Реактивный снаряд, запускаемый из трубчатой направляющей Российский патент 2023 года по МПК F02K9/97 F42B10/00 F42B15/00 

Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для использования в реактивных снарядах.

Одной из основных задач, возникающих при проектировании реактивных снарядов систем залпового огня является обеспечение надежности функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей.

Известна конструкция реактивного снаряда, содержащая камеру сгорания и сопло (см. книгу Шишков А.А. и др. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива: Справочник. - М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.: ил., стр. 10, рис. 1.2).

Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка реактивного снаряда, позволяющего обеспечить надежное функционирование, за счет применения стенок выходного конуса сопла значительной толщины.

Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом является наличие головной части, ракетной части, блока стабилизаторов и сопла.

Вместе с тем, данная конструкция имеет существенный недостаток, заключающийся в отсутствии вкладыша в выходном конусе сопла, что, как результат, приводит к невозможности надежного функционирования при условии применения современных высокотемпературных топлив, использование которых может привести к прогару сопла ракетного двигателя.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является реактивный снаряд, содержащий головную часть, ракетную часть, сопловой блок, вкладыш, основание с лопастями и сопло, причем внешний диаметр сопла в плоскости, проходящей через выходное сечение сопла, равен калибру реактивного снаряда, что обеспечивает высокие энергетические характеристики (см. патент РФ №2233419, Опуб. 27.07.2004, Бюл. №21), принятый за прототип.

Известный реактивный снаряд работает следующим образом. После воспламенения заряда твердого топлива и начала работы ракетной части, реактивный снаряд сходит с направляющей и движется по траектории. Однако, при реализации данного технического решения в реактивных снарядах большого калибра и большого относительного удлинения возникает проблема с обеспечением надежности функционирования при выходе реактивного снаряда из направляющей. За счет небольшой скорости схода с направляющей может возникнуть провисание реактивного снаряда с последующим соударением сопла с внутренней поверхностью направляющей, что может привести к деформации соплового блока, а также к нарушению его целостности.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) является повышение дальности стрельбы за счет улучшения степени расширения сопла путем выполнения внешнего диаметра сопла в плоскости, проходящей через выходное сечение равного калибру реактивного снаряда.

Общими признаками с предлагаемым устройством является наличие в реактивном снаряде, головной части, ракетной части, соплового блока, включающего сопло, вкладыш и основание с лопастями.

В отличие от прототипа в предлагаемом реактивном снаряде сопло снабжено цилиндрическим участком, диаметр которого (D₁) в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, составляет (0,85…0,97), а его ширина (h) соответственно - (0,04…0,22) калибра (наружного диаметра реактивного снаряда).

В частном случае, внешний диаметр основания (D₂) составляет (0,88…0,999) внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны во всех случаях достаточны.

Задачей предполагаемого изобретения является обеспечение надежности функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном реактивном снаряде, содержащем головную часть, ракетную часть, сопловой блок, включающий сопло, вкладыш и основание с лопастями, отличающимся тем, что сопло снабжено цилиндрическим участком, диаметр которого (D₁) в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, составляет (0,85…0,97), а его ширина (h) соответственно - (0,04…0,22) калибра реактивного снаряда.

В частном случае, внешний диаметр основания (D₂) составляет (0,88…0,999) внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:

- выполнения диаметра цилиндрического участка в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, (0,85…0,97) калибра реактивного снаряда - обеспечить надежность функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей. Выполнение диаметра цилиндрического участка в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, менее 0,85 приводит к уменьшению толщины стенки сопла в области выходного сечения, и, как следствие, к снижению жесткости кольцевого участка выходного конуса, что может привести к его деформации в процессе выхода из направляющей, что повышает вероятность разрушения ракетного двигателя. Выполнение диаметра цилиндрического участка в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, более 0,97 приводит к возрастанию вероятности соударения сопла в области выходного сечения с направляющей, что может привести к нарушению целостности сопла и, соответственно, нарушению целостности вкладыша и, как следствие, к разрушению ракетного двигателя.

- выполнения цилиндрического участка шириной (0,04…0,22) калибра реактивного снаряда - обеспечить надежность функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей. Выполнение цилиндрического участка шириной менее 0,04 калибра реактивного снаряда может привести (за счет возникновения нестационарных процессов воздействия на торец направляющей) к возрастанию вероятности соударения сопла в области выходного сечения с направляющей и, соответственно, к нарушению целостности сопла, нарушению целостности вкладыша и выходного конуса и, как следствие, к разрушению ракетного двигателя. Выполнение ширины цилиндрического участка более 0,22 калибра реактивного снаряда приводит к изменению профиля внутренней поверхности сопла и, соответственно, к уменьшению толщины вкладыша, что может привести к прогару сопла и, как следствие, к снижению надежности функционирования при требуемых характеристиках времени работы.

В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения:

- выполнения основания с внешним диаметром (0,88…0,999) внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, - обеспечить надежность функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей. Выполнение основания с внешним диаметром менее 0,88 внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, может привести к уменьшению площади рабочей поверхности лопастей. Выполнение основания с внешним диаметром более 0,999 внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, может привести к нарушению целостности механизмов раскрытия лопастей в процессе выхода снаряда из направляющей, за счет возможного соударения основания с направляющей, что, как результат, приведет к понижению надежности функционирования снаряда.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и неизвестны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения заключается в том, что в реактивном снаряде, содержащем головную часть, ракетную часть, сопловой блок, включающий сопло, вкладыш и основание с лопастями, отличающимся тем, что сопло снабжено цилиндрическим участком, диаметр которого (D₁) в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, составляет (0,85…0,97), а его ширина (h), соответственно, (0,04…0,22) калибра реактивного снаряда, причем внешний диаметр основания (D₂) составляет (0,88…0,999) внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен предлагаемый реактивный снаряд, на фиг. 2 - вид А, цилиндрический участок в области выходного сечения сопла.

Предлагаемый реактивный снаряд содержит головную часть 1, ракетную часть 2, сопловой блок 3, включающий сопло 4, вкладыш 5 и основание 6 с лопастями 7. Сопло 4 снабжено цилиндрическим участком 8, диаметр которого (D₁) в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, 4 составляет (0,85…0,97), а его ширина (h), соответственно, (0,04…0,22) калибра реактивного снаряда, в частных случаях внешний диаметр основания 6 (D₂) составляет (0,88…0,999) внешнего диаметра сопла 4 в сечении, проходящем через срез выходной части сопла 4.

Предложенный реактивный снаряд работает следующим образом. После начала работы ракетной части 2, поток продуктов сгорания подают через сопло 4, тем самым инициируя движение реактивного снаряда. При выходе из направляющей за счет большого относительного удлинения и небольшой скорости схода реактивный снаряд провисает, однако с учетом выбранных параметров существенных признаков исключается возможность соударения с направляющей. Выполнение диаметра сопла 4 в сечении, проходящем через срез выходной части сопла (0,85…0,97) калибра реактивного снаряда и цилиндрического участка 8, шириной (0,04…0,22) калибра реактивного снаряда - обеспечивает повышение надежности функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей за счет уменьшения вероятности соударения сопла 4 с направляющей. Выполнение основания 6 с внешним диаметром (0,88…0,999) внешнего диаметра сопла 4 в сечении, проходящем через срез выходной части сопла 4, - обеспечивает повышение надежности функционирования снаряда в процессе схода с направляющей за счет сохранения целостности механизмов раскрытия, а также использование всей рабочей площади лопастей 7 на траектории, что приводит к их эффективной работе при воздействии на них набегающего потока воздуха.

Выполнение реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволило обеспечить надежность функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей.

Изобретение может быть использовано при разработке различных реактивных снарядах систем залпового огня.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов реактивных снарядов, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, намечено серийное производство.

Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для использования в реактивных снарядах. Реактивный снаряд содержит головную часть, ракетную часть, сопловой блок, включающий сопло, вкладыш и основание с лопастями, согласно изобретению сопло снабжено цилиндрическим участком, диаметр которого (D₁) в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, составляет (0,85-0,97), а его ширина (h) соответственно - (0,04-0,22) калибра реактивного снаряда, причем внешний диаметр основания (D₂) составляет (0,88-0,999) внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла. Изобретение обеспечивает повышение надежности функционирования реактивного снаряда в процессе схода с направляющей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реактивный снаряд, запускаемый из трубчатой направляющей, содержащий головную часть, ракетную часть, сопловой блок, включающий сопло, вкладыш и основание с лопастями, отличающийся тем, что сопло снабжено цилиндрическим участком, диаметр которого (D₁) в сечении, проходящем через срез выходной части сопла, составляет (0,85…0,97), а его ширина (h) соответственно - (0,04…0,22) калибра реактивного снаряда.

2. Реактивный снаряд, запускаемый из трубчатой направляющей по п. 1, отличающийся тем, что внешний диаметр основания (D₂) составляет (0,88…0,999) внешнего диаметра сопла в сечении, проходящем через срез выходной части сопла.