Блок системы управления реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей Российский патент 2023 года по МПК F42B10/64 F42B10/16 F42B15/01 

Изобретение относится к системе управления реактивных снарядов систем залпового огня.

Объект изобретения представляет собой блок системы управления управляемого реактивного снаряда с повышенной точностью стрельбы, предназначенного для вооружения ракетноартиллерийских частей, и может найти широкое применение в области ракетной техники.

В качестве наиболее эффективных органов управления в снарядах реактивных систем залпового огня используются поворотные аэродинамические рули, раскрываемые в процессе выхода снаряда из направляющей боевой машины.

Так, известен «Складной аэродинамический орган управления управляемого снаряда» патент RU 2280230, БИ №20, опубл. 20.07.2006, принятый авторами за аналог.

Складной аэродинамический орган управляемого снаряда содержит руль, цапфу, ось складывания, пружины, фиксаторы, при этом в руле выполнен паз, в котором установлена цапфа с осью. В руле и цапфе симметрично по обе стороны размещены подпружиненные фиксаторы с конической частью на конце и ось складывания с пружиной, при этом пружина оси складывания одним концом соединена с рулем, а другим - с цапфой.

Недостатком описанного конструктивного решения является наличие в прикорневой зоне (по обе стороны от продольной оси) руля элементов, увеличивающих площадь ее поперечного сечения, что приводит к увеличению коэффициента лобового сопротивления руля и ухудшению его аэродинамические характеристик, а также к уменьшению дальности стрельбы.

Известно техническое решение по патенту RU 2764721, БИ №2, опубл. 19.01.2022, принятое авторами за прототип.

Прототип представляет собой блок системы управления, содержащий корпус и смонтированные на нем, раскрывающиеся в полете аэродинамические рули, состоящие из основания и раскладывающейся части, скрепленные валом посредством шлицевого соединения, где зубья образованы на валу, а соответствующие шлицы - в переднем ушке раскладывающейся части и основания, при этом вал снабжен одной или несколькими лысками и установлен с возможностью проворота и продольного перемещения относительно оси раскладывания, под действием пружины сжатия-кручения, кроме того на каждом ушке основания выполнен упор.

Блок системы управления прототипа функционирует следующим образом. После выхода реактивного снаряда из направляющей руль блока системы управления высвобождает раскладывающуюся часть, под действием пружины сжатия-кручения вал проворачивает раскладывающуюся часть до ее взаимодействия с упором, далее вал перемещается в продольном направлении вдоль оси руля, при этом происходит взаимодействие зубьев вала со шлицами основания, а лыски вала размещаются в пазу основания, таким образом происходит фиксация аэродинамического руля в разложенном положении.

Таким образом задачей данного технического решения являлось обеспечение надежной фиксации и работы аэродинамических рулей в разложенном положении в условиях полета на сверхзвуковых скоростях, а также повышение технологичности.

Однако из-за кратковременности процесса раскрытия руля и возникновения ударного взаимодействия стыкующихся элементов может произойти отскок или, при определенных условиях, колебание консоли в полураскрытом положении или даже ее закрытие под действием аэродинамических сил и, как следствие, потеря расчетного алгоритма управления снарядом, отклонение или сход с траектории полета.

Общими признаками с предлагаемым авторами блоком системы управления реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей, является наличие корпуса и смонтированных на нем раскрывающихся в полете аэродинамических рулей, состоящих из основания с пазом и поворотной консоли, скрепленными валом со шлицами, снабженным двумя параллельными лысками, и установленного с возможностью проворота относительно оси раскладывания и продольного перемещения вдоль нее под действием пружины сжатия-кручения.

В отличие от прототипа, в предлагаемом авторами блоке системы управления, на шлицах вала и ответной части основания выполнены конусообразные заходные части конгруэнтные друг другу, с углом конусности 30-60°, кроме того на лысках со стороны торца вала выполнены скосы под углом 15-60° от продольной оси.

В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения:

- на заходной части каждого шлица вала выполнен клин;

- размер от клиньев на шлицах до торца вала составляет 1,05-1,2 размера от торца паза до заходной части основания.

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 повышение надежности функционирования блока системы управления реактивного снаряда и исключение возможности возникновения ударных нагрузок в процессе раскрытия аэродинамических рулей под воздействием аэродинамических нагрузок.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также соотношение линейных размеров и угловых параметров позволяют, в части, за счет:

- выполнения на шлицах вала и ответной части основания конусообразных заходных частей конгруэнтных друг другу, с углом конусности 30-60° - исключить вероятность ударного взаимодействия вала с основанием.

- выполнения на лысках со стороны торца вала скосов под углом 15-60° от продольной оси - осуществить возможность взаимодействия с пазом основания в процессе вращательно-поступательного перемещения вала, исключая вероятность возникновения отскока, колебаний консоли и ударных нагрузок при раскрытии аэродинамических рулей, тем самым повысить надежность функционирования блока системы управления;

При выполнении заходных частей с углами конусности менее 30° возрастает вероятность колебаний консоли аэродинамических рулей, а с углами конусности более 60° возрастает вероятность возникновения ударных нагрузок при раскрытии аэродинамических рулей.

Выполнение скосов на лысках под углом менее 15° от продольной оси увеличивает вероятность колебаний консоли аэродинамических рулей, а их выполнение под углом более 60° увеличивает вероятность возникновения ударных нагрузок при раскрытии аэродинамических рулей.

Признаки, характеризующие предполагаемое изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в части, за счет выполнения на заходной части каждого шлица вала клина, а также выполнения размера от клиньев на шлицах до торца вала 1,05-1,2 размера от торца паза до заходной части основания - обеспечить требуемые параметры ориентации шлицов вала и основания, исключить возможность взаимодействия шлицов вала с основанием в сложенном положении консоли, тем самым повысить надежность функционирования механизма раскрытия рулей.

Сущность изобретения заключается в том, что в блоке системы управления содержится корпус и смонтированные на нем раскрывающиеся в полете аэродинамические рули, состоящие из основания с пазом и поворотной консоли, скрепленными валом со шлицами, снабженным двумя параллельными лысками, и установленного с возможностью проворота относительно оси раскладывания и продольного перемещения вдоль нее под действием пружины сжатия-кручения, в отличии от прототипа, согласно изобретению на шлицах вала и ответной части основания выполнены конусообразные заходные части конгруэнтные друг другу, с углом конусности 30-60°, кроме того на лысках со стороны торца вала выполнены скосы под углом 15-60° от продольной оси, в частных случаях конкретного исполнения на заходной части каждого шлица вала выполнен клин, размер от клиньев на шлицах до торца вала составляет 1,05-1,2 размера от торца паза до заходной части основания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид блока системы управления, на фиг. 2 - руль с консолью в сложенном положении, на фиг. 3 - промежуточное положение вала в процессе раскрытия руля, на фиг. 4 - руль с консолью в раскрытом положении, на фиг. 5 - угловые параметры вала, α=β - угол конусности заходной части шлицов вала и ответной части основания, γ - угол выполнения скоса на лыске вала.

Блок системы управления содержит корпус 1, раскрывающиеся в полете аэродинамические рули 2, состоящие из основания 3 с пазом 4 и поворотной консоли 5. Поворотная консоль 5 и основание 3 скреплены валом 6 со шлицами 7, снабженным двумя параллельными лысками 8. Вал 6 установлен с возможностью проворота относительно оси раскладывания и продольного перемещения вдоль нее под действием пружины сжатия-кручения 9. На шлицах 7 вала 6 и ответной части основания 3 выполнены конусообразные заходные части 10 и 11 конгруэнтные друг другу, с углом конусности 30-60°. На лысках 8 со стороны торца вала 6 выполнены скосы 12 под углом 15-60° от продольной оси 13. В частных случаях исполнения на заходной части 10 каждого шлица 7 вала 6 выполнен клин 14. Размер А от клиньев 14 на шлицах 7 до торца вала 6 составляет 1,05-1,2 размера Б от торца паза 4 до заходной части 11 основания 3.

Описанный блок системы управления реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей, работает следующим образом.

После выхода реактивного снаряда из направляющей вал 6 в процессе вращательно-поступательного перемещения под действием пружины сжатия-кручения 9 вращает поворотную консоль 5 руля 2. Не доходя до крайнего раскрытого положения поворотной консоли 5 под действием осевого усилия пружины сжатия-кручения 9 вал 6 перемещают в продольном направлении, при этом взаимодействуя скосами 12 с плоским пазом 4. При дальнейшем перемещении вала 6 заходная часть 10 каждого шлица 7 с клиньями 14 взаимодействует с заходной частью 11 основания 3, при этом лыски 8 входят в паз 4. Таким образом исключается вероятность возникновения ударных нагрузок, повышается быстродействие раскрытия аэродинамических рулей и надежность функционирования блока системы управления.

В частных случаях исполнения выполненные на заходной части 10 каждого шлица 7 вала 6 клинья 14, размер А от клиньев 14 на шлицах 7 до торца вала 6 составляющий 1,05-1,2 размера Б от торца паза 4 до заходной части 11 основания 3, обеспечивают повышение надежности функционирования механизма раскрытия рулей.

Выполнение блока системы управления реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей, в соответствии с изобретением позволило обеспечить надежное функционирование блока системы управления реактивного снаряда и исключить возникновение ударных нагрузок в процессе раскрытия аэродинамических рулей при воздействии аэродинамических нагрузок.

В соответствии с изобретением разработана конструкторская документация, проведены испытания, намечено серийное производство.

Изобретение относится к системам управления реактивных снарядов систем залпового огня. Блок системы управления реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей, содержит корпус и смонтированные на нем раскрывающиеся в полете аэродинамические рули. Рули состоят из основания с пазом и поворотной консоли. Поворотная консоль и основание скреплены валом со шлицами. Вал снабжен двумя параллельными лысками и установлен с возможностью проворота относительно оси раскладывания и продольного перемещения вдоль нее под действием пружины сжатия-кручения. На шлицах вала и ответной части основания выполнены конусообразные заходные части, конгруэнтные друг другу, с углом конусности 30-60°. На лысках со стороны торца вала выполнены скосы под углом 15-60° от продольной оси. Достигается надежное функционирование блока системы управления реактивного снаряда и исключение возникновения ударных нагрузок в процессе раскрытия аэродинамических рулей при воздействии аэродинамических нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Блок системы управления реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей, содержащий корпус и смонтированные на нем раскрывающиеся в полете аэродинамические рули, состоящие из основания с пазом и поворотной консоли, скрепленных валом со шлицами, снабженным двумя параллельными лысками и установленным с возможностью проворота относительно оси раскладывания и продольного перемещения вдоль нее под действием пружины сжатия-кручения, отличающийся тем, что на шлицах вала и ответной части основания выполнены конусообразные заходные части, конгруэнтные друг другу, с углом конусности 30-60°, кроме того, на лысках со стороны торца вала выполнены скосы под углом 15-60° от продольной оси.

2. Блок системы управления реактивного снаряда по п. 1, отличающийся тем, что на заходной части каждого шлица вала выполнен клин.

3. Блок системы управления реактивного снаряда по п. 1, отличающийся тем, что размер от клиньев на шлицах до торца вала составляет 1,05-1,2 размера от торца паза до заходной части основания.