УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД Российский патент 2015 года по МПК F42B15/00 F42B15/01 

Изобретение относится к области вооружения, в частности к области малогабаритных управляемых снарядов с одноканальной системой управления, преимущественно с дозвуковыми и трансзвуковыми скоростями полета, и может быть использовано в конструкциях управляемых снарядов с различными аэродинамическими схемами, в том числе и с компоновкой по схеме «утка».

Известен управляемый снаряд [Патент на изобретение RU2088890 (ГУП Конструкторское бюро приборостроения) 27.08.1997 г.], принятый за прототип.

Управляемый снаряд состоит из воздушно-динамического рулевого привода в головном отсеке корпуса снаряда, аэродинамических органов управления - рулей с пилонами, установленными перед рулями, блока стабилизатора, маршевого двигателя, боевой части.

Снаряд выстреливается из трубы-контейнера с малой начальной скоростью 50…70 м/с.

Недостатком прототипа является невысокая эффективность воздушно-динамического рулевого привода с воздухозаборником в носовой части снаряда. При полете на больших углах атаки из-за срыва потока происходит нестабильное обтекание носовой части корпуса, влияющее на эффективность рулевого привода. Кроме того, такой воздухозаборник не позволяет оптимально использовать головную часть для установки дополнительной боевой части (лидера) в противотанковых управляемых снарядах, в управляемых ракетах по зенитным целям установки неконтактного датчика цели (НДЦ), а также головки самонаведения.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности управления снаряда за счет повышения эффективности воздушно-динамического рулевого привода и аэродинамических органов управления.

Решение задачи заключается в том, что в управляемом снаряде, выполненном по аэродинамической схеме «утка», содержащем воздушно-динамический рулевой привод в головном отсеке корпуса снаряда, аэродинамические органы управления - рули с установленными перед ними пилонами, новым является:

1. Воздухозаборники воздушно-динамического рулевого привода встроены в пилоны и выполнены в виде биплановых П-образных пластин с переходом в моноплан по задней кромке с забором воздуха через П-образное отверстие в передней кромке пилона, далее по воздушному протоку между планами и через отверстие на корпусе снаряда на рулевой привод.

2. В передней кромке пилона воздухозаборное П-образное отверстие выполнено с соотношением ширины между планами к размаху пилона как 0,15…0,50. Длина отверстия на корпусе выполнена с соотношением 0,80…0,85 длины бортовой хорды пилона, а руль, установленный за пилоном, выполнен с переменным углом стреловидности по передней кромке - 0 градусов от корневой хорды до 0,30…0,50 размаха консоли руля, далее 50…60 градусов до полного размаха. При этом соотношение корневых хорд пилона и руля выполнено как 0,5…1,0, соотношение размахов консолей пилона и руля выполнено как 0,30…0,50, а зазор между консолями от задней кромки пилона до передней кромки руля составляет 0,05…0,20 длины корневой хорды консоли руля.

По сравнению с прототипом при наличии общих конструктивных признаков и свойств управляемый снаряд с предложенной конструкцией позволяет повысить эффективность управления, повысить баллистические характеристики снаряда, позволяет совместить воздухозаборник с пилоном, оптимально использовать компоновку головного отсека снаряда.

Принцип действия и устройство предлагаемого решения поясняется графическими материалами.

Управляемый снаряд предлагаемой конструкции представлен на фиг.1. На фиг.2 - головной отсек корпуса снаряда с воздухозаборником, встроенным в консоль пилона, установленного перед рулем. На фиг.3, 4, 5 - схема конструкции воздухозаборника, встроенного в консоль пилона. На фиг.6: 1 - кривая зависимости подъемной силы руля без пилона от эффективного угла атаки С_ур=f(α_'эф), 2 - кривая зависимости подъемной силы руля с пилоном С_ур+п=f(α_'эф); 3 - кривая зависимости подъемной силы руля со встроенным воздухозаборником в пилон С_ур+п+вз=f(α_'эф). α_'эф=k_α·α+δ_p, где α - угол атаки снаряда; δ_p - угол отклонения руля; k_α - коэффициент интерференции корпуса на руль.

Управляемый снаряд предлагаемой конструкции [фиг.1] состоит из головного отсека корпуса снаряда 1, воздушно-динамического рулевого привода 2, руля 3, воздухозаборника, встроенного в пилон 4, маршевого двигателя 5, боевой части 6, блока стабилизатора 7.

Забор воздуха осуществляется через П-образное отверстие в передней кромке пилона, далее по воздушному протоку между планами и через отверстие на корпусе снаряда на рулевой привод.

Обозначения, приведенные на фиг.2…5, характеризуют геометрические параметры элементов планера управляемого снаряда:

L_p - размах консоли руля;

L_п, L_вз - размах консоли пилона и воздухозаборника;

В_р, B_п - корневая хорда руля и пилона;

В_вз - длина отверстия воздухозаборника на корпусе снаряда;

Н_вз - ширина между планами воздухозаборника;

Н_взк - ширина отверстия воздухозаборника на корпусе снаряда;

χ′ - угол стреловидности руля от корневой хорды;

χ′′ - угол стреловидности руля от 0,3…0,5 размаха руля;

ΔХ - зазор между пилоном и рулем;

λ - удлинение консоли руля $$(\lambda =\frac{L_p^2}{S_p})$$ ;

S_p - площадь консоли руля.

Для управляемых снарядов, выполненных по схеме «утка» (противотанковых, зенитных), со скоростями полета дозвуковыми, трансзвуковыми (Мах=0,5…1,0), диапазон линейных углов атаки составляет 3…4 градусов. Данные значения углов атаки приведены для управляемых снарядов с рулем малого удлинения (λ=2,0…2,5) без пилона при углах отклонения δ_Р=13…14 градусов. При этом эффективные углы атаки руля составляют α_'эф=18…20 градусов. Для руля с пилоном (прототип) эффективный угол увеличивается до 24…26 градусов (α=5…6 градусов, δ_p=16…18 градусов °).

Для снарядов с предлагаемой конструкцией руля с встроенным воздухозаборником в консоль монопланового пилона эффективный угол атаки составляет 30…32 градуса (α=8…10 градусов, δ_p=18…20 градусов °). Вследствие этого дальность полета управляемого снаряда увеличивается на 15…20% за счет увеличения подъемной силы руля, увеличения располагаемой перегрузки

Итак, выполнение аэродинамических органов управления в виде руля малого удлинения с переменной стреловидностью по передней кромке с установленным перед рулем пилоном с встроенным воздухозаборником повышает эффективность управления снаряда.

Проведенные исследования и летные испытания позволили определить конструктивные параметры пилона с встроенным воздухозаборником, а также определить оптимальные соотношения руля и пилона. Данная конструкция, примененная на управляемом снаряде зенитного комплекса, позволит увеличить максимальную дальность полета на 15…20%. При этом за счет выполнения неконтактного датчика цели (НДЦ) в носовой части корпуса снаряда позволит эффективно поражать зенитные цели. Кроме того, применение данного предложения на управляемых противотанковых снарядах позволит за счет установки в носовой части корпуса дополнительной боевой части («лидера») повысить бронепробиваемость снаряда.

Изобретение относится к ракетному вооружению, в частности к области малогабаритных управляемых снарядов. Управляемый снаряд выполнен по аэродинамической схеме «утка». Снаряд содержит воздушно-динамический рулевой привод в головном отсеке корпуса снаряда и аэродинамические органы управления - рули с установленными перед ними пилонами. Воздухозаборники воздушно-динамического рулевого привода встроены в пилоны и выполнены в виде биплановых П-образных пластин с переходом в моноплан по задней кромке. В передней кромке пилона выполнено П-образное отверстие и отверстие в корпусе снаряда. Достигается повышение эффективности управления снаряда.1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Управляемый снаряд, выполненный по аэродинамической схеме «утка», содержащий воздушно-динамический рулевой привод в головном отсеке корпуса снаряда, аэродинамические органы управления - рули с установленными перед ними пилонами, отличающийся тем, что воздухозаборники воздушно-динамического рулевого привода встроены в пилоны и выполнены в виде биплановых П-образных пластин с переходом в моноплан по задней кромке, при этом в передней кромке пилона выполнено П-образное отверстие и отверстие в корпусе снаряда.

2. Управляемый снаряд по п.1, отличающийся тем, что П-образное отверстие воздухозаборника в передней кромке пилона выполнено с соотношением ширины между планами к размаху пилона как 0,15…0,50, длина отверстия на корпусе снаряда выполнена с соотношением 0,80…0,85 длины бортовой хорды пилона, а руль, установленный за пилоном, выполнен с переменным углом стреловидности по передней кромке - 0° от корневой хорды до 0,30…0,50 размаха консоли руля, далее 50…60° до полного размаха руля, при этом соотношение размахов консолей пилона и руля выполнено как 0,30…0,50, соотношение корневых хорд пилона и руля выполнено как 0,50…1,0, а зазор между консолями пилона и руля составляет 0,05…0,20 длины корневой хорды консоли руля.