Гирокоординатор головки самонаведения Российский патент 2019 года по МПК F41G7/00 

Изобретение относится к области управляемого вооружения, а именно к гирокоординаторам головок самонаведения, используемых в системах управления ракет.

Известен гирокоординатор головки самонаведения ракеты «Сайду-индер» (Неусыпин А.К. Гироскопические приводы. - М. «Машиностроение», 1979 г, стр. 7-8), содержащий ротор, выполненный в виде постоянного магнита, с закрепленной на нем оптической системой координатора цели и установленный на внутреннем кардановом подвесе. Ротор гиропривода одновременно является ротором двухполюсного магнитоэлектрического двигателя с автоподстройкой частоты вращающегося магнитного поля, создаваемого статорными обмотками, размещенными вокруг ротора. На том же каркасе размещены другие две обмотки, выполняющие роль электрического арретира и управляющая (коррекционная) обмотка.

Четыре статорные обмотки, размещенные со сдвигом 90°, создают вращающееся магнитное поле, взаимодействие которого с полем постоянного магнита, создает вращающий момент, обеспечивающий разгон и поддержание угловой скорости вращения ротора гиропривода.

Недостатком такого прибора является достаточно большое (порядка 2-3с) время разгона ротора до рабочих оборотов, т.е. время готовности головки самонаведения, которое не является критичным при стрельбе с неподвижного основания.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является гирокоординатор головки самонаведения (патент №2234049 кл. F42B 15/01 от 19.02.2003 г. ), содержащий корпус, ротор, установленный в основании, на внутреннем кардановом подвесе, на задней торцевой поверхности которого выполнены радиально направленные выступы, цилиндрическую втулку с зацепом и с возможностью вращения на корпусе

В корпусе размещен пружинный двигатель, который разъемно соединен с ротором. Соединение пружинного двигателя с ротором осуществляется двухступенчатой цилиндрической втулкой, установленной с возможностью вращения на корпусе во внутренней полости пружинного двигателя, на ступени меньшего диаметра которой выполнен зацеп, взаимодействующий с пазом на внутреннем конце пружинного двигателя, а на передней торцевой поверхности ступени большего диаметра выполнены выступы, на наружной цилиндрической поверхности которых выполнены пазы, открытые в направлении вращения и имеющие стенку с противоположной стороны. Поверхность выступа, противолежащая открытой стороне паза, на расстоянии от оси вращения большем радиуса внутренней стенки паза, выполнена наклонной в сторону противоположную направлению вращения, на задней торцевой поверхности ротора размещены радиально направленные поводки, входящие в пазы втулки. На поверхности основания карданова подвеса, выступающей за заднюю стенку корпуса, выполнена проточка, контактирующая с ограничителем цилиндрического сечения, закрепленным на упругом элементе с регулируемым усилием поджатая, установленным на корпусе. Расстояние от оси карданова подвеса до наиболее удаленной части наклонной плоскости больше, чем до плоскости вращения поводков, на задней торцевой поверхности ротора выполнен радиальный паз, с которым взаимодействует выступ Г-образного цилиндрического фиксатора, установленного в корпусе параллельно оси вращения ротора, на боковой поверхности которого выполнен паз, с которым контактирует стопор, размещенный в проточке подвижной в осевом направлении подпружиненной втулки, взаимодействующей с пиротехническим элементом, при этом ось втулки расположена в плоскости перпендикулярной оси ротора, а величина перемещения втулки больше глубины паза.

Разарретирование гирокоординатора головки самонаведения происходит на траектории полета носителя при подаче напряжения на пиротехнический элемент. Под действием механического импульса пиротехнического элемента стопор перемещается и выходит из зацепления с пазом Г-образного фиксатора, обеспечивая свободу вращения. Ротор под действием момента пружинного двигателя начинает разгоняться. По окончанию разгона, когда момент двигателя станет равным нулю, поводки ротора, вращаясь по инерции, выходят из пазов двухступенчатой цилиндрической втулки и, взаимодействуя с наклонной плоскостью, преодолевают усилие зацепления ограничителя с проточкой основания карданова подвеса, перемещая ротор от опорной поверхности корпуса, разарретируют его. Время готовности при этом не превышает 0,1 с.

Недостатком конструкции является достаточно большая величина инерционной силы, действующей на элементы оптической системы и опоры карданова подвеса при разарретировании, что может привести к разъюстировке оптической системы, а также требует применения подшипниковых опор, способных выдерживать возникающие при этом динамические нагрузки, что увеличивает габариты прибора.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение габаритов гирокоординатора при обеспечении малого времени готовности.

В предлагаемом гирокоординаторе головки самонаведения, содержащем корпус, ротор, установленный в основании, на внутреннем кардановом подвесе, на задней торцевой поверхности которого выполнены радиально направленные выступы, цилиндрическую втулку с зацепом и с возможностью вращения на корпусе, новым является то, что на переднем торце цилиндрической втулки с возможностью разворота вокруг радиально направленных осей установлены три подпружиненных в направлении вращения ротора поводка, на каждом из которых выполнены ограничители поворота, контактирующие с цилиндрической втулкой при положении поводка перпендикулярном плоскости переднего торца цилиндрической втулки, на поверхностях поводков, обращенных в сторону вращения, выполнены пазы, в которые входят выступы ротора. При этом основание карданова подвеса неподвижно установлено в корпусе с возможностью регулирования их взаимного положения вдоль продольной оси, а на задней торцевой поверхности ротора установлено кольцо, в котором выполнены радиально направленные выступы.

Предлагаемое техническое изобретение поясняется графическим материалом фиг. 1-3.

На фиг. 1-3 изображены общий вид описываемого устройства и поясняющие разрезы. Ротор 1 в кардановом подвесе, состоящем из внутренней 2 и наружной 3 рамок, размещен в основании 4, установленном в корпусе 5. В расточке корпуса размещен пружинный двигатель 6, осуществляющий импульсный за время не более 0,1 с разгон ротора 1 гирокоординатора до рабочих оборотов. Соединение ротора 1 с пружинным двигателем выполнено посредством цилиндрической втулки 7, обеспечивающей передачу крутящего момента. Для этого на цилиндрической части втулки выполнен зацеп 8, контактирующий с пазом на внутреннем конце пружинного двигателя 6, а на ее передней торцевой поверхности с возможностью поворота на угол ~ 90° размещены три поводка 9, установленные на радиально направленных осях 10. На поводках выполнены ограничители поворота 11, обеспечивающие при повороте поводков до положения перпендикулярного плоскости переднего торца втулки упор в цилиндрическую втулку 7. Упругие элементы 12 осуществляют приложение крутящего момента к поводкам для их разворота в положение параллельное плоскости переднего торца цилиндрической втулки 7, необходимое для обеспечения прокачки ротора после его разгона и разарретирования. Для ориентации оптической оси гирокоординатора 13 на передней, направленной в сторону вращения ротора, стороне поводков выполнены пазы 14, в которые входят радиально направленные выступы 15, выполненные в кольце 16, закрепленном на задней торцевой поверхности ротора 1. Для совмещения выступов 15 с пазами 14 в продольном направлении используются прокладки 17, устанавливаемые между корпусом 5 и основанием карданова подвеса 4.

Фиксация ротора 1 от вращения в заарретированном положении осуществляется за счет взаимодействия радиального паза 17, выполненного на задней торцевой поверхности ротора, с выступом Г-образного фиксатора 18, размещенного в корпусе 5 параллельно продольной оси гирокоординатора. Для разарретирования гирокоординатора используется пиротехнический элемент 19, прикладывающий усилие к втулке 20, удерживающей Г-образный фиксатор 18 от разворота.

Работает гирокоординатор следующим образом. В заарретированном положении взаимодействие зацепов ротора с пазами поводков обеспечивает ориентацию оси ротора по продольной оси носителя. Запуск гирокоординатора осуществляется на траектории после захвата цели головкой самонаведения путем подачи напряжения на пиротехнический элемент 19. Срабатывая, он перемещает втулку 20, в результате чего освобождается фиксатор 18, обеспечивая ротору 1 свободу вращения. Ротор 1 под действием момента пружинного двигателя 6, передаваемого через цилиндрическую втулку 7 и поводки 9, начинает разгоняться. После окончания разгона ротора 1, когда величина момента пружинного двигателя 6 станет равной нулю, радиально направленные выступы 15, вращаясь вместе с ротором 1 по инерции, выходят из пазов 14 поводков 9, которые под действием момента кручения упругих элементов 12 складываются, обеспечивая ротору 1 прокачку.

Отсутствие перемещения карданова подвеса при разарретировании исключает возникновение инерционного усилия при торможении, что позволяет использовать в качестве опор осей подвеса шарикоподшипники с меньшей нагрузочной способностью, т.е. подшипники с меньшими габаритами, что позволяет уменьшить габариты гирокоординатора в целом.

Проведенные испытания показали работоспособность предложенной конструкции гирокоординатора.

Предложенное изобретение относится к области управляемого вооружения, а именно к гирокоординаторам головок самонаведения, используемым в системах управления управляемых ракет. Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение габаритов гирокоординатора при обеспечении малого времени готовности. Поставленная задача решается в гирокоординаторе головки самонаведения, содержащем корпус, ротор, установленный в основании на внутреннем кардановом подвесе, на задней торцевой поверхности которого выполнены радиально направленные выступы, цилиндрическую втулку с зацепом и с возможностью вращения на корпусе. При этом на переднем торце цилиндрической втулки с возможностью разворота вокруг радиально направленных осей установлены три подпружиненных в направлении вращения ротора поводка, на каждом из которых выполнены ограничители поворота, контактирующие с цилиндрической втулкой при положении поводка, перпендикулярном плоскости переднего торца цилиндрической втулки, на поверхностях поводков, обращенных в сторону вращения, выполнены пазы, в которые входят выступы ротора. Основание карданова подвеса неподвижно установлено в корпусе с возможностью регулирования их взаимного положения вдоль продольной оси, а радиально направленные выступы выполнены в кольце, закрепленном на задней торцевой поверхности ротора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гирокоординатор головки самонаведения, содержащий корпус, ротор, установленный в основании на внутреннем кардановом подвесе, на задней торцевой поверхности которого выполнены радиально направленные выступы, цилиндрическую втулку с зацепом и с возможностью вращения на корпусе, отличающийся тем, что на переднем торце цилиндрической втулки с возможностью разворота вокруг радиально направленных осей установлены три подпружиненных в направлении вращения ротора поводка, на каждом из которых выполнены ограничители поворота, контактирующие с цилиндрической втулкой при положении поводка, перпендикулярном плоскости переднего торца цилиндрической втулки, на поверхностях поводков, обращенных в сторону вращения, выполнены пазы, в которые входят выступы ротора.

2. Гирокоординатор по п. 1, отличающийся тем, что основание карданова подвеса неподвижно установлено в корпусе с возможностью регулирования их взаимного положения вдоль продольной оси.

3. Гирокоординатор по п. 1, отличающийся тем, что радиально направленные выступы выполнены в кольце, закрепленном на задней торцевой поверхности ротора.