КАССЕТА С СОТОВОЙ СТРУКТУРОЙ ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ СНАРЯДОВ Российский патент 2020 года по МПК F41F3/04 

Изобретение относится к военной технике, а именно пусковым установкам с направляющими для запуска ракет и реактивных снарядов. Техническим результатом изобретения является уменьшение расхода материала и снижение веса пакета направляющих. Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что предложен пакет направляющих в виде монолитной кассеты, отличающийся тем, что она имеет поперечное сечение в виде однорядной или многорядной сотовой структуры по всей длине, созданной сквозными отверстиями, например рис. 1. Форма внутренних отверстий - правильный шестиугольник с величиной стороны равной радиусу описанной вокруг него окружности - R. В крайних отверстиях часть периметра шестиугольника заменена вписанной в него окружностью радиусом рис.2. Толщина стенок сот равна δ, кроме мест сопряжения внешних дуг окружностей с радиусом r+δ, расположенных по периметру кассеты. В точке их сопряжения она достигает величины не менее 2δ. Кассета может иметь разную конфигурацию по форме.

Изобретение предназначено для направляющих с винтовым пазом, расположенных в один или два ряда по толщине кассеты и без винтового паза для средних рядов при количестве рядов больше двух, а также оно может быть использовано при его отсутствии. На рис. 1 паз условно не показан.

Недостатком всех пусковых установок для запуска ракет и реактивных снарядов является большой вес пакета направляющих. Существует несколько способов его снижения, одним из которых является повышение жесткостных характеристик пакета в целом путем скрепления направляющих между собой несколькими диафрагмами жесткости по длине трубы, плоскость которых расположена перпендикулярно оси пакета [1, 2].

Наиболее близким к заявляемому изобретению является пакет направляющих пусковой установки калибром 122 мм. А-215 «Град -М» [1].

Недостатком указанных способов является соединение направляющих в местах установки диафрагм и отсутствие соединения труб между ними по длине. В этом случае при уменьшении толщины трубы диафрагмы жесткости становятся не эффективными. Определяющим становится расчет не на прочность направляющей при двухосном напряженном состоянии или ее общей устойчивости, а на местную устойчивость стенки цилиндрической оболочки.

Целью изобретения является повышение местной устойчивости стенок направляющих и как следствие уменьшение их веса.

Поставленная цель достигается созданием монолитной кассеты из направляющих с поперечным сечением в виде сотовой структуры по всей их длине. Идеальной фигурой деления единой плоскости поперечного сечения на более мелкие части, является правильный шестиугольник [3]. При сложении его граней без зазора в свету они имеют суммарный наименьший периметр из всех известных фигур. Шестиугольная форма отверстий, с одинаковой толщиной стенок, позволяет делать сотовые структуры легкими, прочными и расходовать меньше материала.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что при сотовой структуре у внутренних ячеек стенка отверстия принадлежит нескольким соседним шестигранникам. Поэтому при нагружении стенки направляющей нагрузкой из одного отверстия стенки смежных сот служат для нее ребрами жесткости, помогая ей увеличить прочность при потере местной устойчивости. Следовательно, при соединении призматических труб в монолитную кассету с сотовой структурой поперечного сечения, толщину внутренних стенок можно сделать одинаковой. Чтобы уменьшить расход материала на внешних стенках направляющих, их выполняют в виде сектора кольца с внутренней дугой окружности вписанной в правильный шестиугольник. В общем случае толщина стенок уточняется расчетом в зависимости от типа реактивного снаряда.

Кассета является сплошной, без зазоров в свету между направляющими. Поэтому жесткость ее поперечного сечения возрастает по сравнению с составным классическим пакетом направляющих соединенными диафрагмами. Сопротивление перемещениям от действия крутящего и изгибающих моментов также увеличивается.

Кассета является съемной. После использования всех снарядов она целиком или ее части удаляются, а на ее место устанавливается новая снаряженная кассета. Это позволить сократить время подготовки к следующему выстрелу.

Изобретение может использоваться в случае присутствия винтового паза для закручивания снаряда при однорядной или двухрядной сотовой структуре. Паз располагается на круглых внешних гранях направляющей с противоположных сторон по толщине кассеты, рис 2. В установке «Град-М» для закручивания снаряда калибром 122 мм требуется центральный угол на круглом поперечном сечении трубы 84 градуса. Две стороны из шестиугольника создают угол 120 градусов, которого будет достаточно для расположения винтового паза.

В качестве примера рассмотрим результат замены составного пакета направляющих в системе «Град - М» на предлагаемый монолитный сотовый вариант, без учета экономии материала на диафрагмах жесткости. Направляющие аналога расположены в четырех пакетах. В каждом из них имеется два ряда по пять снарядов калибра d=122 мм. Толщиной стенки трубы составляет δ=2 мм. Площадь поперечного сечения кольца направляющей при внешнем диаметре D=126 мм равна:

Площадь десяти труб в одном пакете составляет 7787.2 мм².

В сотовой кассете из десяти направляющих получается 13,5 секторов из шестиугольников с параллельными сторонами с центральным углом 60 градусов, с диаметром вписанной окружности d=122 мм и толщиной δ=2 мм. Площадь одного сектора вычисляем по формуле:

Для 13,5 секторов имеем площадь А_Ш=1933,02 мм².

В кассете дополнительно находится 33 дуговых сектора с центральным углом по 60 градусов. Площадь одного есть

Для 33 секторов получим А_о=129,79×33=4283,07 мм².

Общая площадь сотового поперечного сечения кассеты есть

А=А_Ш+А_о=1933,02+4283,07=6216,1 мм².

Таким образом, расход материала при сотовой структуре кассеты для направляющих уменьшается на 20% по сравнению с существующим аналогом составного пакета из круглых труб. Следовательно, можно увеличить количество направляющих без увеличения мощности автомобиля.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Широкорад А.Б. Оружие отечественного флота. 1945-2000/ Под общ. ред. А.Е. Тараса. Минск: Харвест, М.: ООО «Издательство АСТ». 2001 - с. 594.

2. Боевая машина 9П140. Альбом рисунков к техническому описанию и инструкции по эксплуатации. М.: Воениздат, 1983, с. 3.63.

3. Азевич А.И. Геометрические вариации на пчелиную тему. Математика в школе /А.И. Азевич. - М., 1998, №21.

Съемная кассета пусковых установок сдержит сквозные отверстия с поперечным сечением в виде сотовой структуры по всей длине. Кассета может быть однорядной или многорядной. Внутренние отверстия имеют форму правильного шестиугольника. В крайних ячейках часть его периметра заменена на дугу окружности, вписанную в шестиугольник. Толщина стенок сот одинаковая, кроме мест сопряжения внешних дуг окружностей, расположенных по периметру кассеты. В точке их сопряжения она увеличивается не менее чем в два раза. Кассета выполняется без зазоров в свету между направляющими. На круглой внешней грани направляющей располагается винтовой паз. Технический результат - уменьшение расхода материала и веса направляющих, увеличение жесткости конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кассета с сотовой структурой направляющих, предназначенная для пуска ракет и реактивных снарядов, отличающаяся тем, что она имеет поперечное сечение в виде однорядной или многорядной сотовой структуры со сквозными призматическими отверстиями по всей ее длине, имеющими для внутренних сот форму правильного шестиугольника и составную форму из части шестиугольника и вписанной в него дугу окружности для крайних сот, с одинаковой толщиной всех стенок, кроме узлов сопряжения внешних дуг окружностей, в точках которых она как минимум в два раза больше и которая определяется расчетом.

2. Кассета с сотовой структурой направляющих по п. 1, отличающаяся тем, что винтовой паз располагается на круглой внешней грани направляющей.