устройство принудительного отделения маршевой ступени от стартового двигателя

Формула изобретения

1. Устройство принудительного отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, содержащее установленные на внутренней поверхности полости, образованной торцами стартового двигателя и маршевой ступени, поршень и газовод, отличающееся тем, что оно снабжено поддоном, стенка которого со стороны стартового двигателя снабжена бойком и стаканом, размещенным внутри полости поддона с образованием зазора между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью поддона, при этом внутри стакана в подпружиненном со стороны двигателя посредством боевой пружины корпусе расположены капсуль ударного действия и пороховой заряд, положения корпуса, капсуля и порохового заряда зафиксированы в сжатом состоянии боевой пружины замком в виде шарика, установленным в радиальном отверстии стакана и проточке, выполненной в корпусе, в зазоре между наружной поверхностью стакана и внутренней поверхностью поддона установлена подпружиненная со стороны маршевой ступени втулка, снабженная со стороны двигателя поршнем и стопором, а образованная между поршнем и дном двигателя полость соединена газоводом с камерой сгорания двигателя.

2. Устройство по п.1 отличающееся тем, что стопор выполнен в виде разрывной тяги, один конец которой жестко закреплен в поршне втулки, а второй - шарнирно на двигателе.

Описание изобретения к патенту

Предложенное изобретение относится к области вооружений и может найти применение в ракетных комплексах ближнего радиуса действия.

Известно устройство принудительного отделения маршевой ступени от стартового двигателя [1], принятое авторами за прототип, содержащее установленные на внутренней поверхности полости, образованные торцами стартового двигателя и маршевой ступени, поршень и газовод, позволяющее отделять маршевую ступень от стартового двигателя после прекращения его работы за счет разности сил аэродинамического сопротивления, действующих на разнокалиберные ступени снаряда. Известная конструкция устройства позволяет обеспечить надежную стыковку маршевой ступени и стартового двигателя большего калибра в процессе хранения и эксплуатации и отделение маршевой ступени после прекращения работы двигателя.

Однако в процессе разделения после того, как поршень обеспечивает разъединение маршевой ступени и стартового двигателя и стартовый двигатель прекращает работу, скорость маршевой ступени начинает уменьшаться и двигатель отделяется от нее под действием силы аэродинамического сопротивления. Скорость отделения двигателя ограничена соотношением калибров двигателя и маршевой ступени и не может быть существенно увеличена без увеличения калибра двигателя и стартовой массы снаряда, что в большинстве случаев недопустимо. При этом время взаимодействия маршевой ступени и двигателя в процессе разделения определяет импульс боковых сил и возмущения, сообщаемых маршевой ступени отделяющимся двигателем. Для неуправляемых снарядов возмущения, возникающие из-за низкой скорости разделения, могут привести к увеличению рассеивания, а для управляемых снарядов с командной системой управления - к выходу маршевой ступени из поля зрения системы управления.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение скорости отделения маршевой ступени от стартового двигателя и исключение влияния соотношения калибров маршевой ступени и стартового двигателя на величину скорости отделения.

Поставленная задача достигается тем, что устройство принудительного отделения маршевой ступени от стартового двигателя, содержащее установленные на внутренней поверхности полости, образованной торцами стартового двигателя и маршевой ступени, поршень и газовод, в отличие от прототипа, снабжено поддоном, стенка которого со стороны стартового двигателя снабжена бойком и стаканом, размещенным внутри полости поддона с образованием зазора между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью поддона, при этом внутри стакана в подпружиненном со стороны двигателя посредством боевой пружины корпусе расположены капсюль ударного действия и пороховой заряд, положение корпуса, капсюля и порохового заряда зафиксированы в сжатом состоянии боевой пружины замком в виде шарика, установленным в радиальном отверстии стакана и проточке, выполненной в корпусе, в зазоре между наружной поверхностью стакана и внутренней поверхностью поддона установлена подпружиненная со стороны маршевой ступени втулка, снабженная со стороны двигателя поршнем и стопором, а образованная между поршнем и дном двигателя полость соединена газоводом с камерой сгорания двигателя.

Стопор может быть выполнен в виде разрывной тяги, один конец которой жестко закреплен в поршне втулки, а второй - шарнирно на двигателе. В месте размещения поршня со стороны втулки двигателя во внутренней стенке поддона и наружной стенке стакана двигателя выполнены кольцевые проточки шириной не менее хода втулки до дна поддона.

Предлагаемая конструкция позволит:

- обеспечить последовательный разгон маршевой ступени до высокой скорости сначала стартовым двигателем, а затем продуктами сгорания заряда, размещенного в устройстве принудительного отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя. За счет продуктов сгорания заряда стартового двигателя обеспечивается срабатывание стопора устройства с последующим перемещением втулки с поршнем в направлении, противоположном направлению движения маршевой ступени, за счет пружины в момент спада давления и тяги стартового двигателя. При этом происходит срабатывание шарикового замка и при перемещении корпуса с зарядом и капсюлем под действием боевой пружины происходит накалывание капсюля о боек и срабатывание устройства. При этом заряд сгорает в замкнутом объеме и создает высокое давление, уровень которого не зависит от уровня давления в камере сгорания стартового двигателя, что позволит повысить скорость отделения маршевой ступени от стартового двигателя;

- обеспечить уменьшение длины конструкции за счет радиального размещения боевой пружины и пружины, обеспечивающей фиксацию боевой пружины во взведенном состоянии;

- обеспечить надежное срабатывание капсюля ударного действия за счет повышения энергии удара корпуса с пороховым зарядом по неподвижному бойку, так как боевая пружина разгоняет корпус с зарядом, масса которого больше массы бойка. При этом корпус с зарядом служит инерционным предохранителем, дополнительно сжимая боевую пружину при действии осевой перегрузки в процессе работы двигателя;

- обеспечить отбрасывание стартового двигателя в направлении, противоположном направлению движения маршевой ступени за счет высокого уровня давления в полости устройства. При этом для носимых снарядов, выстреливаемых из пусковой трубы, может быть обеспечен вылет отработавшего стартового двигателя назад, в опасную зону, пребывание в которой людей при стрельбе заведомо недопустимо, что исключит возможность поражения стрелка и расположенных перед его позицией людей отработавшим стартовым двигателем;

- обеспечить высокую надежность срабатывания устройства за счет шарнирного крепления стопора подвижной втулки, исключающего ограничение перемещения втулки с поршнем при спаде давления в камере сгорания стартового двигателя. Наличие кольцевой проточки в зоне размещения подвижной втулки исключает заклинивание втулки при перемещении за счет того, что осаждающиеся на кромке поршня конденсированные частицы продуктов сгорания топлива стартового двигателя сталкиваются в проточку и не препятствуют поступательному перемещению втулки и расфиксации шарикового замка.

Сущность изобретения поясняется схемой устройства принудительного отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, представленной на фиг.1, схемой конструкции стопора, представленной на фиг.2, и схемой конструкции шарикового замка, представленной на фиг.3.

Предлагаемое устройство (фиг.1) состоит из маршевой ступени 1, поддона 4, дно которого контактирует с задним торцом 2 маршевой ступени 1. Поддон 4 со стороны двигателя 3 снабжен бойком 5. Напротив бойка расположен подпружиненный боевой пружиной 6 корпус 7, в котором напротив бойка расположен капсюль ударного действия 8, а внутри помещен пороховой заряд 9. Корпус 7 с капсюлем 8 и пороховым зарядом 9 расположен внутри стакана 10, которым снабжена передняя часть двигателя 3. Стакан 10, в свою очередь, размещен внутри поддона 4. Между наружной поверхностью стакана 10 и внутренней поверхностью поддона образован зазор 11. Корпус 7 с капсюлем 8 и пороховым зарядом 9 зафиксирован при сжатом состоянии боевой пружины 6 замком в виде шарика 12, установленного в радиальное отверстие 13 стакана двигателя и проточку 14 в корпусе 7. В зазоре 11 на наружную поверхность стакана 10 над шариком 12 установлена втулка 15, подпружиненная со стороны маршевой ступени пружиной 16. Со стороны двигателя втулка 15 снабжена поршнем 17 и стопором 18. Полость между поршнем втулки и дном двигателя соединена с камерой сгорания двигателя 19 газоводом 20. Стопор 18 выполнен в виде разрывной тяги 21, один конец 22 которой жестко закреплен в поршне втулки, а второй 23 - шарнирно на двигателе. В месте размещения поршня со стороны втулки во внутренней стенке поддона и наружной стенке стакана 10 двигателя выполнены кольцевые проточки 24 шириной S не менее хода L втулки до дна поддона.

Работа предлагаемой конструкции осуществляется следующим образом. При срабатывании стартового двигателя 3 продукты сгорания его топлива по газоводу 20 поступают в зазор 11 поддона 4. Под действием давления пороховых газов на поршень 17 происходит разрыв тяги 21 стопора 18 и втулка 15 сжимает пружину 16 до упора в дно поддона 4. После разрыва тяга 21 поворачивается на шарнире 23 и не препятствует перемещению втулки с поршнем в направлении дна двигателя. Втулка удерживается в подпружиненном состоянии давлением пороховых газов на поршень и не позволяет шарику 12 выйти из проточки 14 корпуса 7. Корпус 7 с капсюлем 8 и пороховым зарядом 9 в процессе работы двигателя остаются зафиксированными шариковым замком. В конце работы двигателя в момент спада давления в его камере сгорания происходит спад давления в полости поддона 4 и втулка 15 под действием пружины 16 перемещается к дну двигателя, освобождая радиальное отверстие 13, выполненное в стакане 10. Проточка 14 корпуса 7 передает давление боевой пружины 6 на шарик и он под давлением выскакивает через радиальное отверстие 13 в зазор между стаканом двигателя и стенкой поддона 4, освобождая корпус 7. Боевая пружина 6 разгоняет корпус с пороховым зарядом 9 и капсюлем 8 в направлении бойка 5. При накалывании капсюля происходит воспламенение заряда 9 и продукты его сгорания, создавая давление в полости поддона 4, обеспечивают отделение маршевой ступени 1 от отработавшего стартового двигателя 3 с заданной скоростью.

Масса порохового заряда определяется расчетом исходя из требуемой скорости отделения маршевой ступени от стартового двигателя, усилия сжатия пружин - исходя из уровня давления в камере сгорания стартового двигателя и потребной энергии накалывания капсюля ударного действия. Габариты элементов конструкции устройства принудительного отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя выбираются в каждом конкретном случае исходя из массогабаритных ограничений на конструкцию снаряда и уточняются в процессе отработки.

В предлагаемом техническом решении обеспечивается повышение скорости отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя при минимальных габаритах конструкции, исключается влияние давления в камере сгорания стартового двигателя влияние соотношения калибров маршевой ступени и стартового двигателя на величину скорости отделения, а также обеспечивается высокая надежность снаряда в целом и безопасность стрелка при стрельбе носимыми снарядами.

Источник информации

1. Патент РФ № 2105949, кл. F 42 В 15/00, 1998 г.