Корпус кассетной боевой части вращающего реактивного снаряда Российский патент 2023 года по МПК F42B12/58 

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам (PC) с кассетной боевой частью (КБЧ).

Объект изобретения представляет собой корпус КБЧ вращающегося PC с повышенной надежностью функционирования и улучшенными аэробаллистическими характеристиками.

Надежность функционирования PC с КБЧ и обеспечение требуемых аэробаллистических характеристик его составных частей на различных этапах функционирования немалой степени зависит от конструкции составных частей корпуса КБЧ, обеспечивающих доставку БЭ к цели, надежный выброс контейнера и отделение от него кассет с БЭ, дальнейшее движение кассет и БЭ с требуемыми характеристиками рассеивания.

Известен корпус КБЧ PC по патенту РФ №2156428 от 20.09.2000 г. Корпус содержит тонкостенную оболочку, кассеты, контейнер в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, переднюю и заднюю крышки. Задняя крышка выполнена подвижной в осевом направлении с отверстиями, через которые проходят элементы фиксации контейнера в оболочке. В корпусе КБЧ на наружной оболочке выполнены как минимум три пояса жесткости, а на центральной штанге и дисках закреплены продольные ребра, контактирующие своими наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки.

Данное техническое решение позволяет обеспечить жесткость и прочность корпуса, сохранение кассет от повреждения в различных условиях эксплуатации, обеспечить радиальный разброс кассет с БЭ, использовать его в крупногабаритных КБЧ.

Однако данное техническое решение не позволяет использовать его для доставки к цели БЭ с газодинамическим взведением взрывателей в рабочее положение перед выбросом их из корпуса.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией корпуса КБЧ вращающегося PC является наличие оболочки, кассет, контейнера, выполненного в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, между которыми на наружной поверхности центральной штанги жестко закреплены продольные ребра, контактирующие своими наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки.

В качестве прототипа принят корпус КБЧ вращающегося PC твердого топлива по патенту РФ №2328696 по кл. МПК F42B 12/58, опубл. 10.07.2008 г. Корпус содержит оболочку, цилиндрические кассеты, контейнер в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, между которыми на наружной поверхности центральной штанги закреплены продольные ребра, контактирующие своими наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки.

В центральной зоне ребер и в местах их соединения со штангой выполнены перфорирующие окна, соединяющие внутренние радиальные полости между собой. В материалах патента №2328696 приведены соотношения между площадью окон и продольных ребер для распространения газа во всем внутреннем объеме корпуса.

Задачей известного технического решения являлась разработка конструкции корпуса КБЧ PC, обеспечивающего условия для газодинамического взведения взрывателей БЭ во всех внутренних полостях корпуса, оптимизирование их рассеивания над целью.

Наличие продольных ребер позволяет обеспечить повышение жесткости конструкции и решение поставленной задачи. Такое конструктивное решение применимо для корпусов крупногабаритных КБЧ большого калибра и удлинения.

Однако, в ряде случаев при разделении PC в процессе выдвижения контейнера из оболочки, происходит за счет центробежных сил преждевременный выход передних частей цилиндрических кассет большого удлинения в набегающий поток, в то время как средние и задние их части еще находятся в оболочке. Под действием аэродинамических и центробежных сил происходит изгиб цилиндрических кассет, что сказывается на надежности выброса из них БЭ, ухудшаются аэробаллистические характеристики составных частей КБЧ и PC в целом, снижается эффективность действия.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией корпуса КБЧ вращающегося реактивного снаряда является наличие оболочки, цилиндрических кассет, контейнера, выполненного в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, между которыми на наружной поверхности центральной штанги жестко закреплены продольные ребра, контактирующие своими наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки.

В отличие от прототипа в предлагаемом корпусе кассетной боевой части вращающегося реактивного снаряда передний диск со стороны, обращенной в сторону кассет, снабжен расширяющейся наружу кольцевой проточкой, в проточке размещены передние части цилиндрических кассет, наружные поверхности которых выполнены ступенчатой формы, при этом толщина стенок передних частей кассет на участке 0,08…0,20 общей их длины равна 1,2…3,0 толщины стенок в середине кассет, центральная штанга выполнена в виде трубы с наружным диаметром, равным 0,25…0,35 внутреннего диаметра оболочки корпуса кассетной боевой части, а внутренний ее диаметр составляет 0,75…0,90 наружного диаметра штанги.

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 защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предполагаемого изобретения является создание корпуса для КБЧ вращающегося PC, обеспечивающего повышение надежности ее функционирования в процессе выдвижения контейнера с цилиндрическими кассетами из оболочки, исключения возможности преждевременного выхода кассет из контейнера и изгиба цилиндрических кассет с БЭ, заклинивания БЭ в процессе дальнейшего их выброса, повышение в связи этим эффективности КБЧ, получение требуемого рассеивания БЭ на местности в районе цели.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе кассетной боевой части вращающегося реактивного снаряда, содержащем оболочку, цилиндрические кассеты и контейнер, выполненный в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, между которыми на наружной поверхности центральной штанги жестко закреплены продольные ребра, контактирующие с внутренней поверхностью оболочки, согласно изобретению, передний диск со стороны, обращенной в сторону кассет, снабжен расширяющейся наружу кольцевой проточкой, в проточке размещены передние части цилиндрических кассет, наружные поверхности которых выполнены ступенчатой формы, при этом толщина стенок передних частей кассет на участке 0,08…0,20 общей их длины равна 1,2…3,0 толщины стенок в середине кассет, центральная штанга выполнена в виде трубы с наружным диаметром, равным 0,25…0,35 внутреннего диаметра оболочки корпуса кассетной боевой части, а внутренний ее диаметр составляет 0,75…0,90 наружного диаметра штанги.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами заявляемого корпуса КБЧ вращающегося PC позволили, в частности, за счет выполнения:

- переднего диска со стороны, обращенной в сторону кассет, с расширяющейся наружу кольцевой проточкой, в которой размещены передние части цилиндрических кассет - исключить преждевременный выход передних частей цилиндрических кассет из контейнера в процессе выдвижения его из оболочки и изгиб кассет, исключить заклинивание в них БЭ, в результате чего повышается надежность их выброса и надежность функционирования КБЧ в целом;

- наружных поверхностей цилиндрических кассет ступенчатой формы, при этом толщина стенок передних частей кассет на участке 0,08…0,20 общей их длины равна 1,2…3,0 толщины стенок в середине кассет - обеспечить требуемые аэробаллистические характеристики цилиндрической кассеты после выброса из контейнера, за счет смещения ее координаты центра масс к передней части и обеспечения полета в диапазоне углов атаки, максимальная величина которого ограничена балансировочным углом менее 90°, обеспечить необходимые условия для ввода БЭ в набегающий воздушный поток. Выполнение большей толщины передней части кассеты на длине менее 0,08 ее длины, а также с отношением толщин менее 1,2 не обеспечивает получение требуемых аэробаллистических характеристик кассеты и необходимых условий ввода БЭ в поток. Практически тот же результат происходит при выполнении большей толщины передней части кассеты на длине свыше 0,20 длины кассеты. Увеличение соотношения толщин кассеты свыше 3,0 нецелесообразно, так как при обеспечении необходимой жесткости и прочности происходит увеличение габаритов и веса кассеты в целом, увеличивается масса КБЧ и уменьшается дальность стрельбы PC;

- центральной штанги в виде трубы с наружным диаметром, равным 0,25…0,35 внутреннего диаметра оболочки корпуса КБЧ - обеспечить оптимальные габаритно-массовые характеристики контейнера, при расположении в нем цилиндрических кассет с БЭ, и требуемые характеристики эффективности КБЧ. Увеличение отношения диаметров свыше 0,35 приводит к уменьшению полезного объема корпуса и количеству размещаемых в нем БЭ, что снижает эффективность КБЧ. При отношении указанных диаметров менее 0,25 появляется излишний объем в корпусе, который не всегда реализуем для плотной укладки, учитывая оптимальный калибр БЭ для КБЧ подобных конструкций, что приводит к уменьшению эффективности КБЧ. Кроме того, при уменьшении отношения указанных диаметров снижается жесткость центральной штанги контейнера;

- внутреннего диаметра штанги, равного 0,75…0,90 наружного ее диаметра - обеспечить достаточную жесткость контейнера и корпуса КБЧ в целом, гарантирующую целостность кассет с БЭ в различных условиях эксплуатации и в полете. Увеличение внутреннего диаметра штанги свыше 0,90 наружного диаметра приводит к снижению ее жесткости и прочности. При внутреннем диаметре штанги менее 0,75 наружного диаметра происходит увеличение ее веса и контейнера в целом.

Сущность изобретения поясняется чертежом фиг. 1, где представлен общий вид корпуса КБЧ вращающегося PC, фиг. 2 - поперечный разрез корпуса.

Корпус КБЧ состоит из оболочки 1, контейнера 2, выполненного в виде катушки, состоящей из центральной штанги 3, переднего 4 и заднего 5 дисков, между которыми на наружной поверхности штанги 3 жестко закреплены продольные ребра 6 цилиндрических кассет 7. Ребра 6 контактируют наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки 1.

Передний диск 4 со стороны, обращенной в сторону кассет 7, снабжен кольцевой проточкой 8. Внутри проточки 8 установлены передние части кассет 7. Наружные поверхности кассет 7 выполнены ступенчатой формы, при этом на длине L₁=(0,08…0,20) L₂ толщина передней части кассет выполнена равной t₁=(1,2…3,0) 12, где L₂ - общая длина кассеты, t₂ - толщина стенки в средней части кассеты.

Центральная штанга 3 выполнена в виде трубы с наружным диаметром D₂=(0,25…0,35) D₃, а внутренний диаметр штанги D₁=(0,75…0,90) D₂, где D₂ - наружный диаметр штанги, D₃ - внутренний диаметр оболочки 1.

Функционирование предлагаемого корпуса КБЧ вращающегося PC происходит следующим образом.

В заданной точке траектории полета PC подается сигнал на вышибной заряд, который создает давление в полости за задним диском 5 контейнера 2, и контейнер начинает движение вперед из оболочки 1. Продольные ребра 6, закрепленные на центральной штанге 3, обеспечивают жесткость конструкции, а также направленное движение контейнера 2 в оболочке 1.

Выбор геометрических параметров центральной штанги 3, во взаимосвязи с внутренним диаметром оболочки 1, в предложенных выше пределах, наряду с ребрами 6, обеспечивают достаточную жесткость конструкции корпуса КБЧ, оптимальные габаритно-массовые характеристики КБЧ, что приводит к повышению надежности ее функционирования и боевой эффективности.

За счет кольцевой проточки 8, выполненной в переднем диске 4, и расположения в ней передних частей кассет 7, исключается преждевременный выход кассет в набегающий воздушный поток из-за действующих на них центробежных сил в результате вращения PC, исключается их изгиб аэродинамическими силами и заклинивание БЭ, в результате чего повышается надежность функционирования КБЧ. В дальнейшем, после выхода заднего диска 5 из оболочки 1, происходит отделение цилиндрических кассет 7 и их автономное движение.

Выполнение кассет 7 ступенчатой формы с большей толщиной в передней части и указанными выше геометрическими параметрами, благодаря смещению тем самым координаты центра масс к передней части, обеспечиваются требуемые аэробаллистические характеристики, полет кассет происходит в диапазоне углов атаки, максимальная величина которого ограничена балансировочным углом менее 90°, обеспечиваются необходимые условия для ввода БЭ в набегающий воздушный поток и их надежного функционирования с меньшим воздействием аэродинамических нагрузок.

Таким образом, предложенная конструкция корпуса КБЧ вращающегося PC обеспечивает повышение надежности ее функционирования в процессе выдвижения контейнера с цилиндрическими кассетами из оболочки, исключает возможность изгиба цилиндрических кассет с БЭ под действием аэродинамических сил и заклинивание элементов, что повышает эффективность КБЧ, обеспечивает получение требуемого рассеивания БЭ на местности.

Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями образцов корпуса кассетной боевой части вращающегося реактивного снаряда, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением.

Изобретение относится к вооружению, а именно к корпусу кассетной боевой части вращающегося реактивного снаряда. Корпус кассетной боевой части вращающегося реактивного снаряда содержит оболочку, цилиндрические кассеты и контейнер, выполненный в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, между которыми на наружной поверхности центральной штанги жестко закреплены продольные ребра, контактирующие своими наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки. Передний диск со стороны, обращенной в сторону кассет, снабжен расширяющейся наружу кольцевой проточкой. В проточке размещены передние части цилиндрических кассет, наружные поверхности которых выполнены ступенчатой формы. Толщина стенок передних частей кассет на участке 0,08…0,20 общей их длины равна 1,2…3,0 толщины стенок в середине кассет. Центральная штанга выполнена в виде трубы с наружным диаметром, равным 0,25…0,35 внутреннего диаметра оболочки корпуса кассетной боевой части, а внутренний её диаметр составляет 0,75…0,90 наружного диаметра штанги. Технический результат заключается в повышении надежности функционирования боевой части за счет исключения возможности преждевременного выхода кассет из контейнера и их изгиба от аэродинамических сил, обеспечивая движение кассет с заданными аэробаллистическими характеристиками и требуемое рассеивание боевых элементов на местности в районе цели. 2 ил.

Корпус кассетной боевой части вращающегося реактивного снаряда, содержащий оболочку, цилиндрические кассеты и контейнер, выполненный в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, между которыми на наружной поверхности центральной штанги жестко закреплены продольные ребра, контактирующие своими наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки, отличающийся тем, что передний диск со стороны, обращенной в сторону кассет, снабжен расширяющейся наружу кольцевой проточкой, в проточке размещены передние части цилиндрических кассет, наружные поверхности которых выполнены ступенчатой формы, при этом толщина стенок передних частей кассет на участке 0,08…0,20 общей их длины равна 1,2…3,0 толщины стенок в середине кассет, центральная штанга выполнена в виде трубы с наружным диаметром, равным 0,25…0,35 внутреннего диаметра оболочки корпуса кассетной боевой части, а внутренний ее диаметр составляет 0,75…0,90 наружного диаметра штанги.