Способ повышения дальности стрельбы корректируемыми артиллерийскими боеприпасами Российский патент 2019 года по МПК F42B10/38 F42B15/01 

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано для создания дальнобойных артиллерийских боеприпасов.

При создании артиллерийских боеприпасов одной из главных задач является повышение дальности стрельбы этими боеприпасами. Для этого, как правило, повышают скорость снарядов на выходе из канала ствола, включают различные двигатели, изменяют форму снарядов, выполняют коррекцию траектории снарядов и ряд других мероприятий.

Известны способы коррекции траектории снаряда за счет использования рулевых устройств, позволяющих осуществлять планирующую траекторию снаряду. Наиболее эффективным в этом отношении боеприпасом является снаряд ХМ982 Excalibur. Этот боеприпас был разработан компанией Raytheon совместно с BAE Systems Bofors и General Dynamics Ordnance and Tactical Systems. На восходящей части траектории работают только инерциальные датчики, когда снаряд достигает своей наивысшей точки, активируется приемник GPS и через мгновение раскрываются носовые рули. Далее согласно координатам цели и подлетному времени оптимизируется полет на среднем участке траектории. Носовые рули позволяют не только направлять снаряд на цель, но также создают достаточную подъемную силу, обеспечивая отличную от баллистической траекторию управляемого полета и увеличивая дальность стрельбы по сравнению со стандартными боеприпасами. Наконец, в соответствии с типом боевой части и типом цели оптимизируется траектория на конечном участке полета снаряда. Известны и другие аналогичные технические решения, описанные в материалах патентов: патент РФ №2148243 (МКИ F42B 10/00, 2000 г.), патент США N 4003531, (НКИ 244.3.22, 1975 г.), патент Франции N 2469345 (МКИ В64С 15/00, 1979 г.).

Недостатком этих технических решений является то, что эти устройства не позволяют выполнять коррекцию траектории вращающихся неоперенных снарядов, а также то, что управление снарядами выполняется по командам управления с внешних устройств, работа которых может быть нарушена воздействием средств радиоэлектронной борьбы.

Предлагаемое техническое решение свободно от этих недостатков. Предлагаемый способ повышения дальности стрельбы артиллерийскими боеприпасами заключается в том, что в снаряд перед выстрелом вводят информацию о количестве коррекций и алгоритм последовательного включения двигателей коррекции. Снаряд снабжается рядом импульсных пороховых реактивных двигателей, расположенных перпендикулярно оси снаряда. Причем двигатели располагаются во взрывателе снаряда. В нем же располагается устройство обработки данных и управления. Такие двигатели применяются, например, в 152 мм осколочно-фугасном корректируемом боеприпасе шифр «Сантиметр» (Разработка НИМИ г. Москва). Выстреливают снаряд из орудия. В полете снаряда с помощью устройств, установленных во взрывателе снаряда, непрерывно измеряют время полета t и давление р в зоне снаряда. Технические решения по определению давления в зоне снаряда представлены в работе автора (Кузнецов Н.С. Предложения по созданию дистанционных взрывателей // Научно-технический сборник ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ им. Д.И. Менделеева» //Боеприпасы, Спец. вып., 2018 г., с. 10-17). Определяют значение времени Т_м в момент достижения снарядом максимальной высоты на основе данных измерения давления р. При этом используют соотношение Т_м=(t_P1+t_P2)/2, где t_P1 и t_P2 - моменты времени полета снаряда, при которых давления в зоне полета снаряда равны, т.е. p₁=р₂. Причем p₁ выбирается на участке возрастания высоты полета снаряда, а величина р₂ фиксируется на ниспадающем участке траектории. Целесообразно, чтобы величина этого давления р₂ была в пределах одной барической ступени (один миллиметр ртутного столба), что соответствует опусканию снаряда вниз на 15-20 метров. Непрерывно определяют положение точек снаряда на его внешней поверхности по отношению к поверхности Земли. Для этого используют различные устройства, в том числе, основанные на воздействии веса деталей на пружинные подвесы при повороте пружинного подвеса относительно поверхности Земли, или изменение показаний магнетометров, установленных во взрывателе. После прохождения снарядом максимальной высоты траектории и опускании его по ниспадающей ее части на 15-20 метров, с помощью миниатюрных импульсных реактивных двигателей, установленных по окружности в заданном сечении взрывателя, кратковременно импульсно воздействуют на снаряд - толкают его относительно оси. При этом импульсное воздействие на снаряд производят в точке снаряда, расположенной на 3/4 оборота раньше в направлении вращения снаряда по отношению к точке коррекции, а именно, к крайне правой точке поверхности снаряда (при правом вращении снаряда). Под действием импульсного двигателя, в соответствии со свойствами гироскопов, ось снаряда поворачивается вверх и тем самым снаряд занимает горизонтальное положение. В этом положении сопротивление движению снаряда минимально. Через определенный промежуток времени ось снаряда снова опустится вниз и голова снаряда будет направлена вниз. В этот момент коррекция повторяется. Время включения каждой следующей коррекции производится через время Δt, которое определяется из соотношения: Δt=t_P2-Т_м.

Такая схема коррекции (поддержания снаряда в горизонтальном положении) позволяет снаряду двигаться в направлении выстрела с минимальным сопротивлением. Тем самым, обеспечивается повышение дальности стрельбы вращающимся снарядом. Количество коррекций вводится в систему управления снарядом перед выстрелом.

Кроме того, способ определения параметров траектории снаряда, основанный на измерении давления атмосферы в зоне снаряда, позволяет полностью защитить систему коррекции от воздействия средств радиоэлектронной борьбы.

Изложенные сведения о заявленном изобретении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленный способ соответствует условию промышленной применимости.

Изобретение относится к военной технике и может быть применено для создания дальнобойных артиллерийских боеприпасов. Способ повышения дальности стрельбы корректируемыми артиллерийскими боеприпасами заключается в том, что в головной взрыватель вычислительного устройства снаряда перед выстрелом вводят количество импульсных коррекций и алгоритм их включения. При движении снаряда с помощью устройств, установленных во взрывателе снаряда, непрерывно измеряют и фиксируют давление в зоне снаряда в функции времени. Фиксируют минимальное значение давления p_min. Определяют момент времени t_P2, при котором давление р₂ возрастет по отношению к p_min на величину барической ступени (один миллиметр ртутного столба). Непрерывно с помощью магнетометров, установленных на поверхности взрывателя, определяют положение точек на образующих снаряда по отношению к поверхности Земли и по их положению определяют моменты, при которых импульсные устройства коррекции располагаются в правой крайней точке сечения головной части снаряда. С помощью первого импульсного устройства коррекции, расположенного в такой точке в момент времени t_P2, кратковременно импульсно воздействуют (создают толчок) на правую крайнюю точку в сечении головной части снаряда, тем самым поворачивают ось снаряда вверх. Анализируют данные измерения давления на восходящей части траектории движения, определяют время t_P1, при котором величина давления p₁ равна давлению р₂. С помощью соотношения Т_м=(t_P1+t_P2)/2 определяют значение времени Т_м, соответствующее достижению снарядом максимальной высоты. Определяют промежуток времени Δt=t_P2-Т_м. Через промежуток времени At после первого воздействия вновь с помощью импульсного устройства коррекции, расположенного в этот момент в правой крайней точке сечения головной части снаряда, воздействуют на снаряд (создают толчок) и вновь поворачивают ось снаряда вверх. Далее через каждые промежутки времени, равные Δt, выполняют очередные коррекции до их исчерпания в соответствии с алгоритмом коррекции, введенным в снаряд перед выстрелом. Технический результат заключается в повышении дальности стрельбы корректируемыми артиллерийскими боеприпасами.

Способ повышения дальности стрельбы корректируемыми артиллерийскими боеприпасами, заключающийся в том, что в снаряд перед выстрелом вводят параметры коррекции траектории полета, выстреливают снаряд из орудия, в полете снаряда за счет технических устройств, установленных в заданном сечении снаряда, проводят импульсную коррекцию траектории снаряда, отличающийся тем, что в вычислительное устройство головного взрывателя снаряда перед выстрелом вводят количество импульсных коррекций и алгоритм их включения, при движении снаряда с помощью устройств, установленных во взрывателе снаряда, непрерывно измеряют и фиксируют давление в зоне снаряда в функции времени, фиксируют минимальное значение давления p_min, определяют момент времени t_P2, при котором давление р₂ возрастет по отношению к p_min на величину барической ступени (один миллиметр ртутного столба), непрерывно с помощью магнетометров, установленных по окружности сечения головного взрывателя, определяют положение точек на образующих снаряда по отношению к поверхности Земли и по их положению определяют моменты, при которых импульсные устройства коррекции располагаются в правой крайней точке сечения взрывателя снаряда, с помощью первого импульсного устройства коррекции, расположенного в такой точке в момент времени t_P2, кратковременно импульсно воздействуют (создают толчок) на правую крайнюю точку в сечении головной части снаряда, тем самым поворачивают ось снаряда вверх, анализируют данные измерения давления на восходящей части траектории движения, определяют время t_P1, при котором величина давления p₁ равна давлению р₂, с помощью соотношения T_м=(t_Р1+t_Р2)/2 определяют значение времени Т_м, соответствующее достижению снарядом максимальной высоты, определяют промежуток времени Δt=t_Р2-Т_м, через промежуток времени Δt после первого воздействия вновь с помощью импульсного устройства коррекции, расположенного в этот момент в правой крайней точке сечения головной части снаряда, воздействуют на снаряд (создают толчок) и вновь поворачивают ось снаряда вверх, далее через каждые промежутки времени, равные Δt, выполняют очередные коррекции до их исчерпания в соответствии с алгоритмом коррекции, введенным в снаряд перед выстрелом.