксида к металлу, приводящему к образованию различного рода жидких или твердых сред. Это объясняет то, что в отличие от взрывчатых веществ термиты активно горят, тем не менее, без детонации. Классические термиты характеризуются повышенной плотностью, большой устойчивостью к тепловым и механическим нагрузкам, а также относительно малыми скоростями сгорания.

Известно, что наноструктуризация реагентов, входящих в состав термитов, способствует переносам вещества и полностью изменяет их реактивность, при этом было отмечено, что термиты нового поколения, обычно называемые нанотермитами, могут легко воспламеняться, например, под воздействием провода детонации со скоростью сгорания, гораздо более высокой, чем скорости сгорания классических термитов, и достаточной для того, чтобы позволить непосредственное или опосредованное наведение реактивного снаряда. Эти нанотермиты, также названные супертермитами или промежуточными метастабильными композитами, описаны, например, в статье Марка Коме (Marc Comet) и Дени Спицера (Denis Spitzer), озаглавленной «Des thermites classiques aux composites interstitiels métastables» («От классических термитов к метастабильным промежуточным композитам»), опубликованной в l'actualité chimique - июль 2006 - № 299.

Кроме того, формование порохов из нанотермитов осуществляют путем простого прессования, при этом не требуется использование связующего. Спрессованные изделия обладают значительной когезией, их видимая плотность может быть отрегулирована в очень большом диапазоне, меняя интенсивность прессования.

Нанотермиты, производящие газ, представляют собой новую идею, в частности, приспособленную для ракетного управления, поскольку они содержат наночастицы взрывчатого вещества в изменяемой пропорции, что позволяет отрегулировать давление, создаваемое за счет сгорания. Выработка газа позволяет выбрасывать жидкую или твердую среду, образовавшуюся в результате сгорания термита, и увеличить скорость сгорания в полузакрытой среде. Разложение нанотермитов, производящих газ в закрытой среде, осуществляется путем дефлаграции. Переход к режиму детонации не может произойти, поскольку наночастицы взрывчатого вещества распределены в веществе дискретным образом.

Нанотермиты, производящие газ, могут быть приготовлены путем физического смешивания нанокомпозитного материала с наночастицами промышленного алюминия (например, Al 50P, Novacentrix). Физическое смешивание обычно осуществляют путем одновременной дисперсии обоих продуктов в не растворяющей жидкой фазе, такой как гексан.

Первый тип нанокомпозитного материала может быть получен путем увеличения нанометрической пористости оксида хрома (III), полученного в результате сгорания, с помощью изменяемых пропорций взрывчатых веществ, таких как:

- гексоген, как описано авторами М. Comet, B. Siegert, V. Pichot, P. Gibot, D. Spitzer, Nanotechnology, 2008, 19, 2-9;

- октоген или пентрит, как описано авторами М. Comet, B. Siegert, V. Pichot, D. Spitzer, F. Ciszek, N. Piazzon, P. Gibot, «Impressive change of reactive properties of high explosives structured and stabilized at nano-scale in an inert porous matrix» («Впечатляющее изменение реактивных свойств мощных взрывчатых веществ, структурированных и стабилизированных на наноуровне в инертной пористой матрице»), 35^th International Pyrotechnics Seminar, Fort Collins, Colorado, USA, июль 13-18, 2008, 151-158.

Второй тип нанокомпозитного материала может быть получен путем инфильтрации пористости диоксида марганца (IV) изменяемыми пропорциями гексогена, как описано М. Comet, V. Pichot, D. Spitzer, B. Siegert, F. Ciszek, N. Piazzon, P. Gibot, «Elaboration and characterization of manganese oxide (MnO₂) based «green» nanothermites» («Получение и определение характеристик оксида марганца на основе «зеленых» нанотермитов»), 39^th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, июнь 24-27, 2008, V 38-1-V 38-8.

Таким образом, по сравнению с классическими порохами и проперголями, а также классическими термитами, нанотермиты, производящие газ, имеют следующие преимущества:

- время срабатывания значительно снижено по сравнению с классическими термитами;

- скорости сгорания увеличились и могут быть приспособлены к конкретным характеристикам каждого типа реактивного снаряда,

- плотность нанотермитов выше, чем плотность классических порохов и проперголей. Другими словами, количество энергии, заключенной в уменьшенном объеме, больше, при этом масса, выбрасываемая во время сгорания, является более значительной.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения устройство согласно настоящему изобретению содержит реактивное сопло, расположенное в продолжении упомянутой камеры сгорания и, предпочтительно, выходящее поблизости от основной боковой поверхности реактивного снаряда или ракеты.

Согласно другим способам осуществления изобретения устройство согласно настоящему изобретению содержит поршень, имеющий шток и головку и способный скользить внутри расточенного отверстия, при этом одна из поверхностей, ограничивающая камеру сгорания, состоит из головки поршня или элемента, расположенного напротив этой головки; руль, преимущественно расположенный на свободном конце поршневого штока, при этом предпочтительно устройство содержит средства, в случае необходимости реверсивные, блокировки положения поршня внутри упомянутого расточенного отверстия, которые, например, могут состоять из убираемого ограничителя.

Согласно дополнительному признаку устройство согласно настоящему изобретению содержит два цилиндрических элемента, расположенных, соответственно, с одной и с другой стороны от головки поршня, при этом каждый из элементов содержит, по меньшей мере, одну полость, причем, предпочтительно, по меньшей мере, две полости, образующую камеру сгорания и содержащую заслонку на одном из концов, например, образованную мембраной.

Согласно другому признаку упомянутые средства инициирования пороха содержат средства управления 18, источник 5 электропитания и платиновый провод.

Изобретение также относится к реактивному снаряду или ракете, содержащим устройство наведения согласно настоящему изобретению.

Другие преимущества и признаки будут ясны из описания двух способов осуществления изобретения в соответствии с приложенными чертежами, на которых:

- на фиг.1 показан реактивный снаряд, содержащий устройство наведения согласно первому варианту осуществления изобретения;

- на фиг.2 показана более детальная схема части устройства согласно первому варианту осуществления изобретения;

- на фиг.3 показана схема размещения в задней части реактивного снаряда с крыльями устройства наведения согласно фиг.1;

- на фиг.4а и 4b показано устройство управления ракетой или реактивным снарядом согласно второму варианту осуществления изобретения, содержащее руль, выведенный в рабочее положение на фиг.4а и возвращенный в исходное положение на фиг.4b;

- на фиг.5а и 5b показано устройство управления ракетой или реактивным снарядом согласно третьему варианту осуществления изобретения, содержащее приводной механизм двойного действия, используемый неоднократно.

На фиг.1 показана общая схема устройства согласно первому варианту осуществления изобретения.

На фиг.1 показан реактивный снаряд, содержащий устройство наведения согласно первому варианту осуществления изобретения. Этот реактивный снаряд 1 имеет внешнюю форму в виде цилиндра с продольной осью Х, с основной боковой поверхностью 3, один из концов 2 которой, а именно, передний, в виде конуса образует нос реактивного снаряда. Внутри этого реактивного снаряда расположено устройство наведения реактивного снаряда, которое в данном варианте осуществления содержит:

- средства управления 18, источник 5 электропитания, средства 6 усиления напряжения, вырабатываемого с помощью источника 5 электропитания, соединенные электрическим путем с соединителем 7;

- цилиндрический элемент 9, имеющий симметрию вращения относительно оси Y и содержащий первое центральное продольное расточенное отверстие 10 с осью Y, выходящее на одну из поверхностей 13 цилиндрического элемента 9, и второе поперечное расточенное отверстие 11, выходящее на поперечную поверхность 12 цилиндрического элемента 9, и в котором размещен упомянутый соединитель 7. Эти первое и второе расточенные отверстия соединены между собой третьим расточенным отверстием, в котором размещен платиновый провод 8, соединенный с упомянутым соединителем 7;

- сопло 14 с симметрией вращения относительно оси Y, имеющее цилиндрическую рубашку 17 с внешним диаметром, почти равным диаметру цилиндрического элемента 9, расположено напротив этого элемента таким образом, чтобы продолжить первое расточенное отверстие 10 и, таким образом, чтобы ось первого расточенного отверстия и ось сопла были бы коллинеарными. Стык, не показанный здесь, расположен между цилиндрическим элементом 9 и соплом 14. Наружная поверхность 19 сопла располагается на одном уровне с боковой поверхностью 3 реактивного снаряда 1;

- цилиндрическая заглушка 16 с наружным диаметром, почти равным диаметру цилиндрического элемента 9, расположена между поперечным основанием 15 этого элемента и боковой стенкой 3 реактивного снаряда.

Полость 10а, образованная первым расточенным отверстием 10 и соплом 14, образует камеру сгорания. Она, в целом или частично, заполняется во время изготовления устройства наведения порохом 10b, содержащим нанотермиты, и это в зависимости от требуемого отклонения траектории.

Средства 18 управления, источник 5 электропитания и платиновый провод 8 составляют средство инициирования упомянутого пороха, содержащего нанотермиты.

Это устройство наведения является, таким образом, ракетным микродвигателем.

Процентное содержание нанотермитов, диспергированных в порохе, заключенном в камере сгорания, природа этих нанотермитов, их степень удерживания, степень их сжатия и размеры сопла, выбрасывающего газ, выбирают в зависимости от периода времени инициирования, длительности действия и интенсивности требуемого действия.

Нанотермит, производящий газ, размещен в микрокамере сгорания, размер которой по отношению к нанотермиту (степень наполнения) соответствует выбранному удерживанию. Его значение может быть близко к 1.

Сверху микродвигателя размещено сопло, через которое выбрасывается газ.

Сопло может быть в виде простого сужения сечения, в виде сопла в форме усеченного конуса, или профилированным соплом.

Платиновый провод соединен с соединителем, который обеспечивает герметичность между камерой сгорания и средствами усиления.

Источник электропитания в данному случае состоит из двух батареек типа LiPo, расположенных в реактивном снаряде.

Ракетный микродвигатель может быть размещен в любом соответствующем месте между передней и задней частью реактивного снаряда, при этом могут быть размещены многочисленные двигатели.

На фиг.2 показана более подробная схема разреза узла, образованного заглушкой 16, цилиндрическим элементом 9, соплом 14, также как его размещение внутри реактивного снаряда.

Этот реактивный снаряд содержит:

- первое радиальное расточенное отверстие 20, имеющее первое и второе нарезные отверстия 21, 22 на каждом из соответствующих концов 23, 24;

- второе расточенное аксиальное отверстие 25 с осью Х, причем первое и второе расточенные отверстия соединены между собой третьим расточенным отверстием 26 с продольной осью, параллельной оси Х.

Заглушка 16 содержит резьбу 27 на своей боковой поверхности 28, способную взаимодействовать с нарезным отверстием 22 таким образом, чтобы позволить ее объединение с реактивным снарядом. Также сопло 14 имеет резьбу 29 на своей боковой поверхности 30, способную взаимодействовать с нарезным отверстием 21 таким образом, чтобы позволить его объединение с реактивным снарядом. Цилиндрический элемент 9 вставлен между заглушкой 16 и соплом 14 таким образом, что соединитель, размещенный в упомянутом втором расточенном отверстии 11, поперечном к элементу 9, находится напротив третьего расточенного отверстия 26 реактивного снаряда, позволяя таким образом соединить усилитель 6 с соединителем 7. Таким образом, цилиндрический элемент удерживается на месте реактивным снарядом на уровне его боковой поверхности 12 и соответственно заглушкой и соплом посредством соответствующих поперечных поверхностей 15 и 13.

Работа этого устройства наведения заключается в следующем:

При получении сигнала, идущего, например, от боевого комплекса, связанного с реактивным снарядом, средства управления 18 дают команду на создание с помощью источника 5 электропитания разницы потенциалов, которая затем усиливается средствами 6 усиления и прикладывается к концам платинового провода 8 через соединитель 7.

Эта разница потенциалов создает нагревание платинового провода, который, в свою очередь, осуществляет взрыв пороха из нанотермитов. Этот взрыв происходит в течение очень короткого периода времени и вырабатывает, почти в режиме реального времени, газы, которые вырываются из устройства наведения на большой скорости через сопло 14.

Выброс этих газов из реактивного снаряда в течение очень короткого периода времени создает изменение траектории реактивного снаряда в направлении, противоположном направлению выброса газов. Это изменение направления зависит от расхода высвобожденного газа, следовательно, в частности, процентного содержания нанотермитов, диспергированных в порохе, заключенном в камере сгорания, зависит от природы этих нанотермитов, от степени их удерживания, от степени их сжатия и размеров сопла 14, выбрасывающего газ.

На фиг.3 показана часть устройства наведения согласно первому варианту осуществления изобретения, но расположенного на уровне заднего крыла реактивного снаряда. Средства управления, электропитания и усиления не представлены, чтобы улучшить ясность чертежа.

В этом варианте осуществления изобретения функционирование является таким же, как и то, что описано в рамках чертежей 1 и 2, и подобно работе контакта.

На фиг.4а и 4b показано устройство управления ракетой или реактивным снарядом согласно второму варианту осуществления изобретения, содержащее руль, выведенный в рабочее положение на фиг.4а и возвращенный в исходное положение на фиг.4b.

Представлена только часть 50 реактивного снаряда. Этот участок 50 реактивного снаряда содержит первое расточенное радиальное полусквозное отверстие 51 и второе расточенное радиальное отверстие 52, коллинеарное с первым и более маленького диаметра, чем первое, и соединяющее дно 53 первого расточенного отверстия с выемкой 54, выполненной на периферийной поверхности реактивного снаряда и предназначенной принимать руль 55, объединенный с реактивным снарядом с помощью подвижной связи 85.

Эта часть 50 реактивного снаряда содержит также первое аксиальное расточенное отверстие 56, расположенное на уровне дна 53 первого радиального расточенного отверстия 51, и второе аксиальное расточенное отверстие 57, выходящее в верхнюю часть первого расточенного отверстия 51. Канал 58 выброса, расположенный поблизости от второго аксиального расточенного отверстия 57, соединяет первое радиальное расточенное отверстие с периферийной поверхностью 86 реактивного снаряда.

Средства 60 управления, источник 61 электропитания и средства 62 усиления напряжения, создаваемого с помощью источника электропитания, вставлены в первое аксиальное расточенное отверстие 56.

Цилиндрический элемент 63 с длиной меньше, чем длина первого расточенного радиального отверстия 51, и почти такого же диаметра, вставлен в это отверстие. Элемент содержит первую часть, содержащую расточенное отверстие 64 с внутренним диаметром D1 и образующую первую трубчатую часть, сопровождаемую второй трубчатой частью 65 с внутренним диаметром D2, равным диаметру второго радиального расточенного отверстия 52, при этом один из концов этой второй части опирается на дно 53 первого расточенного радиального отверстия 51. Этот цилиндрический элемент 63 содержит также поперечное расточенное отверстие 66 на уровне своей второй трубчатой части 65, расположенное напротив первого аксиального расточенного отверстия 56. Соединитель 67, расположенный в поперечном расточенном отверстии 66, соединен электрическим образом, с одной стороны, со средствами 62 усиления и, с другой стороны, с платиновым проводом 68, частично расположенным на дне 69 первой трубчатой части 64.

Ограничитель 70, жестко соединенный с электрическим приводным механизмом 71, управляемым средствами 60 управления и снабжаемым энергией с помощью средств 61 электропитания, расположен во втором аксиальном расточенном отверстии 57.

Этот цилиндрический элемент 63 содержит расточенное отверстие 80, расположенное напротив канала выброса 58.

Поршень 72 содержит головку 73 с диаметром, почти равным внутреннему диаметру D1 первого расточенного отверстия цилиндрического элемента 63, и шток 74 с диаметром, почти равным диаметру D2. Головка 73 расположена внутри первой трубчатой части 64 цилиндрического элемента 63, тогда как шток 74 частично находится внутри этой первой части 64, частично внутри второй трубчатой части 65 и частично внутри второго радиального расточенного отверстия 52. Его свободный конец жестко соединен с шарниром 75, закрепленным на руль 55.

Верхняя часть 76 первого радиального расточенного отверстия 51 содержит нарезное отверстие 77 и металлическую заглушку 78, содержащую резьбу, способную взаимодействовать с упомянутым нарезным отверстием, расположенным на цилиндрической детали 63 таким образом, чтобы закупоривать соответствующий конец упомянутой первой трубчатой части 64.

Полость 81, ограниченная внутренностью цилиндрической детали 63, головкой 73 поршня 72, дном 69 первой трубчатой части 64 этой цилиндрической детали 63, частично заполнена порохом 79, содержащим, по меньшей мере, частично, нанотермиты, и образует камеру сгорания. Средства 60 управления, источник 61 электропитания и платиновый провод 68 составляют средства инициирования упомянутого пороха, содержащего нанотермиты.

Работа этого устройства заключается в следующем.

Когда выстреливают реактивный снаряд, руль 55 находится в исходном положении, находясь внутри паза 54, выполненного на поверхности реактивного снаряда, как показано на фиг.4b, и ограничитель 70 находится внутри второго аксиального расточенного отверстия 57.

Стрельба создает вращательное движение реактивного снаряда, это вращательное движение является достаточным, с точки зрения центробежной силы, оказываемой на поршень 72, чтобы развернуть руль 55 вне выемки 54, как показано на фиг.4а.

Чтобы отклонить траекторию реактивного снаряда, средства 60 управления, начиная с момента, например, поступления внешнего управляющего сигнала, запускают выработку с помощью источника 61 электропитания разницы потенциалов, которая затем усиливается средствами 62 усиления и прикладывается к концам платинового провода 68 через соединитель 67.

Эта разница потенциалов создает нагрев платинового провода, который, в свою очередь, производит взрыв пороха 79 из нанотермитов. Этот взрыв происходит в течение очень короткого промежутка времени и вырабатывает, почти в режиме реального времени, газы, которые оказывают давление на головку поршня, который перемещается почти мгновенно в направлении заглушки 78, чтобы достичь положения на фиг.4b. Полученные газы выбрасываются тогда через канал выброса, в то время как средства 60 управления вызывают развертывание приводного механизма 71 и, следовательно, выход ограничителя 70 из второго аксиального расточенного отверстия 57, причем часть этого ограничителя 70 находится, таким образом, внутри первой трубчатой части 64 цилиндрического элемента 63. Таким образом, этот ограничитель 70 мешает рулю 55 выйти под действием центробежной силы, обусловленной вращением реактивного снаряда, пока другой сигнал управления не скомандует втягивание приводного механизма 71.

Это устройство, таким образом, действует как приводное устройство одноразового действия, работая только один раз.

На фиг.5а и 5b показано устройство управления ракетой или реактивным снарядом согласно третьему варианту осуществления изобретения, содержащее приводной механизм двойного действия, используемый несколько раз.

На этих чертежах показана задняя часть 90 реактивного снаряда, которая содержит радиальное расточенное отверстие 91 с диаметром D3 в своей промежуточной части 92 и с более большим диаметром D4 на уровне второй и третьей частей 93 и 94, которые находятся, соответственно, с одной стороны и с другой стороны от средней части 92, и каждое из которых выходит на уровне боковой поверхности 95 реактивного снаряда. Разница диаметров между промежуточной частью 92 и второй и третьей частями 93 и 94 создает выступы, обозначенные, соответственно, 100 и 101.

Промежуточная часть 92 содержит два аксиальных расточенных отверстия 96 и 97, расположенных, соответственно, поблизости от упомянутых второй и третьей частей 93 и 94. Она содержит также аксиальный канал 123 отвода газов.

Ограничитель 111, соединенный с пружиной 110, расположен внутри каждого из двух аксиальных расточенных отверстий 96 и 97 таким образом, что только часть в форме сферы ограничителя 111 выступает внутрь промежуточной части 92. Два цилиндрических элемента 98 и 99 с диаметром, почти равным D4, соответственно, расположены напротив выступов 100 и 101 и таким образом, что их ось симметрии и ось радиального расточенного отверстия 91 являются коаксиальными.

Один из цилиндрических элементов содержит аксиальное расточенное отверстие 102, в то время как каждый из обоих элементов содержит, по меньшей мере, одну полость 103, выходящую на уровне упомянутой промежуточной части 92 и соединенную с частью, в которой находится рассматриваемый цилиндрический элемент, каналом 104 малого диаметра.

С каждой из полостей соединен платиновый провод 105, лежащий частично на дне полости и соединенный через упомянутый канал 104 с соединителем 106, который сам соединен со средствами 107 усиления напряжения, средствами 108 электропитания и средствами 109 управления. С целью ясности фигуры, эти последние элементы представлены только как соединенные с полостями цилиндрического элемента 99, но такой же узел или подобный узел также соединен с цилиндрическим элементом 98.

Кроме того, эти полости 103 полностью или частично заполнены спрессованным порохом, содержащим, по меньшей мере частично, нанотермиты, при этом эти полости закрыты мембраной 130, способной удерживать порох на месте перед его использованием. Каждая из этих полостей 103 образует камеру сгорания.

Руль 112 соединен с элементами, описанными ранее. Он содержит: один из его концов 113 объединен с реактивным снарядом посредством подвижной связи 114 и содержит шарнир 115, в своей промежуточной части этот шарнир соединен с концом 116 штока 117 поршня 118. Головка 119 поршня 118 расположена внутри упомянутой промежуточной части 92 и может скользить внутри нее. Эта головка 119 содержит в срединной части своей периферической поверхности 120 полусферическую выемку 121 с диаметром, слегка превышающим диаметр выступающего конца ограничителя, и способна взаимодействовать с этим концом, чтобы удерживать поршень в постоянном положении.

Шток 117 поршня 118 имеет диаметр, почти равный диаметру аксиального расточенного отверстия 102, выполненного в одном из цилиндрических элементов, и может скользить внутри этого расточенного отверстия 102.

Таким образом, поршень может занимать два устойчивых положения, при которых он удерживается ограничителем:

- первое, при котором головка поршня находится напротив цилиндрического элемента 98, содержащего аксиальное расточенное отверстие 102, и в котором, как показано на фиг.5а, руль работает и выходит за периферическую поверхность реактивного снаряда,

- второе, при котором головка поршня находится напротив другого цилиндрического элемента 99, и в котором, как показано на фиг.5b, руль находится в исходном положении и находится в выемке 122, выполненной на поверхности реактивного снаряда. Таким образом, он не выходит за периферическую поверхность реактивного снаряда.

Средства 108 управления, источник 109 электропитания и платиновый провод 105 составляют средство инициирования упомянутого пороха, содержащего нанотермиты.

Работа устройства является следующей.

Когда реактивный снаряд выстреливают, руль 112 находится в исходном положении, втянутом внутрь выемки 122, выполненной на поверхности реактивного снаряда, как показано на фиг.5b. Выстрел создает вращение реактивного снаряда, это вращение оказывает на поршень более слабое воздействие, чем воздействие ограничителя на головку 119 поршня 118. Как следствие, после выстрела руль остается в исходном положении.

Чтобы отклонить траекторию реактивного снаряда, средства 109 управления, начиная, например, с момента поступления внешнего сигнала управления, запускают выработку с помощью источника 108 электропитания разницы потенциалов, которая затем усиливается средствами 107 усиления и прикладывается через соединитель 106 к концам одного из платиновых проводов 105, расположенных частично в одной из полостей 103 цилиндрического элемента 99.

За счет разницы потенциалов происходит нагрев платинового провода 105, который, в свою очередь, вызывает взрыв пороха, содержащего нанотермиты. Этот взрыв происходит в очень короткий промежуток времени и вырабатывает, почти в режиме реального времени, газы, которые взрывают упомянутую мембрану и оказывают на головку 119 поршня 118 воздействие больше, чем воздействие ограничителя 111, при этом головка поршня перемещается почти мгновенно в направлении другого цилиндрического элемента 98 до прижатия к нему. Руль 112 находится тогда почти в положении, показанном на фиг.5а. Отработанные газы вырываются через канал выброса 123, давление, оказываемое на головку поршня, уменьшается. Параллельно, гидродинамическое давление, оказываемое на руль, стремится толкнуть поршень в направлении цилиндрического элемента 99. В то же время, во время этого возврата, ограничитель 111 входит в полусферическую выемку головки поршня и блокирует его смещение.

Таким образом, можно управлять возвращением руля в исходное положение путем управления взрывом пороха, содержащего нанотермиты, расположенного в одной из полостей 103 цилиндрического элемента 98, расположенного ближе всего к головке поршня.

В зависимости от количества полостей, таким образом, можно управлять рулем несколько раз, заставляя его переходить из рабочего положения в исходное положение и наоборот.

Группа изобретений относится к области устройств для улучшения управления ракетами или реактивными снарядами, а именно к устройствам управления ракетой или реактивным снарядом, например малого калибра. Устройство управления ракетой или реактивным снарядом имеет основную боковую поверхность с носом на уровне одного из ее концов и средства инициирования пороха. Устройство содержит полость, определяющую камеру сгорания и заполненную взрываемым порохом. Взрываемый порох содержит нанотермиты. Реактивный снаряд или ракета содержит устройство управления ракетой или реактивным снарядом. Достигается улучшение управления ракетами или реактивными снарядами. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство управления ракетой или реактивным снарядом, например, малого калибра, в частности, порядка 40 мм, имеющее основную боковую поверхность с носом на уровне одного из ее концов, при этом устройство содержит, по меньшей мере, одну полость (10а, 81, 103), определяющую камеру сгорания и заполненную, по меньшей мере, частично, взрываемым порохом (10b, 79), и средства (18, 5, 8, 60, 61, 68, 108, 109, 105) инициирования этого взрываемого пороха, устройство, отличающееся тем, что взрываемый порох (10b, 79) содержит нанотермиты.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит сопло (14), расположенное в продолжении упомянутой камеры сгорания (10а, 81, 103).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сопло выходит на упомянутую основную боковую поверхность (3) ракеты или реактивного снаряда.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит поршень (72, 118), имеющий шток и головку (73, 119) и способный скользить внутри расточенного отверстия (64, 91), и тем, что одна из поверхностей, ограничивающих камеру сгорания, образована головкой (73, 119) поршня (72, 118) или элементом (130), расположенным напротив этой головки (73, 119).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно содержит руль (55, 112), расположенный на свободном конце штока (74, 117) поршня.

6. Устройство по любому из пп.4 или 5, отличающееся тем, что оно содержит два цилиндрических элемента (98, 99), расположенных, соответственно, с одной стороны и с другой стороны головки поршня (119), при этом каждый содержит, по меньшей мере, одну полость (103) и, предпочтительно, по меньшей мере, две, определяющую камеру сгорания и содержащую заслонку (130) на одном из концов, например, образованную мембраной.

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно содержит средства (71, 72, 110, 111) блокировки положения поршня внутри упомянутого расточенного отверстия.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что средства блокировки (71, 72, 110, 111) являются реверсивными.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что средства блокировки содержат убирающийся ограничитель (72, 111).

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые средства инициирования пороха содержат средства (18, 60, 108,) управления, источник (5, 61, 109) электропитания и платиновый провод (8, 68, 105).

11. Реактивный снаряд или ракета, содержащие устройство по любому из пп.1-10.