реактивный снаряд с отделяемой головной частью

Формула изобретения

Реактивный снаряд, содержащий реактивный двигатель, отделяемую головную часть, устройства разделения и увода, отличающийся тем, что устройство увода выполнено в виде двух оппозитно расположенных относительно продольной оси дисбалансных масс, одна из которых размещена в головной части, а другая - в двигателе, и односторонне смещенных в продольном направлении относительно центра масс соответственно головной части и двигателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам (ракетам).

Объект изобретения представляет собой реактивный снаряд с отделяемой головной частью и может найти применение в области ракетной техники.

В последнее время одним из основных путей повышения боевой эффективности стало использование разделяющихся на траектории реактивных снарядов (см., например, Гогин В., Федосеев А. Перспективы развития реактивных систем залпового огня. - "Зарубежное военное обозрение>, N1, 1995г. или Анисимов В. Боеприпасы с высокоточными боевыми элементами. -"Зарубежное военное обозрение", N11, 1994г.), обеспечивающие эффективное поражение живой силы, небронированной и бронированной техники. В этих реактивных снарядах, благодаря вертикализации траектории при подходе боевой части к цели, достигается многократное повышение боевой эффективности по сравнению с традиционными снарядами с баллистической траекторией.

Так, известны конструкции боеприпасов, защищенные патентами США N 3946672, N 3491689, N 3636877, принятые авторами как аналоги. Данные конструкции представляют собой реактивные снаряды, в состав которых входят реактивный двигатель, отделяемая головная часть и устройство разделения.

Задачей данного технического решения являлось повышение боевой эффективности за счет увеличения угла подхода к цели отделившейся боевой части без исключения возможности ее соударения с двигателем.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией реактивного снаряда является наличие в составе аналогов реактивного двигателя, отделяемой головной (боевой) части и устройства разделения.

Существенным недостатком данных конструкций является возможность соударения разделившихся реактивного двигателя и головной части. В результате такого соударения изменяется заданная траектория движения отделившейся головной части, или выводятся из строя ее элементы (система торможения и стабилизации, приборное оснащение).

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является реактивный снаряд (ракета) по патенту США N 3384016 (см. реферативный журнал "Вооружение", 1969, N 14, 14.74.37 П.), принятая авторами за прототип. Она включает в себя реактивный двигатель, отделяемую головную (боевую) часть и устройства разделения и увода двигателя с траектории отделившейся головной части.

В данной ракете в одной точке поверхности корпуса реактивного двигателя (асимметрично относительно оси) размещен кумулятивный заряд. При его подрыве в корпусе реактивного двигателя образуется отверстие и создается боковая сила, вектор которой пересекается с осевой линией корпуса в центре тяжести, благодаря чему реактивный двигатель смещается с траектории полета боевой части.

Недостатком данной конструкции является то, что она не может обеспечить надежного предотвращения соударения разделяемых отсеков на протяжении всего полета ракеты, в частности на пассивном участке траектории.

Задачей данного технического решения (прототипа) являлось предотвращение соударения отделившейся головной части и реактивного двигателя.

Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом с отделяемой головной частью является наличие в ракете - прототипе реактивного двигателя, отделяемой головной (боевой) части, устройств разделения и увода.

В отличие от прототипа, в предлагаемом реактивном снаряде устройство увода выполнено в виде двух оппозитно расположенных относительно продольной оси снаряда дисбалансных масс (то есть по разные стороны от оси, причем их центры масс находятся в одной плоскости, проходящей через продольную ось), одна из которых размещена в головной части, а другая - в двигателе, и смещенных относительно центров масс соответственно головной части и двигателя в продольном направлении в одну и ту же сторону.

Это позволяет сделать вывод о наличии причинно - следственной связи между совокупностью существующих 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 реактивного снаряда с отделяемой головной частью, обеспечивающего повышение надежности функционирования за счет исключения возможности соударения реактивного двигателя и головной (боевой) части после их разделения.

Указанный технический результат достигается тем, что в реактивном снаряде, содержащем реактивный двигатель, отделяемую головную часть, устройства разделения и увода, согласно изобретению устройство увода выполнено в виде двух оппозитно расположенных относительно продольной оси снаряда дисбалансных масс, одна из которых размещена в головной части, а другая - в двигателе, и односторонне смещенных относительно центров масс соответственно головной части и двигателя в продольном направлении.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между узлами реактивного снаряда позволяют, в частности, за счет оппозитного расположения относительно продольной оси снаряда двух дисбалансных масс - обеспечить совпадение центра масс собранного снаряда с его продольной осью и, как следствие, движение снаряда до разделения с малыми углами атаки; одностороннего смещения обеих дисбалансных масс относительно центров масс головной части и двигателя в продольном направлении - обеспечить неуравновешенность головной части и двигателя после их разделения, разворот их на углы атаки, имеющие противоположные знаки и, как следствие, расхождение траекторий и предотвращение соударения.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой конструкции реактивного снаряда. Он состоит из отделяемой головной части 1 и реактивного двигателя 2, устройства разделения 11 и устройства увода. Устройство увода представляет собой две дисбалансные массы 3 и 4, установленные на обеих разделяемых частях 1 и 2. Места их установки расположены по одну сторону (на фиг. 1 - справа) от центра масс головной части 5 и центра масс реактивного двигателя 6 после разделения. Одновременно они смещены в радиальном направлении в противоположные стороны от продольной оси 7.

Работа конструкции происходит следующим образом. В процессе подготовки снаряда к пуску на нем по разные стороны от продольной оси 7 размещают дисбалансные массы 3 и 4 и, варьируя их величиной, уравновешивают снаряд, то есть добиваются совпадения центра тяжести 8 собранного снаряда с продольной осью 7. Благодаря этому после запуска такой снаряд движется по траектории устойчиво, с малыми углами атаки и минимальными отклонениями от заданной траектории, так как векторы аэродинамической силы лобового сопротивления X и реактивной силы двигателя R не создают опрокидывающих моментов относительно центра тяжести 8. После отделения головной части от двигателя, каждая из них благодаря наличию дисбалансных масс 3 и 4 оказывается неуравновешенной (фиг. 2). Это проявляется в смещении центра тяжести отделившейся головной части 9 вверх относительно первоначальной оси 7, а центра тяжести двигателя 10 - вниз относительно оси 7, а также положительному на двигателе и отрицательному на головной части угловому рассогласованию между продольной геометрической осью и центральной осью инерции. В результате этого аэродинамические силы X_РД и X_ГЧ, направленные вдоль геометрической оси 7, создают противоположно направленные моменты M_РД и M_ГЧ, которые, в свою очередь, приводят к развороту разделившихся отсеков на углы _РД и _ГЧ (фиг. 3), имеющие противоположные знаки. Под действием возникающих аэродинамических подъемных сил

(У_ГЧ= qS_ГЧC_уГЧГЧ, У_РД= qS_РДC_уРДРД,

где q - скоростной напор, S - площадь Миделя, C_у - производная коэффициента подъемной силы по углу атаки, - угол атаки), двигатель и головная часть получают противоположно направленные дополнительные боковые скорости, обеспечивающие расхождение траекторий и предотвращение соударения.

Величины дисбалансных масс 3 и 4 и координаты точек их установки зависят от геометрических, инерционно-массовых параметров разделяемых частей и их несущих свойств. Как показывают расчетные и экспериментальные исследования, они должны подбираться из условия обеспечения углов атаки головной части _ГЧ и двигателя _РД после разделения близкими к 10-15^o.

В этом случае в момент, когда двигатель обгоняет головную часть, расстояние между ними в направлении, перпендикулярном направлению движения, в 4... 6 раз превосходит габаритные размеры разделившихся частей, что предотвращает возможность их соударения.

Изобретение может быть использовано при разработке различных реактивных снарядов с отделяемой головной частью.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов реактивных снарядов с отделяемой головной частью, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены летные испытания, намечено серийное производство.