КРЫЛАТАЯ РАКЕТА, В ЧАСТНОСТИ - ПРОТИВОКОРАБЕЛЬНАЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2016 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к вооружению.

Известны крылатые ракеты, например «Томагавк», см. интернет-ресурс, википедия «Томагавк». Крылатая ракета представляет собой обычный самолет и летит по законам аэродинамики. То есть корпус (фюзеляж), крылья, мотогондола и оперение испытывают аэродинамическое сопротивление, которое подразделяется на сопротивление формы и сопротивления трения.

Известно «Метательное тело» (то есть пуля или снаряд), см. мой пат. №2497065, представляющее собой цилиндрическое тело, имеющее внутри канал с профилем сопла Вентури (конфузор, скругление, диффузор). Это метательное тело отличается тем, что, как и положено соплу Вентури, оно не испытывает сопротивления формы, а испытывает только сопротивление трения. К тому же профиль сопла Вентури - это почти готовый сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. То есть, применив такую форму для крылатой ракеты, можно по крайней мере значительно снизить ее общее аэродинамическое сопротивление.

Задача и технический результат изобретения - повышение скорости и дальности полета крылатых ракет.

ВАРИАНТ 1. Для сверхзвуковой крылатой ракеты данное изобретение подходит особенно хорошо, так как внутренний канал используется в качестве прямоточного двигателя. Данная крылатая ракета имеет корпус и крыло и имеет цилиндрическую форму с каналом внутри, состоящим из конфузора, скругления и диффузора, или из конфузора, цилиндрической части и диффузора, или из конфузора, расширяюще-сужающейся полости и диффузора.

Для улучшения сгорания топлива, то есть для увеличения времени для этого, между конфузором и диффузором может иметься цилиндрический канал или расширяюще-сужающаяся полость (камера сгорания). Цилиндрический канал предпочтительнее, так как оставляет больше места внутри корпуса ракеты для топлива и боевой части.

Для улучшения сгорания топлива в цилиндрическом канале топливо следует подогревать выше температуры самовоспламенения и/или использовать топливо, самовоспламеняющееся на воздухе.

Корпус ракеты также создает подъемную силу, если он расположен под некоторым углом атаки к набегающему потоку. Поэтому для уменьшения площади крыла ракета может иметь форму не правильного круглого цилиндра, а имеет в поперечном сечении эллиптическую или овальную форму. Особенно эта прибавка подъемной силы будет заметна на сверхзвуковых ракетах.

ВАРИАНТ 2. Дозвуковая крылатая ракета устроена так же (см. вариант 1), но для дозвуковой крылатой ракеты возможны два конструктивных решения установки двигателя - либо реактивный двигатель расположен за пределами внутреннего канала, либо он расположен в передней части диффузора. Или применяется воздушный винт (например, газотурбинный двигатель), который либо расположен за пределами внутреннего канала, либо он расположен в задней части диффузора.

Воздушный винт желательно применять соосный «полуторавинтовой» по пат. автора №2448020. То есть соосный винт имеет два винта, вращающихся в противоположные стороны, причем они разного диаметра - меньший винт примерно в 1,5 раза меньше большого, но имеет ту же площадь лопастей (возможно - большее их число) и вращается в полтора раза быстрее. То есть реактивные моменты винтов равны, а масса отбрасываемого таким винтом воздуха больше, чем у обычного соосного.

ВАРИАНТ 3. Некоторые крылатые ракеты (противокорабельные - обязательно) имеют пассивный или активный радиолокатор. Казалось бы, в ракете с внутренним каналом для него нет места. На самом деле наоборот - в данной ракете профиль конфузора имеет форму эллипсоида вращения или параболоида вращения, а в его фокусе на пилонах расположен излучатель и/или приемник радиолокационного излучения. В остальном ракета устроена так же (см. варианты 1 или 2).

Правда, если ракета имеет радиолокатор, применение эллипсоидной или параболоидной формы вращения затруднительно, так как для того, чтобы радиоволны отражались в один фокус, конфузор должен иметь сложную пространственную форму, в каждом сечении которой фокус имеет одно и то же положение (мультифлексный отражатель).

На прилагаемом эскизе показана крылатая ракета. Она состоит из трубы с наружной поверхностью в виде правильного цилиндра, а внутри имеет конфузор 1, плавно переходящий в цилиндрический участок 2 и затем плавно переходящий в диффузор 3. В задней части конфузора расположена форсунка 4, а в фокусе конфузора расположен излучатель и/или приемник 5. В конце диффузора по диаметру расположены крест-накрест два руля 6 (такие рули менее заметны на радиолокаторе). Внутренние элементы ракеты не показаны. Как частный случай, излучатель 5 радиолокатора может совпасть с форсункой 4.

Работает ракета так: корпус расположен под некоторым углом атаки к набегающему потоку (имеется оптимум этого угла), набегающий воздух сжимается в конфузоре 1, затем в цилиндрический канал 2 через форсунку (форсунки) 4 впрыскивается нагретое до температуры самовоспламенения топливо, затем расширившийся газ расширяется в диффузоре 3, создавая реактивную тягу. Конфузор 1 является радиолокатором с излучателем 5. Управляется ракета газовыми рулями 6.

Некоторой проблемой в данном варианте является теплоизоляция цилиндрической части и диффузора. Но современные материалы, например пирографит, модифицированный нейтронным излучением, или наноматериалы, или применение вакуумной теплоизоляции плюс охлаждение наружным воздухом позволяют решить эту проблему.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в крылатых ракетах. Противокорабельная крылатая ракета, имеющая в поперечном сечении эллиптическую или овальную форму, содержит корпус цилиндрической формы с каналом внутри, крыло, конфузор в форме эллипсоида вращения или параболоида вращения, расширяюще-сужающуюся полость, диффузор, скругление, цилиндрическую часть, реактивный двигатель, воздушный винт, излучатель радиолокационного излучения, приемник радиолокационного излучения, пилоны. Внутренний канал используется как прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Изобретение позволяет увеличить скорость и дальность полета крылатых ракет. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Крылатая ракета, в частности противокорабельная, содержащая корпус и крыло, отличающаяся тем, что корпус имеет цилиндрическую форму с каналом внутри, состоящим из конфузора, расширяюще-сужающейся полости и диффузора, причем внутренний канал используется как прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

2. Ракета по п. 1, отличающаяся тем, что топливо подогревается выше температуры самовоспламенения и используется топливо, самовоспламеняющееся на воздухе.

3. Ракета по п. 1, отличающаяся тем, что имеет в поперечном сечении эллиптическую или овальную форму.

4. Крылатая ракета, в частности противокорабельная, содержащая корпус и крыло, отличающаяся тем, что корпус имеет цилиндрическую форму с каналом внутри, состоящим из конфузора, скругления и диффузора, или из конфузора, цилиндрической части и диффузора, или из конфузора, расширяюще-сужающейся полости и диффузора, причем реактивный двигатель расположен в передней части диффузора, или воздушный винт расположен за пределами внутреннего канала, либо в задней части диффузора.

5. Крылатая ракета, в частности противокорабельная, содержащая корпус и крыло, отличающаяся тем, что корпус имеет цилиндрическую форму с каналом внутри, состоящим из конфузора, скругления и диффузора, или из конфузора, цилиндрической части и диффузора, или из конфузора, расширяюще-сужающейся полости и диффузора, причем профиль конфузора имеет форму эллипсоида или параболоида, а в его фокусе на пилонах расположен излучатель и/или приемник радиолокационного излучения.

6. Ракета по п. 5, отличающаяся тем, что конфузор имеет форму эллипсоида вращения или параболоида вращения.