СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПУСКОМ И ВЗРЫВОМ РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА Российский патент 2019 года по МПК F42C9/00 

Изобретение относится к военной технике, в частности, к пусковым устройствам и взрывателям снарядов реактивных систем со срабатыванием взрывателей по истечении заданного времени с момента пуска снаряда.

Изобретение может также использоваться для обеспечения электропитанием контактных взрывателей, инфракрасных и радиолокационных устройств, устройств самонаведения, а также для ввода полетных заданий в аппаратуру снаряда.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны способы и устройства:

- подачи управляющего тока через проводную линии связи с контактами в хвостовой части снаряда на воспламенитель порохового двигателя снаряда,

- для заряда через проводную линию связи с контактами в головной части снаряда конденсаторного накопителя энергии взрывного устройства и ввода в него информации о задержке взрыва,

- бесконтактного ввода информации во взрывное устройство с помощь индукционных катушек, расположенных в головной части снаряда и в блоке орудий, при наличии в головной части снаряда аккумулятора или другого элемента питания.

В отечественных авиационных системах с реактивными снарядами С-5 и С-8 управляющий ток на воспламенители двигателей поступает из блока орудий через проводную линию связи с контактами в хвостовой части снарядов. При использовании снарядов, способных осуществлять взрыв через заданный интервал времени после пуска, установка времени запаздывания взрыва производится в заводских условиях. При этом в снаряд может быть введено только одно значение времени его взрыва после пуска. Такое свойство снаряда существенно ограничивает эффективность его применения и предъявляет жесткие требования к квалификации пилотов летательного аппарата.

С целью повышения точности работы системы, во взрывные устройства ракеты вводятся текущие значения временных задержек взрывов, вычисляемые аппаратурой летательного аппарата. Ввод управляющих команд во взрыватели непосредственно перед пуском снаряда, учитывающих характеристики боеприпаса и цели, а также условий применения, резко повышает эффективность вооружения.

Поскольку взрывные устройства расположены в головной или центральной части снарядов, то в этих местах должна быть предусмотрена аппаратура ввода информации о времени задержки взрыва.

В находящейся на вооружении ряда стран с конца сороковых годов авиационной реактивной системе Hydra-70 управление пуском и взрывом снарядов осуществляется через контактные линии связи блока орудий с хвостовыми и с головными частями снаряда. В этой системе головные части снарядов выступают за пределы стволов блока орудий и имеют на них штепсельные разъемы. Такое выполнение системы обладает рядом недостатков, связанных с процедурой их установки и необходимостью фиксации ориентации снаряда вокруг продольной оси относительно орудийного ствола.

В дистанционном взрывателе по патенту US №4022102 программирование вводимой в снаряд информации о времени задержки взрыва осуществляется электромагнитным полем двух катушек, установленных соосно со стволом орудия. Одна из катушек расположена в снаряде, а другая - в орудийном стволе. Возможность изменения полетного задания в системе с индуктивной линией связи непосредственно перед пуском снаряда повышает эффективность его использования.

Наиболее близким аналогом изобретения - прототипом является система управления пуском и взрывом реактивного снаряда, включающая приемный контур с линией связи, расположенный в головной части снаряда, по патенту РФ №2456537 (20.07.2012).

К недостаткам известного решения с индуктивной линией связи относятся:

- уменьшение безопасности и надежности снарядов, содержащих постоянно заряженные аккумуляторы,

- необходимость при хранении снарядов периодически разбирать их для замены аккумуляторов после истечения их срока службы,

- увеличение размеров, массы, энергопотребления и усложнение аппаратуры, устанавливаемой в снарядах и блоках орудий, для осуществления индуктивной связи снарядов с блоком орудий,

- наличие в головных частях снарядов незащищенных от электромагнитного облучения индуктивных катушек и электронных устройств, что приводит к неустойчивости систем по отношению к воздействию на них существующих и перспективных типов электромагнитных видов оружия и боеприпасов, излучающих при взрыве интенсивный импульс электромагнитной энергии.

Таким образом, целесообразно создание устройства с повышенной безопасностью для осуществления пуска и взрыва реактивного снаряда.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является создание системы, свободной от указанных недостатков.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение безопасности использования снаряда.

Необходимый технический результат достигается тем, что система управления пуском и взрывом реактивного снаряда, включает приемный контур с линией связи, расположенный в головной части снаряда, узел взрыва с воспламенителем снаряда, блок питания и накопитель энергии, причем линия связи выполнена в виде проводной линии, которая обеспечивает возможность ввода полетного задания, получения информации о типе снаряда, электропитания узлов снаряда, пуска его двигателя и содержит плату управления и программное устройство для отсчета времени, при этом система содержит дополнительный накопитель энергии и центробежный соединитель, выполненный с возможностью замыкания своих контактов при вращении снаряда после его пуска, с входом, связанным с накопителем энергии, и выходом, связанным с дополнительным накопителем энергии, который выполнен с возможностью получения и сохранения части энергии постоянного тока от накопителя энергии и ее расходования для питания узлов снаряда в полете и обеспечения заряда, необходимого для управления взрывом, причем выход дополнительного накопителя энергии связан с программным устройством и ключевым устройством, последнее из которых обеспечивает взрыв после отсчета времени программным устройством.

Кроме того система содержит инерционный соединитель, способный замыкаться при встрече летящего снаряда с препятствием, вход которого связан с дополнительным накопителем энергии, а его выход связан с воспламенителем снаряда

Предлагаемая система кроме блока питания, платы управления, программного и ключевого устройств содержит необходимые узлы и линии связи, контактные устройства, воспламенитель двигателя, нелинейное устройство и цепь контроля двигателя.

В системе исключается возможность взрыва снаряда после его пуска в случае отсутствия его вращения вокруг своей продольной оси. Такая ситуация возможна при аварийном застревании снаряда в стволе орудия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Функциональная схема содержит:

Блок питания, содержащий преобразователи напряжения первичной сети в необходимые напряжения для остальных элементов схемы. Блок питания связан с бортовой линией питания носителя оружия - летательного аппарата.

Плата управления, содержащая приемопередающее устройство для определения типа используемых снарядов и ввода в них информации о времени запаздывания взрыва, контроля энергопотребления, а также выдачи команды на пуск снарядов. Плата управления связана с бортовым радиоэлектронным оборудованием летательного аппарата цифровым каналов связи.

Ключевое устройство блока выполненное, например, в виде электронного реле, которое при срабатывании обеспечивает увеличение напряжения постоянного тока в линии связи блока до более высокого уровня, по отношению к заданному.

Узел связи блока, содержащий сумматор, например, трансформатор, для суммирования управляющих сигналов переменного тока с напряжением постоянного тока, питающего устройства снаряда, а также резистор для ограничения и измерения тока, обеспечивающий снижение напряжения постоянного тока в линии связи до заданного уровня.

Линия связи блока и линия связи снаряда, выполненные в виде двухпроводных линий, способных передавать постоянный ток и сигналы переменного тока.

Контактное устройство, соединяющее линию связи блока и линию связи снаряда при установке снаряда в блок орудий и разъединяющее их при пуске снаряда.

Нелинейное устройство, обладающее большим сопротивлением при заданном уровне напряжения и малым сопротивлением при превышении этого уровня напряжения. Примерами таких устройств являются защитные диоды, стабилитроны и варисторы.

Цепь контроля двигателя, обеспечивающая снижение протекающего через воспламенитель двигателя контрольного тока до безопасного уровня и выполнена в виде резистора.

Воспламенитель двигателя и воспламенитель взрыва, осуществляющие преобразование энергии импульса электрического тока в тепловую энергию, достаточную для воспламенения связанных с ними пороховых зарядов.

Узел связи снаряда, содержащий устройство, например, трансформатор, для разделения протекающих по линии связи токов на переменную и постоянную составляющие.

Цепь заряда, обеспечивающая однонаправленное протекание постоянного тока в накопитель энергии и выполненная в виде диода.

Цепь контроля взрыва, обеспечивающая снижение протекающего через воспламенитель взрыва контрольного тока до безопасного уровня, и представляющая собой резистор соответствующего номинала, включенный последовательно с диодом, защищающим схему от возможных коротких замыканий при пуске двигателя.

Программное устройство, содержащее устройство связи, запоминающее устройство, содержащее информацию о типе снаряда, и таймер с высокостабильным генератором, обеспечивающее срабатывание ключевого устройства снаряда после заданного времени с момента его пуска.

Накопитель энергии 1, обеспечивающий электропитанием устройств снаряда после его пуска и выполненный, например, в виде конденсатора.

Центробежный соединитель, замыкающий свои контакты под воздействием сил инерции, возникающих при вращении снаряда. Центробежный соединитель может быть выполнен, например, в виде пары инерционных контактов, расположенных на удалении от продольной оси снаряда.

Накопитель энергии 2, выполненный, например, в виде конденсатора, заряжаемого от накопителя энергии 1, и способного обеспечить питанием устройства управления взрывом снаряда.

Инерционный соединитель, соединяющий накопитель энергии 2 с воспламенителем взрыва.

Предлагаемая система работает следующим образом.

При включении питания системы из блока питания поступает постоянный ток через узел связи блока, линии связи, контактное устройство, цепь контроля двигателя, воспламенитель двигателя, узел связи снаряда, цепь контроля взрыва, воспламенитель взрыва и цепь заряда накопителя энергии 1. От накопителя энергии осуществляется питание программного устройства. Величины токов, протекающих через цепи контроля, безопасны для воспламенителей.

За счет падения напряжения на резисторе узла связи блока на входе линии связи снаряда устанавливается напряжение заданного уровня, составляющая часть напряжения блока питания. Напряжение заданного уровня недостаточно для срабатывания нелинейного элемента, включенного последовательно с воспламенителем взрыва. По величине напряжения на резисторе узла связи блока в плате управления определяется исправность воспламенителей снаряда. Из программного устройства в плату управления передается сигналами переменного тока информация о типе данного снаряда. Из платы управления сигналами переменного тока передается текущая информация в программное устройство о времени запаздывания взрыва после пуска снаряда. Эта информация закладывается в ячейку памяти программного устройства и возобновляется с необходимой частотой. При поступлении команды от бортового радиоэлектронного оборудования на пуск снаряда через плату управления осуществляется срабатывание ключевого устройства блока, шунтирующего резистор узла связи блока. В результате напряжение постоянного тока в линиях связи увеличивается до уровня, достаточного для срабатывания нелинейного элемента, что приводит к воспламенению порохового заряда двигателя снаряда воспламенителем двигателя. С момента пуска снаряда в программном устройстве происходит отсчет времени, величина которого установлена в ячейку памяти в последний момент времени перед пуском снаряда. После пуска снаряда и вращения его вокруг продольной оси замыкаются контакты цебнтробежного соединителя и осуществляется заряд накопителя энергии 2, от которого питаются устройства управления взрывом снаряда. После завершения отсчета времени срабатывает ключевое устройство снаряда и осуществляется его взрыв.

Изобретение предназначено для управления пуском и взрывом реактивного снаряда. Технический результат – повышение безопасности пуска и взрыва реактивного снаряда. Система управления пуском и взрывом реактивного снаряда включает приемный контур с линией связи. Он расположен в головной части снаряда. Имеются также узел взрыва с воспламенителем снаряда, блок питания и накопитель энергии. Согласно изобретению линия связи выполнена в виде проводной линии. Она обеспечивает возможность ввода полетного задания, получения информации о типе снаряда, электропитания узлов снаряда и пуска его двигателя. Линия связи содержит плату управления и программное устройство для отсчета времени. При этом система содержит дополнительный накопитель энергии и центробежный соединитель. Этот соединитель выполнен с возможностью замыкания своих контактов при вращении снаряда после его пуска. Вход соединителя связан с накопителем энергии. Выход соединителя связан с дополнительным накопителем энергии. Дополнительный накопитель энергии выполнен с возможностью получения и сохранения части энергии постоянного тока от накопителя энергии и ее расходования для питания узлов снаряда в полете и обеспечения заряда, необходимого для управления взрывом. Выход дополнительного накопителя энергии связан с программным устройством и ключевым устройством, последнее из которых обеспечивает взрыв после отсчета времени программным устройством. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система управления пуском и взрывом реактивного снаряда, включающая приемный контур с линией связи, расположенный в головной части снаряда, узел взрыва с воспламенителем снаряда, блок питания и накопитель энергии, отличающаяся тем, что линия связи выполнена в виде проводной линии, которая обеспечивает возможность ввода полетного задания, получения информации о типе снаряда, электропитания узлов снаряда, пуска его двигателя и содержит плату управления и программное устройство для отсчета времени, при этом система содержит дополнительный накопитель энергии и центробежный соединитель, выполненный с возможностью замыкания своих контактов при вращении снаряда после его пуска, с входом, связанным с накопителем энергии, и выходом, связанным с дополнительным накопителем энергии, который выполнен с возможностью получения и сохранения части энергии постоянного тока от накопителя энергии и ее расходования для питания узлов снаряда в полете и обеспечения заряда, необходимого для управления взрывом, причем выход дополнительного накопителя энергии связан с программным устройством и ключевым устройством, последнее из которых обеспечивает взрыв после отсчета времени программным устройством.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит инерционный соединитель, способный замыкаться при встрече летящего снаряда с препятствием, вход которого связан с дополнительным накопителем энергии, а его выход связан с воспламенителем снаряда.