тепловая мишень

Формула изобретения

1. Тепловая мишень, содержащая корпус, установленный на головной части корпуса конический обтекатель, размещенный в корпусе трассер теплового и светового воздействия и парашютную систему, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для отделения конического обтекателя, а головная часть корпуса имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ и кольцевое теплозащитное покрытие, расстояние между которыми и размеры указанного покрытия выбраны из условия обеспечения времени прогара стенки корпуса при горении трассера не большего, чем время выгорания теплозащитного покрытия и чем время горения трассера до конца длины указанного покрытия.

2. Мишень по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние l между кольцевым выступом и кольцевым теплозащитным покрытием, толщина _TЗП и длина L_ТЗП последнего связаны соотношениями





где _CT - толщина стенки корпуса;

l= (0,80,9)_CT - длина заданной зоны прогара стенки корпуса;

u_тзп - скорость выгорания теплозащитного покрытия;

u_СТ - скорость выгорания стенки корпуса;

u_ТР - скорость выгорания состава трассера.

3. Мишень по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что корпус выполнен с силовым шпангоутом, образующим указанный кольцевой выступ.

4. Мишень по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена мягким уголковым отражателем, размещенным внутри основного купола парашюта, закрепленного на корпусе.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к военной технике, а именно к имитаторам вооруженных целей - мишеням, предназначенным для работы с радиолокационными и тепловыми системами вооружения.

Известна радиолокационная тепловая ракетная мишень, содержащая корпус, обтекатель и трассер теплового и светового воздействия, размещенный в полости корпуса (RU 2147722 С1, 20.04.2000).

Недостатком известной мишени является сложность конструкции и низкая видимость мишени при истечении продуктов сгорания через окна.

Наиболее близкой к предложенной является тепловая мишень, содержащая корпус с головным коническим обтекателем, размещенный в корпусе цилиндр с горючим составом - трассером теплового и светового воздействия (см. заявку РФ 2000105947/02, опубл. в БИПМ 32 20.11.2001 г.).

Недостатком данной мишени является необходимость обеспечения выхода цилиндра с трассером, что приводит к низкой надежности отделения трассера от обтекателя.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности отделения обтекателя от корпуса с трассером.

Технический результат достигается тем, что тепловая мишень, содержащая корпус, конический обтекатель, установленный на головной части корпуса, размещенный в корпусе трассер теплового и светового воздействия, и парашютную систему, снабжена устройством для отделения конического обтекателя, головная часть корпуса имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ и кольцевое теплозащитное покрытие, расстояние между которыми и размеры указанного покрытия выбраны из условия обеспечения времени прогара стенки корпуса при горении трассера, не большего, чем время выгорания теплозащитного покрытия и чем время выгорания трассера до конца длины указанного покрытия.

Предпочтительно, чтобы расстояние l между кольцевым выступом и кольцевым теплозащитным покрытием, толщина _TЗП и длина L_ТЗП последнего были связаны соотношениями





где 2 _CT - толщина стенки корпуса;

l=(0,80,9)_CT - длина заданной зоны прогара стенки корпуса;

u_ТЗП - скорость выгорания теплозащитного покрытия;

u_СТ - скорость выгорания стенки корпуса;

u_ТР - скорость выгорания состава трассера.

Кроме того, корпус может быть выполнен с силовым шпангоутом, образующим указанный кольцевой выступ.

Кроме того, мишень может быть снабжена мягким уголковым отражателем, размещенным внутри основного купола парашюта, закрепленного на корпусе.

На фиг. 1 показан общий вид мишени. На фиг.2 - снижающийся на парашюте корпус в начале горения трассера. На фиг.3 - снижающийся корпус с горящим трассером после сброса шпангоута в результате кольцевого локального прогара оболочки. На фиг.4 показано место I на фиг.1.

Тепловая мишень содержит конический обтекатель 1, установленный на головной части корпуса 2. В полости корпуса 2 размещен трассер 3 теплового и светового воздействия. Головная часть корпуса 2 имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ, который может быть частью монолитного корпуса. Предпочтительным вариантом выполнения мишени является закрепление на торце корпуса 2 силового шпангоута 4 в виде втулки, образующей указанный выступ в месте соединения ее с корпусом 2. На внутренней поверхности корпуса 2 между его стенкой и трассером 3 размещено кольцевое теплозащитное покрытие 5. В приборном отсеке 6 корпуса 2 размещен пиропатрон (электрозапал) с механизмом управления (не показан), а также парашютная система 7.

При использовании мишени в качестве радиолокационной тепловой ракетной мишени она доставляется на высоты до 40-50 км твердотопливным двигателем. Уменьшенное аэродинамическое сопротивление достигается постановкой в головной части конического обтекателя 1, закрепляемого на силовом шпангоуте 4 при помощи системы отделения (устройство для отделения конического обтекателя). Система отделения включает стяжную упругую гайку 8 с наружной резьбой, которая взаимодействует с ответной резьбой, выполненной в хвостовой части обтекателя 1 и в передней части шпангоута 4, установленного на корпусе 2. Стяжная упругая гайка 8 выполнена разрезной, в нее устанавливается фиксирующая вставка с наружной резьбой, закрепляемая срезными винтами и взаимодействующая с пиропатроном (на чертежах не показаны).

В заданное время от программного механизма, размещенного в приборном отсеке 6, подается команда на пиропатрон, который выбивает вставку, гайка 8 сжимается и освобождает связь по резьбовой посадке. Одновременно с пиропатрона по вольфрамовому мостику накаливания подается импульс огня на трассер 3, который начинает гореть, и создавшееся давление откидывает обтекатель 1 вперед, при этом силовой шпангоут 4 остается с корпусом 2.

Между приборным отсеком 6 и твердотопливным двигателем установлен двигатель для отделения головной части корпуса, при включении которого на нисходящем участке траектории двигатель для отделения остается с твердотопливным двигателем и является тормозным, его сопла направлены вперед в сторону головной части корпуса 2, который вследствие этого уходит вперед, и парашютная система 7, извлекаясь от отсека 6, вводится в действие. Трассер 3, закрепленный на дне 9 корпуса 2 болтами 10, снижается на парашюте, который снабжен мягким уголковым отражателем, выполненным из металлизированной ткани (на чертеже не показан) и служащим для радиолокационной имитации цели. Монтируется отражатель внутри основного купола парашюта.

В начальный момент горения трассера 3 выступ, образованный силовым шпангоутом 4, сужает площадь выхода горящих газов из корпуса 2, чем улучшается процесс воспламенения трассера 3, увеличивается давление внутри корпуса 2 и обеспечивается отделение обтекателя 1 (фиг.2).

Таким образом, наличие кольцевого выступа (шпангоута 4) обеспечивает надежное отделение обтекателя 1 от корпуса 2 с трассером 3.

После отхода обтекателя 1 и подхода границы горения трассера 3, заключенного внешней поверхностью в металлический тонкий корпус и обмазанного стекловолокном (теплозащитой), к зоне прогара корпуса 2 с длиной l металл стенки корпуса 2 начинает прогреваться.

Сутью предлагаемой конструкции мишени является отход шпангоута 4 от корпуса 2 в результате обеспечения кольцевого прогара стенки корпуса 2 в заданном районе и в заданное время. Это обеспечивается тем, что выбраны условия, при которых обечайка корпуса 2 прогорает за время, пока фронт горения трассера 3 по торцу не дойдет до конца длины L_ТЗП и само теплозащитное покрытие 5 не выгорит до обечайки.

Данное обстоятельство возможно при условии, если время прогара стенки меньше или равно времени выгорания теплозащитного покрытия 5 по толщине и времени горения трассера 3 до конца длины L_ТЗП, в частном случае при их равенстве, т.е. при выполнении зависимости



Отсюда следует, что толщина теплозащитного покрытия 5 должна быть равна при длине (первое получено из равенства второе - из равенства

В данной мишени толщина стенки корпуса 2 _CT выбирается конструктивно с обеспечением прочности мишени в полете, длина участка l=(0,80,9)_CT с обеспечением наряду с выбранными размерами теплозащитного покрытия 5 максимально короткого времени прогара стенки.

В предлагаемой конструкции на стенке корпуса 2 образована зона прогара за счет концентрации тепловой энергии на ограниченной кольцевой поверхности. Это достигается тем, что высокотемпературные продукты выгорания трассера 3 воздействуют на стенку корпуса 2 длиной l за период выгорания трассера 3 на длине l+L_ТЗП и самого теплозащитного покрытия 5 толщиной _TЗП.

Ниже приведен пример выполнения кольцевого теплозащитного покрытия 5.

Исходные данные:

скорость выгорания теплозащитного покрытия u_ТЗП=0,25 мм/с;

скорость выгорания стенки (сталь) u_СТ=0,18 мм/с;

скорость выгорания трассера u_ТР=1,97 мм/с.

Данные взяты из справочников, могут также использоваться экспериментальные данные.

Толщина стенок корпуса, выбранная из условий прочности _CT =2,0 мм.

Необходимая толщина теплозащитного покрытия



При этом длина L_ТЗП (при условии l=0,9_CT=0,9х2,0=1,8 мм)



Итак, параметры теплозащитного покрытия _TЗП =2,77 мм, L_ТЗП=20 мм.

В расчетное время шпангоут 4 отходит от корпуса 2 совместно с отгоревшим участком, и в дальнейшем горение трассера 3 проходит совместно с корпусом 2, при этом образуется равномерно светящийся форс огня большой площади (фиг.3).

Отделение шпангоута 4 при помощи теплового воздействия трассера 3 на стенку корпуса 2 исключает необходимость в специальных системах отделения шпангоута 4.

Предлагаемая мишень может служить также в качестве самолетной мишени. В этом случае твердотопливный двигатель не монтируется, вместо него устанавливается по резьбе конический стабилизатор, а в головной части по центру устанавливается хомут с подвеской (юбка с ушком).