управляемый реактивный снаряд
Классы МПК: | F42B15/00 Реактивные снаряды, например ракеты; управляемые снаряды F42B15/01 средства наведения или управления для них |
Автор(ы): | Воротилин Михаил Сергеевич (RU), Грязев Михаил Васильевич (RU), Горячев Олег Владимирович (RU), Кухарь Владимир Денисович (RU), Лихошерст Владимир Владимирович (RU), Макарецкий Евгений Александрович (RU), Макаровец Николай Александрович (RU), Медведев Владимир Иванович (RU), Морозов Виктор Викторович (RU), Минчук Сергей Викторович (RU), Поляков Евгений Павлович (RU), Савельев Валерий Викторович (RU), Соловьев Александр Эдуардович (RU), Устинов Лев Александрович (RU), Чуков Александр Николаевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-05-22 публикация патента:
20.12.2013 |
Изобретение относится к области военной техники, в частности к управляемым реактивным снарядам. Управляемый реактивный снаряд включает управляющий и разгонный блоки. Управляющий блок выполнен в виде двух модулей: носового с органами управления реактивным снарядом и хвостового. Между собой модули управляющего блока соединены посредством цилиндрического шарнира с осью вращения, совпадающей с продольной осью разгонного блока. Хвостовой модуль управляющего блока выполнен в виде единого конструктивного целого с разгонным блоком. На оси цилиндрического шарнира, жестко связанной с разгонным блоком, расположен ротор электрического моментного двигателя. Статор двигателя жестко связан с корпусом носового модуля управляющего блока. На внешней поверхности носового модуля управляющего блока расположена одна пара аэродинамических рулей, жестко связанных с внешней поверхностью носового модуля. Рули установлены под фиксированным углом к продольной оси управляющего модуля. Достигается упрощение конструкции и повышение боевой эффективности управления реактивных снарядов. 1 ил.
Формула изобретения
Управляемый реактивный снаряд, включающий управляющий и разгонный блоки, причем управляющий блок выполнен в виде двух модулей: носового с органами управления реактивным снарядом и хвостового, при этом между собой указанные модули соединены посредством цилиндрического шарнира с осью вращения, совпадающей с продольной осью разгонного блока, отличающийся тем, что хвостовой модуль управляющего блока выполнен в виде единого конструктивного целого с разгонным блоком; на оси цилиндрического шарнира (жестко связанной с разгонным блоком) расположен ротор электрического моментного двигателя, статор которого жестко связан с корпусом носового модуля управляющего блока (управляющий модуль); на внешней поверхности носового модуля управляющего блока (управляющего модуля) расположена одна пара аэродинамических рулей, жестко связанных с указанной поверхностью (без возможности поворота относительно указанной поверхности), установленная под фиксированным углом к продольной оси управляющего модуля.
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к области военной техники, в частности к управляемым реактивным снарядам (УРС) нестабилизированным по углу крена.
Аналогом данного технического решения является управляемый вращающийся снаряд (Патент RU № 2438095 от 27.12.2011). Снаряд содержит электронную аппаратуру управления, органы управления, выполненные в виде аэродинамических рулей, и чувствительные элементы отклонения снаряда от заданной траектории, которые скомпонованы на базе двух микромеханических гироскопов (ММГ), размещенных на двух взаимно перпендикулярных платах с установленными на них радиоэлементами, обеспечивающими совмещение сигналов ММГ, поступающих в электронную аппаратуру управления, с ее собственными сигналами, которые поступают на органы управления. Платы закреплены на общем основании, установленном перпендикулярно продольной оси снаряда X так, что чувствительные оси ММГ перпендикулярны друг другу и съюстированы с соответствующими поперечными осями Y и Z снаряда, причем основание развернуто в направлении вращения снаряда относительно аэродинамических рулей на угол, величина которого эквивалентна времени формирования команд для органов управления. Повышается точность и увеличивается дальность стрельбы артиллерийскими снарядами
Недостатком данного реактивного снаряда является снижение его точности при увеличении времени полета, обусловленное накапливающимися ошибками, вызванными вращением (вместе с корпусом снаряда) чувствительных элементов, определяющих параметры ориентации и навигации снаряда на траектории.
Устройство реализовано в способе функционирования УРС (Патент RU № 2164657 от 27.03.2001). УРС запускается в сторону цели по штатной (для конкретной головки самонаведения (ГСН)) баллистической траектории (в т.ч. с подвижного основания и по подвижной цели). При подходе к цели ГСН осуществляет просмотр зоны поражения, выделяет объект атаки и переходит в режим самонаведения на цель. Согласование динамических характеристик (быстродействия) приводов управления и геометрии аэродинамических рулей (производительности газодинамического управления) УРС с возможностями конкретного типа ГСН, инерционными и аэродинамическими параметрами PC производится (с целью исключения доработок штатных неуправляемых PC) исключительно за счет варьирования конструктивно-компоновочными особенностями модулей управляющего блока (УБ). Принципиально важным моментом является стабилизация носового модуля УБ. Следует отметить, что использование в рамках данного технического предложения PC баллистического типа со стабилизирующим проворотом по крену позволяет исключить из состава бортовой аппаратуры управления дорогие и сложные в эксплуатации системы инерциальной навигации, обязательные для "небаллистических" летательных аппаратов (не имеющих протяженного т.н. "пассивного" участка траектории полета вплоть до зоны включения ГСН).
Недостатком прототипа является сложность исполнения и условий функционирования приводов управления аэродинамических (или иных) рулей, две пары которых должны обеспечивать необходимые значения углов курса и тангажа при одновременном поддержании нулевого значения угла крена.
Технической задачей настоящего решения является упрощение конструкции и повышение боевой эффективности управления реактивных снарядов, путем расширения диапазонов дальности полета, повышения эффективности действия в районе цели.
Поставленная техническая задача решается следующим образом. УРС, включает управляющий и разгонный блоки, причем управляющий блок выполнен в виде двух модулей: носового с органами управления PC, и хвостового. Между собой указанные модули соединены посредством цилиндрического шарнира с осью вращения, совпадающей с продольной осью разгонного блока, при этом хвостовой модуль управляющего блока выполнен в виде единого конструктивного целого с разгонным блоком; на оси цилиндрического шарнира, (жестко связанной с разгонным блоком) расположен ротор электрического моментного двигателя, статор которого жестко связан с корпусом носового модуля управляющего блока (управляющий модуль); на внешней поверхности носового модуля управляющего блока (управляющего модуля) расположена одна пара аэродинамических рулей, жестко связанных с указанной поверхностью (без возможности поворота относительно указанной поверхности), установленная под фиксированным углом к продольной оси управляющего модуля.
Изобретение поясняется графическим материалом.
На фиг.1 представлена конструкция УРС.
На корпусе 1 (разгонный блок с боевой частью) расположены косопоставленные стабилизаторы 2. Корпус 1 выполнен в виде единого конструктивного целого с хвостовым модулем управляющего блока, представляющим собой вал 3 цилиндрического шарнира, ось вращения которого совпадает с продольной осью корпуса 1. На валу 3 в подшипниках 4 установлен носовой модуль управляющего блока (управляющий модуль) 5. В корпусе 6 которого установлен электрический моментный двигатель 7, включающий в себя:
- ротор 8, жестко связанный с валом 3;
- статор 9, жестко связанный с корпусом 6;
- датчики угла 10, определяющие взаимное положение ротора 8 и статора 9.
К корпусу 6 управляющего модуля 5 жестко крепиться шасси 11, на котором, в свою очередь, крепятся:
- одна пара неподвижных относительно управляющего модуля 5 рулей 12, повернутых относительно продольной оси снаряда на фиксированный угол , величина которого, в зависимости от вида УРС, может лежать в пределах 6° 14°;
- источник питания 13;
- блок загрузки полетной информации 14;
- блок управления креном 15;
- блок управления полетом 16;
- блок системы навигации и ориентации 17, продольная ось которого совпадает с продольной осью снаряда, содержащей блок микромеханических чувствительных элементов и спутниковую навигационную систему.
Устройство работает следующим образом. При запуске УРС корпус 1 начинает вращаться относительно своей продольной оси за счет скольжения по винтовой направляющей стартового устройства (пускового контейнера). В полете скорость вращений УРС может меняться за счет тангенциальных сил, обусловленных косопоставленными стабилизаторами 2. Указанное вращение за счет сил трения, действующих в подшипниках 4, передается на управляющий модуль 5. В результате управляющий модуль 5 начинает поворачиваться относительно продольной оси снаряда. Отклонение модуля 5 от заданного (относительно вертикали) положения (не обязательно нулевого) фиксируется блоком системы навигации и ориентации 17 и поступает на вход блока управления полетом 16. Блок управления полетом 16, с учетом данных, поступивших от блока загрузки полетной информации 14, формирует командный сигнал, поступающий на вход блока управления креном 15. В соответствии с поступающими командами и сигналом от датчика угла 10, блок управления креном 15 подает необходимое напряжение на статор 9 электрического моментного двигателя 7. В результате возникает электромагнитный момент, действующий на ротор 8, возвращающий управляющий модуль 5 в заданное положение.
При необходимости изменения (коррекции) траектории движения УРС по курсу и/или высоте блок управления полетом 16, с учетом данных, поступивших от блока загрузки полетной информации 14, и данных о текущих координатах УРС, поступающих от блока системы навигации и ориентации 17, формирует соответствующие командные сигналы. В соответствии с поступающими командами и сигналом от датчика угла 10, блок управления креном 15 подает необходимое напряжение на статор 9 электрического моментного двигателя 7. В результате возникает электромагнитный момент, действующий на ротор 8, поворачивающий управляющий модуль 5 на заданный угол, что, в свою очередь, меняет направление вектора подъемной силы рулей относительно осей системы координат, связанной с Землей. Таким образом, при повороте управляющего модуля относительно его продольной оси на углы, лежащие в пределах 0° ±90°, происходит управление УРС по курсу, а при повороте на угол 180° - по высоте, вплоть до вертикализации УРС. Данное техническое решение позволяет:
- упростить конструкцию УРС за счет замены двух пар приводов управления рулями (или других органов управления) на одну пару неподвижных рулей (или других органов управления) и электрический моментный двигатель;
- повысить дальность полета УРС путем реализации режима подпланирования, обусловленного фиксированным углом расположения рулей относительно продольной оси УРС;
- повысить эффективность действия УРС в районе цели, за счет его вертикализации.
Класс F42B15/00 Реактивные снаряды, например ракеты; управляемые снаряды
Класс F42B15/01 средства наведения или управления для них