Система сброса теплозащитного кожуха радиопрозрачного обтекателя летательного аппарата Российский патент 2025 года по МПК B64C1/12 B64C7/00 

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к тепловой защите радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов (ЛА).

В настоящее время актуальными являются разработка и создание высокоскоростных ЛА с радиолокационной системой самонаведения на конечном участке полета. Радиопрозрачный обтекатель, защищающий антенну головки самонаведения от аэродинамического напора воздуха и нагрева, является наиболее ответственным элементом головной части современного ЛА и определяет аэродинамические характеристики и точность наведения на цель.

Существующие на данный момент радиопрозрачные материалы не выдерживают длительные тепловые потоки, возникающие при высоких скоростях полета, так как начинает интенсивно протекать процесс тепловой эрозии радиопрозрачного материала, вследствие чего изменяются его радиотехнические и теплопрочностные свойства. Это приводит к снижению прочности и к искажению электромагнитного поля, проходящего через радиопрозрачный обтекатель, следовательно, к нестабильной работе системы «обтекатель-антенна».

Близким к заявляемому решению по конструкции является сбрасываемый головной обтекатель ЛА [1.], выполненный в виде тела вращения обтекаемой формы, заостренного спереди и имеющего открытый торец сзади. Обтекатель состоит из створок, аэродинамического наконечника и разрезной тарели. Аэродинамический наконечник соединяет створки, а также снабжен системой отделения, содержащей пиропатрон. Тарель выполнена из частей, количество которых совпадает с количеством створок обтекателя. Каждая тарель соединена с одной из створок. Створки снабжены средствами обеспечения герметичности и соединены с ЛА с помощью шарнирных механизмов. Шарнирные механизмы расположены в задней части каждой створки и выполнены с возможностью отделения створок от ЛА. Сброс головного обтекателя на конечном участке полета приводит к увеличению лобового сопротивления ЛА.

Цель предлагаемого изобретения - надежный сброс теплозащитного кожуха радиопрозрачного обтекателя ЛА в заданный момент времени.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами (фиг. 1-4), где:

1, 2- конические полуобечайки;

3 - разрывные винты;

4 - газовый коллектор;

5 - фиксаторы;

6 - поршни;

7 - аэродинамический наконечник ЛА;

8 - срезные винты;

9 - гайки;

10 - поршень с отверстиями Г;

11 - корпус пневмотолкателя;

12 - крышка с буртиком и трубкой подвода газа;

13 - гайка;

14 - радиопрозрачный обтекатель ЛА;

15 - трубопровод.

Система сброса теплозащитного кожуха радиопрозрачного обтекателя ЛА состоит из пневмотолкателя, трубопровода 15, фиксаторов 5, разрывных винтов 3, срезных винтов 8, гаек 9 и 13.

На фиг. 1 представлен теплозащитный кожух, выполненный в виде конических полу обечаек 1 и 2. Наружная поверхность полу обечаек 1 и 2 повторяет теоретический контур ЛА.

На фиг. 2 представлены зона крепления теплозащитного кожуха на радиопрозрачном обтекателе 14 ЛА разрывными винтами 3 с помощью фиксаторов 5 и зона крепления теплозащитного кожуха на пневмотолкатель в зоне аэродинамического наконечника 7 ЛА.

На фиг. 3 и 4 показана система сброса теплозащитного кожуха в процессе работы.

Крепление теплозащитного кожуха на радиопрозрачном обтекателе 14 ЛА осуществляется разрывными винтами 3 с помощью фиксаторов 5. Фиксаторы 5, содержащие поршни 6, соединены в общий газовый коллектор 4, а коллектор 4 соединен с пороховым газогенератором (в данной заявке не рассматривается). Пневмотолкатель состоит из поршня 10 с отверстиями Г, неразрывно соединенного с аэродинамическим наконечником 7, корпуса 11, крышки 12 с буртиком и трубкой подвода газа. Пневмотолкатель закреплен в радиопрозрачном обтекателе 14 с помощью гайки 13. В поршне 10 выполнены отверстия под винты 8, которые с помощью гаек 9 крепят полуобечайки 1, 2 между собой. Между аэродинамическим наконечником 7 и полуобечайками 1, 2 имеется зазор В для обеспечения среза винтов 8 при срабатывании системы.

Система работает следующим образом. Источником энергии для срабатывания системы являются пороховые газы двух газогенераторов. По команде от системы управления на сброс кожуха подается необходимое напряжение на пиропатрон первого газогенератора, и пороховые газы напрямую попадают в газовый коллектор 4, а далее - в фиксаторы 5 и воздействуют своим давлением на поршни 6, что приводит к разрыву винтов 3 в наименьшем сечении ∅d. После срабатывания фиксаторов 5 разрушается жесткая связь между полуобечайками 1, 2 теплозащитного кожуха и радиопрозрачным обтекателем 14 ЛА.

Далее подается команда от системы управления на срабатывание второго газогенератора, и пороховые газы через трубопровод 15 и отверстия Г в поршне 10 попадают в газовую полость пневмотолкателя. Пороховые газы воздействуют своим давлением на поршень 10 и благодаря зазору В между аэродинамическим наконечником 7 и полуобечайками 1, 2 происходит срез винтов 8: поршень 10 смещается на величину зазора В и срезает винты 8. После среза винтов 8 разрушается жесткая связь между полу обечайками 1, 2. Между аэродинамическим наконечником 7 и полуобечайками 1, 2 возникают расталкивающие силы F (фиг. 3). Расталкивающие силы отделяют полуобечайки 1, 2 от обтекателя 14. Отделившийся теплозащитный кожух сносится набегающим потоком, а поршень 10 смещается в крайнее правое положение в корпусе 11 и фиксируется в данном положении благодаря остаточной деформации буртика крышки 12 (фиг. 4). В результате аэродинамический наконечник 7 занимает новое положение для обеспечения необходимой обтекаемости изделия без теплозащиты. После сброса теплозащитного кожуха обтекатель ЛА имеет занижение от теоретического контура на толщину теплозащитного кожуха, что является допустимым, т.к. сброс теплозащитного кожуха происходит на конечном участке полета, меньшим по сравнению с основным участком полета.

Конические полуобечайки, защищающие радиопрозрачный обтекатель, выполнены из материала, стойкого к воздействию высокотемпературной окислительной среды и обеспечивающего сохранность геометрических размеров полуобечаек.

Технический результат изобретения - надежный сброс теплозащитного кожуха радиопрозрачного обтекателя ЛА в заданный момент времени. Достижение технического результата осуществляется за счет конструктивных особенностей заявляемой системы.

Предлагаемая система может быть выполнена с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства и соответствуют критерию «промышленная применимость».

Источники, принятые во внимание

1. Пат. 2492413 RU, МПК (2006.01) F42B 10/46, F42B 15/36. Сбрасываемый головной обтекатель летательного аппарата (варианты) / Васильев Н.А. и др. - Заявл. 05.03.2012; опубл. 10.09.2013, Бюл. №10.

2. Заявка 20060169841 US, МПК (2006.01) F41G 7/00. Guided missile having a jettisoned protective cap / Dulat В. и др. - Заявл. 05.08.2003; опубл. 03.08.2006.

3. Пат. 2354756 ЕР, МПК F42B 10/46, F42B 15/36. Missile head and method for separating a cowling from the body of a missile / Gerd F.P. и др. -Заявл. 27.01.2011; опубл. 10.08.2011.

4. Пат. 1685362 ЕР, МПК F42B 10/00 и др. Missile with multiple nosecones / Facciano A.B. и др. - Заявл. 19.10.2004; опубл. 02.08.2006.

5. Пат. 2231486 RU, МПК (2000.01) F64G 1/64, F42B 15/36. Устройство разделения головного обтекателя ракеты-носителя / Жданов О.Н., Хлопков Б.Н. - Заявл. 23.08.2002; опубл. 27.06.2004, Бюл. №18.

6. Ромашкин А.Г., Гайдачук В.Е., Карпов Я.С., Русин М.Ю. Радиопрозрачные обтекатели летательных аппаратов. Проектирование, конструкционные материалы, технология производства, испытания / А.Г. Ромашкин. - Харьков: Издательство «ХАИ», 2003. - 239 с.

7. Меньшаков Ю.К. Гиперзвуковые летательные аппараты и воздушно-космические системы / Ю.К. Меньшаков. - М.: Спутник+, 2018. - 189 с.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к тепловой защите радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов (ЛА). Система сброса теплозащитного кожуха радиопрозрачного обтекателя ЛА состоит из пневмотолкателя, трубопровода, фиксаторов, разрывных винтов, срезных винтов, гаек. Крепление теплозащитного кожуха на радиопрозрачном обтекателе ЛА осуществляется разрывными винтами с помощью фиксаторов. Фиксаторы, содержащие поршни, соединены в общий газовый коллектор, а коллектор соединен с пороховым газогенератором. Пневмотолкатель состоит из поршня с отверстиями, неразрывно соединенного с аэродинамическим наконечником, корпуса, крышки с буртиком и трубкой подвода газа. Пневмотолкатель закреплен в радиопрозрачном обтекателе с помощью гайки. В поршне выполнены отверстия под винты, которые с помощью гаек крепят полуобечайки между собой. Между аэродинамическим наконечником и полуобечайками имеется зазор для обеспечения среза винтов при срабатывании системы. Технический результат изобретения - надежный сброс теплозащитного кожуха радиопрозрачного обтекателя ЛА в заданный момент времени. 4 ил.

Система сброса теплозащитного кожуха радиопрозрачного обтекателя летательного аппарата (ЛА), характеризующаяся тем, что состоит из пневмотолкателя, трубопровода (15), фиксаторов (5), содержащих поршни (6) и соединенных в общий газовый коллектор (4), разрывных винтов (3), срезных винтов (8), гаек (9) и (13); при этом пневмотолкатель состоит из поршня (10) с отверстиями под срезные винты (8) и с отверстиями (Г), корпуса (11), крышки (12) с буртиком и трубкой подвода газа и закреплен в радиопрозрачном обтекателе (14) ЛА с помощью гайки (13), а поршень (10) неразрывно соединен с аэродинамическим наконечником (7) ЛА; полуобечайки (1, 2) теплозащитного кожуха с помощью фиксаторов (5) закреплены разрывными винтами (3) на радиопрозрачном обтекателе (14) ЛА, а между собой соединены срезными винтами (8) с помощью гаек (9).