Реактивный снаряд с раскрывающимся тормозным устройством Российский патент 2024 года по МПК F42B15/00 F42B10/50 

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам (PC) различного назначения.

Объект изобретения представляет собой PC с расширенным диапазоном дальностей стрельбы за счет уменьшения минимальной дальности.

Стабилизация большинства PC осуществляется с помощью аэродинамических стабилизаторов. Так, известны PC М8, М13, обеспечивающие поражение крупноразмерных целей (см., например, Куров В.Д., Должанский Ю.М. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов. - М. Оборонгиз. 1961, с. 11), принятые за аналоги.

Они содержат головную часть, реактивный двигатель, аэродинамический стабилизатор, включающий прочноскрепленные с корпусом плоские лопасти, на боковой поверхности которых выполнены продольные выштамповки для повышения жесткости.

Задачей указанного технического решения являлось обеспечение устойчивого полета PC на небольшую дальность. Однако, наличие такого аэродинамического стабилизатора не позволяет разместить на пусковой установке большое количество PC, что снижает эффективность применения реактивной системы. Кроме того, в указанных PC не предусмотрено конструктивное решение, позволяющее уменьшить минимальную дальность и расширить тем самым диапазон дальностей стрельбы.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией PC с раскрывающимся тормозным устройством является наличие в составе приведенных аналогов головной части, реактивного двигателя, аэродинамического стабилизатора, включающего лопасти.

Известен корпус боевого элемента с раскрывающимся стабилизатором по патенту РФ №2593664 по кл. МПК F42B 15/00, опубл. 10.08.2016 г., бюллетень №22. Он содержит цилиндрическую наружную оболочку, раскрывающийся стабилизатор в виде щитков с дугообразными в поперечном направлении стабилизирующими поверхностями, закрепленными в корпусе на осях, перпендикулярных продольной оси корпуса элемента. Расстояние от передних кромок стабилизирующих поверхностей до задней части корпуса составляет 0,2…0,5 максимального диаметра корпуса, а длина поверхностей выполнена в пределах 1,0…1,5 максимального диаметра корпуса.

Указанный раскрывающийся стабилизатор расположен в задней части боевого элемента и, имея небольшие геометрические параметры и небольшой угол раскрытия щитков относительно их начального закрытого положения, служит в большей степени как аэродинамический стабилизатор, обеспечивая ему устойчивость. Указанный раскрывающийся стабилизатор обладает повышенным сопротивлением по сравнению с плоскими лопастями, позволяющим обеспечить торможение и вертикальный подход боевого элемента к грунту.

Опыт эксплуатации реактивных систем показал, что наиболее рациональным решением является размещение PC перед пуском и запуск их из трубчатых направляющих. Раскрывающиеся дугообразные лопасти стабилизатора PC находятся в сложенном положении перед пуском.

Указанному рациональному решению полностью соответствует PC системы залпового огня М-21 ОФ (см. Боевая машина БМ-21, принятый авторами за прототип. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Военное издательство МО СССР, 1977, с. 74-75). Он содержит головную часть, реактивный двигатель и аэродинамический стабилизатор с раскрывающимися дугообразными лопастями.

По сравнению с PC М8, М13 указанный М-21 ОФ обладает значительно улучшенными характеристиками, более широким диапазоном дальностей стрельбы за счет увеличения максимальной дальности. Существенное увеличение максимальной дальности достигнуто за счет применения более мощного реактивного двигателя. Получение минимальной дальности связано с рядом ограничений (минимально допустимый угол стрельбы пусковой установки, допустимый угол подхода к грунту или водной поверхности для обеспечения безрикошетного входа, наличие преград на пути полета и др.), поэтому без применения дополнительных тормозных устройств уменьшить ее величину невозможно.

В PC М-21 ОФ для получения требуемой минимальной дальности применяются устанавливаемые перед стрельбой тормозные кольца. Это увеличивает время подготовки, да и существенно увеличить сопротивление PC невозможно из-за ограничений геометрических параметров.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией PC с раскрывающимся тормозным устройством является наличие в составе прототипа (М-21 ОФ) головной части, реактивного двигателя, аэродинамического стабилизатора с раскрывающимися дугообразными лопастями, тормозного устройства.

В отличие от прототипа в предлагаемом реактивном снаряде:

1. Раскрывающееся тормозное устройство смонтировано в отсеке, расположенном между головной частью и реактивным двигателем, расстояние между серединой щитков в раскрытом их положении и положением центра масс реактивного снаряда после выгорания топлива реактивного двигателя, измеряемое вдоль продольной оси реактивного снаряда, не превышает 3-х калибров PC, а наветренные поверхности щитков тормозного устройства составляют с продольной осью реактивного снаряда угол в пределах 80°…135°.

2. В одном из вариантов исполнения PC с раскрывающимся тормозным устройством отличается тем, что вогнутые поверхности дугообразных щитков являются наветренными и ориентированы в раскрытом их положении к головной части PC.

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 предлагаемого изобретения является создание PC с раскрывающимся тормозным устройством с расширенным диапазоном дальностей стрельбы за счет уменьшения минимальной дальности.

Указанный технический результат достигается тем, что в реактивном снаряде с раскрывающимся тормозным устройством, содержащем головную часть, реактивный двигатель, аэродинамический стабилизатор с раскрывающимися дугообразными лопастями, раскрывающееся тормозное устройство, включающее в себя щитки с дугообразными в поперечном направлении поверхностями, согласно изобретению, раскрывающееся тормозное устройство смонтировано в отсеке, расположенном между головной частью и реактивным двигателем, расстояние между серединой щитков в раскрытом их положении и положением центра масс реактивного снаряда после выгорания топлива реактивного двигателя, измеряемое вдоль продольной оси реактивного снаряда, не превышает 3-х калибров реактивного снаряда, а наветренные поверхности щитков тормозного устройства составляют с продольной осью реактивного снаряда угол в пределах 80°…135°.

В одном из вариантов исполнения реактивный снаряд отличается тем, что вогнутые поверхности дугообразных щитков являются наветренными и ориентированы в раскрытом их положении к головной части реактивного снаряда.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами реактивного снаряда позволяют, в частности, за счет выполнения:

- раскрывающегося тормозного устройства в отсеке, расположенном между головной частью и реактивным двигателем - обеспечить компоновку тормозного устройства с оптимальными геометрическими параметрами щитков и угла их раскрытия;

- расстояния между серединой щитков в раскрытом их положении и положением центра масс PC после выгорания топлива реактивного двигателя, измеряемого вдоль продольной оси PC, не превышающего 3-х калибров PC, - обеспечить минимальное влияние дестабилизирующего момента тормозного устройства на аэродинамические характеристики PC. При указанном расстоянии свыше 3-х калибров возникает дестабилизирующий момент подъемной силы тормозных щитков относительно центра масс, влияющий на характеристики в канале тангажа и рыскания, уменьшается запас статической устойчивости ниже допустимого;

- угла наветренных поверхностей щитков тормозного устройства с продольной осью PC в пределах 80°…135° - обеспечить максимальные значения силы сопротивления щитков тормозного устройства при минимальных значениях нормальной силы, создающей дестабилизирующий момент относительно центра масс. При углах менее 80° и более 135° происходит уменьшение силы сопротивления щитков. Выполнение угла свыше 135° приводит к увеличению нормальной силы щитков и дестабилизирующего момента относительно центра масс;

- в одном из вариантов исполнения PC с раскрывающимся тормозным устройством вогнутых поверхностей дугообразных щитков наветренными и ориентированными в раскрытом положении к головной части PC. Это позволяет увеличить силу сопротивления щитков тормозного устройства, уменьшить требуемые геометрические параметры щитков.

Сущность изобретения поясняется чертежом фиг.1.

Реактивный снаряд состоит из головной части 1, раскрывающегося тормозного устройства 2, включающего в себя щитки 3 с дугообразными в поперечном направлении поверхностями Б, отсека 4 с раскрывающимся тормозным устройством 2, реактивного двигателя 5, аэродинамического стабилизатора 6 с раскрывающимися дугообразными лопастями 7.

Раскрывающееся тормозное устройство 2 смонтировано в отсеке 4, расположенном между головной частью 1 и реактивным двигателем 5. Расстояние L₂ между серединой С щитков 3 в раскрытом их положении и положением центра масс (ц.м.) PC после выгорания топлива реактивного двигателя 5, измеряемое вдоль продольной оси PC, не превышает 3-х калибров d реактивного снаряда, а наветренные поверхности Б щитков 3 тормозного устройства 2 составляют с продольной осью реактивного снаряда угол в пределах δ=80°…135°.

В одном из вариантов исполнения PC с раскрывающимся тормозным устройством вогнутые поверхности дугообразных щитков являются наветренными и ориентированы в раскрытом их положении к головной части, что позволяет увеличить сопротивление и уменьшить дальность стрельбы.

Предлагаемый реактивный снаряд работает следующим образом.

В момент старта PC запускается реактивный двигатель 5, а в момент выхода из направляющей пусковой установки раскрываются дугообразные лопасти 7 аэродинамического стабилизатора 6 в рабочее положение, обеспечивая ему устойчивый полет. В заданной точке траектории при стрельбе на минимальную дальность из отсека 4 раскрываются щитки 3 раскрывающегося тормозного устройства 2 и за счет увеличенного сопротивления уменьшается дальность стрельбы. В конечной точке у цели срабатывает головная часть 1. При стрельбе на максимальную дальность тормозное устройство не раскрывается. Таким образом расширяется диапазон дальностей стрельбы.

В настоящее время проведены расчетные исследования по обоснованию параметров PC с раскрывающимся тормозным устройством.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к реактивному снаряду с раскрывающимся тормозным устройством. Реактивный снаряд с раскрывающимся тормозным устройством содержит головную часть, реактивный двигатель, аэродинамический стабилизатор с раскрывающимися дугообразными лопастями, раскрывающееся тормозное устройство, включающее в себя щитки с дугообразными в поперечном направлении поверхностями. Раскрывающееся тормозное устройство смонтировано в отсеке, расположенном между головной частью и реактивным двигателем. Расстояние между серединой щитков в раскрытом их положении и положением центра масс реактивного снаряда после выгорания топлива реактивного двигателя, измеряемое вдоль продольной оси реактивного снаряда, не превышает 3-х калибров реактивного снаряда. Наветренные поверхности щитков тормозного устройства составляют с продольной осью реактивного снаряда угол в пределах 80°…135°. Технический результат заключается в создании реактивного снаряда с раскрывающимся тормозным устройством с расширенным диапазоном дальностей стрельбы за счет уменьшения минимальной дальности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Реактивный снаряд с раскрывающимся тормозным устройством, содержащий головную часть, реактивный двигатель, аэродинамический стабилизатор с раскрывающимися дугообразными лопастями, раскрывающееся тормозное устройство, включающее в себя щитки с дугообразными в поперечном направлении поверхностями, отличающийся тем, что раскрывающееся тормозное устройство смонтировано в отсеке, расположенном между головной частью и реактивным двигателем, расстояние между серединой щитков в раскрытом их положении и положением центра масс реактивного снаряда после выгорания топлива реактивного двигателя, измеряемое вдоль продольной оси реактивного снаряда, не превышает 3-х калибров реактивного снаряда, а наветренные поверхности щитков тормозного устройства составляют с продольной осью реактивного снаряда угол в пределах 80°…135°.

2. Реактивный снаряд с раскрывающимся тормозным устройством по п. 1, отличающийся тем, что вогнутые поверхности дугообразных щитков являются наветренными и ориентированы в раскрытом их положении к носовой части реактивного снаряда.