Головка самонаведения зенитной управляемой ракеты Российский патент 2024 года по МПК F42B15/01 F41G7/22 

Изобретение относится к головкам самонаведения зенитных управляемых ракет переносных зенитных ракетных комплексов с оптической системой самонаведения.

Известен реактивный снаряд, содержащий корпус с взрывчатым веществом, взрыватель, предохранительно-взводящий механизм, соединенный с оптическим датчиком цели, включающим два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, характеризующийся тем, что источник оптического излучения и фотоприемник, образующие приемоизлучающий канал, расположены параллельно друг к другу, а их оптические оси лежат в одной плоскости, проходящей через ось вращения реактивного снаряда, при этом приемоизлучающие каналы размещены по кругу относительно продольной оси снаряда через равные угловые промежутки в радиальном направлении, а их оптические оси направлены к продольной оси снаряда под углом, меньшим 90° [1].

В известном реактивном снаряде импульсный источник оптического излучения излучает световые импульсы наружу корпуса взрывателя в сторону возможной цели. При наличии цели излучение отражается от ее поверхности и регистрируется фотоприемником. Фотоприемник передает сигнал в электронный блок, который отсчитывает время прохождения светового импульса от снаряда до цели и обратно, и определяет расстояние до цели. В том случае, когда расстояние до цели находится в заранее заданном диапазоне, электронный блок выдает сигнал на подрыв снаряда.

Недостатком этого реактивного снаряда является отсутствие в снаряде оптической системы самонаведения. Это значительно снижает вероятность поражения цели снарядом при нахождении цели на большом расстоянии от места пуска снаряда.

Известна головка самонаведения 9Э418 зенитной управляемой ракеты 9М313, вращающейся по углу крена, содержащая корпус, и расположенную в корпусе оптическую систему, оптическая ось которой совпадает с осью вращения головки самонаведения, при этом корпус имеет цилиндрическую часть, и обтекатель, ось симметрии которого совпадает с осью вращения головки самонаведения [2], [3] - прототип.

Обтекатель этой головки самонаведения установлен в передней части головки самонаведения и выполнен в виде полусферы, сделанной из оптически прозрачного термостойкого стекла. Перед этим обтекателем на трех стержнях, прикрепленных к цилиндрической части корпуса установлен конусный наконечник, ось вращения которого совпадает с осью вращения головки самонаведения.

Недостатком известной головки самонаведения является то, что все элементы оптической системы, закреплены на роторе гироскопа. Наличие гироскопа и привода его вращения, а также оптической системы, содержащей отклоняемое главное зеркало, вторичное зеркало, бленду, корректирующую и иммерсионную линзы, анализатор изображения и приемник лучистой энергии, существенно усложняет конструкцию головки самонаведения и снижает надежность ее работы.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - упрощение конструкции головки самонаведения и повышение надежности ее работы.

Для решения этой задачи головка самонаведения зенитной управляемой ракеты, вращающейся по углу крена, содержащая корпус, и расположенную в корпусе оптическую систему, оптическая ось которой совпадает с осью вращения головки самонаведения, при этом корпус имеет цилиндрическую часть и обтекатель, ось симметрии которого совпадает с осью вращения головки самонаведения, согласно изобретения, обтекатель выполнен в виде правильной пирамиды, боковые грани которой у основания пирамиды переходят в поверхности цилиндрической формы, соединенные с цилиндрической частью корпуса, при этом участки боковых граней пирамиды, примыкающие к ее вершине, выполнены оптически прозрачными, а участки боковых граней пирамиды, примыкающие к цилиндрической части корпуса, выполнены оптически непрозрачными, оптическая система неподвижно закреплена в корпусе головки самонаведения и содержит двумерную фотоприемную матрицу и линзу, установленную соосно с осью вращения головки самонаведения и проецирующую на двумерную фотоприемную матрицу изображение, попадающее на линзу из зоны обзора оптической системы через оптически прозрачные участки боковых граней пирамиды.

Для уменьшения количества света, попадающего на линзу и двумерную фотоприемную матрицу извне зоны обзора оптической системы головки самонаведения, на всей длине оптически прозрачных участков боковых граней пирамиды выполнены боковые рёбра пирамиды, к которым прикреплены оптически прозрачные термостойкие стекла с просветляющим оптическим покрытием с обеих сторон стекол, а внутри пирамиды на всей длине оптически прозрачных участков боковых граней пирамиды установлены тонкие непрозрачные пластины в виде прямоугольных треугольников, соединенных между собой катетами, параллельными оси вращения головки самонаведения, а гипотенузами соединенных с боковыми рёбрами пирамиды.

С целью обеспечения подрыва боезаряда ракеты при пролете ракеты мимо цели на определенном расстоянии, в оптически непрозрачных участках по меньшей мере, двух боковых граней пирамиды корпуса выполнено по два окна, закрытых оптически прозрачными термостойкими стеклами с просветляющим оптическим покрытием с обеих сторон стекол, а внутри корпуса головки самонаведения за этими стеклами установлены импульсные источники оптического излучения и фотоприемники, оси которых перпендикулярны плоскости боковой грани пирамиды и расположены в одной плоскости, проходящей через ось вращения головки самонаведения, при этом импульсные источники оптического излучения расположены ближе, а фотоприемники - дальше от вершины пирамиды корпуса.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, - снижение веса головки самонаведения за счет отсутствия в ней гироскопа, привода вращения гироскопа, а также сложной оптической системы с механизмом качания ее главного зеркала.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена головка самонаведения ракеты, общий вид; на фиг. 2 - продольный разрез головки самонаведения; на фиг. 3 - поперечное сечение оптически прозрачного участка пирамиды корпуса.

Головка самонаведения зенитной управляемой ракеты, вращающейся по углу крена, содержит корпус, и расположенную в корпусе оптическую систему, оптическая ось которой совпадает с осью вращения головки самонаведения. При этом корпус имеет цилиндрическую часть 1 и обтекатель, выполненный в виде правильной пирамиды 2.

Оптически прозрачные участки боковых граней пирамиды 2, примыкающие к ее вершине 3, выполнены из боковых ребер 4, к которым прикреплены оптически прозрачные термостойкие стекла 5 с просветляющим оптическим покрытием с обеих сторон стекол.

Участки боковых граней пирамиды 2, расположенные ближе к цилиндрической части 1 корпуса, выполнены оптически непрозрачными. У основания пирамиды эти боковые грани переходят в поверхности цилиндрической формы, соединенные с цилиндрической частью 1 корпуса. В оптически непрозрачной зоне каждой из боковых граней пирамиды выполнено по два окна, закрытых оптически прозрачными термостойкими стеклами 6 и 7 с просветляющим оптическим покрытием с обеих сторон стекол. За этими стеклами установлены импульсные источники оптического излучения 8 и фотоприемники 9, оси 10, 11 которых перпендикулярны плоскости боковой грани пирамиды и расположены в одной плоскости, проходящей через ось вращения 12 головки самонаведения. При этом импульсные источники оптического излучения 8 расположены ближе, а фотоприемники 9 - дальше от вершины 3 пирамиды корпуса.

Оптическая система неподвижно закреплена в корпусе головки самонаведения и содержит линзу 13, установленную соосно с осью вращения 12 головки самонаведения и проецирующую изображение из зоны обзора оптической системы непосредственно на двумерную фотоприемную матрицу 14, также установленную по оси вращения 12 головки самонаведения.

Пирамида может иметь любое количество боковых граней, в описываемом варианте их шесть.

Внутри головки самонаведения по всей длине оптически прозрачных участков боковых граней пирамиды установлены тонкие непрозрачные пластины 15 в виде прямоугольных треугольников, соединенных между собой своими длинными катетами, параллельными оси вращения 12 головки самонаведения, а гипотенузами соединенных с боковыми ребрами 4 пирамиды. Эти пластины препятствуют попаданию на линзу 13 и, соответственно, на фотоприемную матрицу 14 света, получаемого извне зоны обзора оптической системы головки самонаведения.

Работает головка самонаведения следующим образом. После пуска зенитной ракеты из пусковой установки на определенной дистанции до цели происходит переключение режима управления ракетой с дистанционного управления на самонаведение ракеты. Включается оптическая система головки самонаведения, расположенной в носовой части ракеты.

Изображение из зоны обзора оптической системы головки самонаведения в видимом диапазоне длин волн через стекла 5 попадает на линзу 13, которая проецирует это изображение на двумерную фотоприемную матрицу 14. С фотоприемной матрицы 14 информация поступает на платы 16, 17 блока управления. Блок управления распознает цель, определяет ее координаты и выдает соответствующие команды на рули ракеты для направления ракеты на цель.

Для определения момента подрыва боевой части ракеты используются неконтактные датчики цели, расположенные за стеклами 6, 7 непрозрачных участков боковых граней пирамиды корпуса. Каждый из таких датчиков содержит импульсный источник оптического излучения 8 и фотоприемник 9. Импульсный источник 8 излучает импульсы оптического диапазона в направлении на цель. Отразившийся от цели импульс попадает в фотоприемник 9. Сигнал с фотоприемника 9 поступает в блок управления, который вычисляет интервал времени между излученным и принятым импульсами. По величине этого интервала времени блок управления определяет расстояние до цели. В том случае, когда цель находится на нужном расстоянии, блок управления с заранее заданной временной задержкой выдает команду на подрыв боевой части ракеты.

Источники информации

[1] Патент РФ № 2503921 Реактивный снаряд. Опубл. 10.01.2014.

[2] Устройство и эксплуатация боевых средств переносных зенитных ракетных комплексов "Игла" и "Игла-1" // Учебник, Минск, 2005. Рис. 2.7.

https://readli.net/ustroystvo-i-ekspluatatsiya-boevyih-sredstv-perenosnyih-zenitnyih-raketnyih-kompleksov-igla-i-igla-1/

[3] Переносной ЗРК 9К310 «Игла-1». http://war-arms.infb/raketnoe-oruzhie/zenitnie-raketnie-kompleksi/sssr-rf/perenosnoy-zrk-9k310-igla-1.htm1#описание

Головка самонаведения зенитной управляемой ракеты (ГСН), вращающейся по углу крена, содержит корпус и расположенную в нем оптическую систему, оптическая ось которой совпадает с осью вращения головки самонаведения. Корпус содержит цилиндрическую часть и обтекатель, выполненный в виде правильной пирамиды и имеющий оптически прозрачные и оптически непрозрачные участки боковых граней, а также его ось симметрии совпадает с осью вращения ГСН. Оптическая система неподвижно закреплена в корпусе ГСН и содержит линзу, установленную соосно с осью вращения головки самонаведения и проецирующую изображение из зоны обзора оптической системы непосредственно на двумерную фотоприемную матрицу, также установленную по оси вращения головки самонаведения. Обеспечивается упрощение и снижение веса конструкции ГСН. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Головка самонаведения зенитной управляемой ракеты, вращающейся по углу крена, содержащая корпус и расположенную в корпусе оптическую систему, оптическая ось которой совпадает с осью вращения головки самонаведения, при этом корпус имеет цилиндрическую часть и обтекатель, ось симметрии которого совпадает с осью вращения головки самонаведения, отличающаяся тем, что обтекатель выполнен в виде правильной пирамиды, боковые грани которой у основания пирамиды переходят в поверхности цилиндрической формы, соединенные с цилиндрической частью корпуса, при этом участки боковых граней пирамиды, примыкающие к ее вершине, выполнены оптически прозрачными, а участки боковых граней пирамиды, примыкающие к цилиндрической части корпуса, выполнены оптически непрозрачными, оптическая система неподвижно закреплена в корпусе головки самонаведения и содержит двумерную фотоприемную матрицу и линзу, установленную соосно с осью вращения головки самонаведения и проецирующую на двумерную фотоприемную матрицу изображение, попадающее на линзу из зоны обзора оптической системы через оптически прозрачные участки боковых граней пирамиды.

2. Головка самонаведения по п. 1, отличающаяся тем, что на всей длине оптически прозрачных участков боковых граней пирамиды выполнены боковые ребра пирамиды, к которым прикреплены оптически прозрачные термостойкие стекла с просветляющим оптическим покрытием с обеих сторон стекол.

3. Головка самонаведения по п. 1, отличающаяся тем, что внутри пирамиды на всей длине оптически прозрачных участков боковых граней пирамиды установлены тонкие непрозрачные пластины в виде прямоугольных треугольников, соединенных между собой катетами, параллельными оси вращения головки самонаведения, а гипотенузами соединенных с боковыми ребрами пирамиды.

4. Головка самонаведения по п. 1, отличающаяся тем, что пирамида имеет шесть боковых ребер и шесть боковых граней.

5. Головка самонаведения по п. 1, отличающаяся тем, что в оптически непрозрачных участках по меньшей мере двух боковых граней пирамиды корпуса выполнено по два окна, закрытых оптически прозрачными термостойкими стеклами с просветляющим оптическим покрытием с обеих сторон стекол, а внутри корпуса головки самонаведения за этими стеклами установлены импульсные источники оптического излучения и фотоприемники, оси которых перпендикулярны плоскости боковой грани пирамиды и расположены в одной плоскости, проходящей через ось вращения головки самонаведения.