устройство для изменения ориентации диаграммы направленности

Формула изобретения

Устройство для изменения ориентации диаграммы направленности антенны для применения в бортовых координаторах цели (головках самонаведения) управляемых ракет, отличающееся тем, что антенна устанавливается на шаровую опору, выполненную в виде полусферы из магнитомягкого материала, которая крепится непосредственно к центру обратной стороны антенны, установленной на вогнутое основание, выполненное из заранее намагниченного магнитотвердого материала; для обеспечения легкого движения сферы по вогнутому основанию в зазор между ними введена магнитная жидкость.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для изменения ориентации диаграммы направленности антенны и может найти применение в бортовых координаторах цели (головках самонаведения - ГСН) управляемых ракет.

Известны устройства изменения ориентации диаграммы направленности антенны, предназначенные для использования в бортовых координаторах цели (ГСН) управляемых ракет. Например, в ГСН управляемой ракеты AIM-7Е2 "Sparrow" (Виртуальный авиационный справочник "Уголок неба", http://www.airwar.ru; В.Сапков "Системы наведения управляемых ракет класса "воздух-воздух". Зарубежное военное обозрение. №10, 1987) применен классический карданный подвес с однорядными шарикоподшипниками в осях вращения. Недостатком известного технического решения является малая поверхность контакта шариков подшипника с обоймой, которая в свою очередь, умноженная на предельную прочность материала шарикоподшипника, определяет предельную нагрузку на оси вращения карданного подвеса, а значит предельную стартовую и радиальную перегрузку, допустимую для данной конструкции подвеса антенны.

Частично учесть указанный недостаток возможно путем использования на осях карданного подвеса сферических двухрядных подшипников, что позволит, с одной стороны, в 2 раза поднять площадь контакта шариков с обоймой, с другой стороны - допустить изгиб конструкции подвеса под действием перегрузок, что позволит снизить вес самой конструкции (Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор, Справочник, - 2-е изд., - М., Машиностроение, 1992 г.). Однако общий недостаток конструкции - малая поверхность контакта шариков подшипника с обоймой, определяющая предельную нагрузку на оси вращения карданного подвеса - остался.

Дополнительно снизить влияние указанного недостатка возможно путем использования на осях карданного подвеса роликовых подшипников, что позволило при том же диаметре подшипника в 10...15 раз поднять площадь поверхности контакта роликов подшипника с обоймой (Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор, Справочник, - 2-е изд., - М., Машиностроение, 1992 г.). Однако и это решение имеет свои недостатки, связанные с тем, что дальнейшее повышение требований по стартовым и радиальным перегрузкам ракет приводит к значительному увеличению габаритов подшипников и подвеса в целом, что приводит к снижению апертуры антенны относительно калибра ракеты (на удвоенную толщину роликовых подшипников) и увеличению веса конструкции подвеса.

В качестве прототипа изобретения может быть использован патент США №3441936, опубл. 29.04.1969, где авторы предложили основную нагрузку от веса антенны компенсировать плавучестью специальной поддерживающей сферы. При этом на размеры сферы накладываются специальные ограничения, определяемые законом Архимеда, фиксация от боковых перемещений осуществляется специальными роликами, конструкция которых также является предметом изобретения. Использование этого изобретения в конструкции ГСН невозможно, т.к. фиксация жидкости и вертикальных перемещений антенны определяется силой притяжения Земли, при попытке наклона жидкость выльется и изобретение потеряет свой технический результат.

Сущность предлагаемого устройства для изменения ориентации диаграммы направленности антенны основана на установке антенны 1 на шаровую опору, выполненную в виде полусферы из магнитомягкого материала 2, которая крепится непосредственно к центру обратной стороны антенны, установленной на вогнутое основание 3, выполненное из заранее намагниченного магнитотвердого материала. Для обеспечения легкого движения сферы по вогнутому основанию в зазор между ними введена магнитная жидкость 4 на базе смазочного масла заданного температурного диапазона работы. Сила притяжения Земли в прототипе заменена на силу притяжения магнитов, а ролики, фиксирующие сферу от боковых перемещений заменены на силы поверхностного натяжения магнитной жидкости, что обеспечивает свободу выбора положения антенны в пространстве и легкое изменение ориентации диаграммы направленности на основе применения подшипника скольжения, который реализуется магнитной жидкостью и сферическими поверхностями.

Технический результат изобретения заключается в значительном снижении общего веса конструкции антенны и увеличении площади опоры подшипника до необходимых размеров без уменьшения самой апертуры антенны относительно калибра ракеты, что позволяет пропорционально поднять предельные стартовую и радиальную перегрузки ракеты, допустимые для данной конструкции подвеса антенны.

Пример осуществления изобретения приведен на чертеже. Цифрами обозначены:

1 - антенная система;

2 - сфера из магнитомягкого материала;

3 - вогнутое основание из заранее намагниченного магнитотвердого материала;

4 - магнитная жидкость.