сверхзвуковой реактивный снаряд

Формула изобретения

Сверхзвуковой реактивный снаряд, содержащий головную часть с корпусом и контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель, хвостовое оперение, отличающийся тем, что контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, масса контейнера с взрывчатым снаряжением составляет 0,7-1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано при разработке сверхзвуковых реактивных снарядов систем залпового огня.

Объект изобретения представляет собой сверхзвуковой реактивный снаряд системы залпового огня, предназначен для вооружения ракетно-артиллерийских частей сухопутных войск и может найти широкое применение в области ракетной техники.

В настоящее время для решения многих боевых задач с успехом применяются сверхзвуковые реактивные снаряды систем залпового огня. В реактивных системах залпового огня с целью размещения на боевой машине максимального количества боеприпасов используют снаряды с удлинением 20 25 калибров. Стабилизация снаряда в полете осуществляется хвостовым оперением. Особенностью сверхзвуковых реактивных снарядов с удлинением 20 25 калибров являются значительные изгибные колебания корпуса, приводящие к многократному увеличению местных углов атаки и индуктивной составляющей лобового сопротивления, что ухудшает дальность и кучность стрельбы. Изгибные колебания возникают под действием ветровых нагрузок и стабилизирующего момента хвостового оперения из-за снижения прочности и изгибной жесткости снаряда в результате аэродинамического нагрева при движении на сверхзвуковых скоростях.

Кроме того, с увеличением скорости полета уменьшается запас статической устойчивости снаряда (см., например, К.П.Петров. Аэродинамика ракет. - М.: Машиностроение, 1977 г., с.88; В.И.Феодосьев, Г.Б.Синярев. Введение в ракетную технику, Москва, Оборонгиз, 1967 г., стр.329), что приводит к возникновению колебаний снаряда относительно центра его масс и существенно снижает дальность и кучность стрельбы.

Повышение эффективности огневого поражения, дальности и кучности стрельбы являются одними из основных задач, стоящих перед разработчиками реактивного вооружения. Повышение эффективности огневого поражения достигается обеспечением высоких поражающих свойств головной части снаряда. Задача повышения дальности и кучности стрельбы может быть решена повышением энергетических характеристик двигательной установки за счет использования высокоимпульсных зарядов смесевого топлива и выбором прочностных, габаритно-массовых и центровочных характеристик снаряда и его составных частей для обеспечения устойчивости полета.

Известен сверхзвуковой реактивный снаряд по патенту РФ № 2180093, F42B 15/00, содержащий корпус, ракетный двигатель и хвостовое оперение.

Такая конструкция сверхзвукового реактивного снаряда позволяет повысить дальность стрельбы за счет снижения интенсивности его изгибных колебаний путем повышения изгибной жесткости снаряда и сохранения необходимого запаса статической устойчивости снаряда при полете на скоростях 4 4,5 М выбором величины полного импульса ракетного двигателя.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось повышение дальности стрельбы путем повышения изгибной жесткости снаряда и выбором характеристик ракетного двигателя без предъявления требований к характеристикам головной части снаряда.

Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом является наличие корпуса, ракетного двигателя и хвостового оперения.

Известен сверхзвуковой реактивный снаряд по патенту РФ № 2233419, F42B 15/00, содержащий головную часть, ракетный двигатель и хвостовое оперение.

Такая конструкция реактивного снаряда позволяет повысить дальность стрельбы за счет снижения интенсивности изгибных колебаний снаряда, возникающих на первой трети пассивного участка траектории полета, выбором габаритно-массовых характеристик головной части, ракетного двигателя и хвостового оперения.

Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом является наличие головной части, ракетного двигателя и хвостового оперения.

Более совершенной и наиболее близкой по технической сути является ракета по патенту РФ № 2248515, F42B 12/36, содержащая головную часть с контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель и хвостовое оперение, принятая авторами за прототип.

Такая конструкция ракеты позволяет повысить эффективность огневого поражения, дальность и кучность стрельбы за счет обеспечения устойчивости полета ракеты на активном (стартовом) участке траектории выбором характеристик головной части и хвостового оперения.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата ракеты, принятой авторами за прототип, относятся значительные изгибные колебания и уменьшение запаса статической устойчивости при полете на скоростях до 4 4,5 М на пассивном участке траектории, приводящие к снижению дальности и кучности стрельбы.

Общими признаками у предлагаемого авторами сверхзвукового реактивного снаряда с прототипом является наличие головной части с контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетного двигателя, хвостового оперения.

В отличие от прототипа в предлагаемом сверхзвуковом реактивном снаряде контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, его масса составляет 0,7 1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым результатом.

Указанные признаки, отличные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности огневого поражения, дальности и кучности стрельбы сверхзвукового реактивного снаряда обеспечением гарантированного запаса статической устойчивости и устранение повышенных изгибных колебаний снаряда на скоростях до 4 4,5 М на пассивном участке траектории полета.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной ракете, содержащей головную часть с контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель и хвостовое оперение, особенность заключается в том, что контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, его масса составляет 0,7 1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между деталями, заявляемого сверхзвукового реактивного снаряда, позволяет, в частности, за счет:

- скрепления переднего торца контейнера с взрывчатым снаряжением с корпусом головной части обеспечить в процессе полета смещение положения центра масс снаряда к головной части в результате смещения контейнера с взрывчатым снаряжением вследствие теплового удлинения корпуса головной части при его аэродинамическом нагреве;

- выбора массы контейнера с взрывчатым снаряжением 0,7 1,0 массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длины корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения реализовать балансировочную схему изгибных моментов снаряда в полете для устранения повышенных изгибных колебаний. Выполнение длины корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения и массы контейнера с взрывчатым снаряжением не менее 0,7 суммарной массы корпуса ракетной двигателя и хвостового оперения обеспечивает положение одного из узлов изгибных колебаний на головной части, что снижает амплитуду изгибных колебаний. Уменьшение массы контейнера с взрывчатым снаряжением менее 0,7 суммарной массы корпуса ракетной двигателя и хвостового оперения ведет к уменьшению массы взрывчатого снаряжения, что приводит к резкому снижению эффективность огневого поражения. При массе контейнера с взрывчатым снаряжением, превышающей 1,0 суммарной массы корпуса ракетной двигателя и хвостового оперения, возрастает изгибающий момент и, следовательно, амплитуда изгибных колебаний.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решения в процессе патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения заключается в том, что в сверхзвуковом реактивном снаряде, содержащем головную часть с корпусом и контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель, хвостовое оперение в отличие от прототипа, согласно изобретению контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, его масса составляет 0,7 1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид сверхзвукового реактивного снаряда, на фиг. 2 - схема функционирования снаряда при воздействии аэродинамического нагрева.

Сверхзвуковой реактивный снаряд имеет головную часть 1 с корпусом 2 и контейнером с взрывчатым снаряжением 4, ракетный двигатель 5 с корпусом ракетного двигателя 6 и хвостовое оперение 7. Контейнер с взрывчатым снаряжением 4 скреплен передним торцом 3 с корпусом головной части 2. L1 - длина корпуса головной части, L2 - суммарная длина ракетного двигателя и хвостового оперения.

На фиг. 2 дополнительно показано положение узлов изгибных колебаний 8, положение центра масс до теплового удлинения корпуса головной части Хц и положение центра масс в результате теплового удлинения корпуса головной части Хц1.

Вышеописанный сверхзвуковой реактивный снаряд работает следующим образом. После запуска ракетного двигателя снаряд разгоняется до максимальной скорости 4 4,5 М. Стабилизация снаряда на траектории обеспечивается хвостовым оперением. В результате аэродинамического нагрева происходит тепловое удлинение корпуса головной части и смещение положения контейнера с взрывчатым снаряжением, скрепленного передним торцом с корпусом головной части. Это позволяет обеспечить гарантированный запас статической устойчивости в процессе движения снаряда на пассивном участке траектории полета. Типичный график изменения запаса статической устойчивости, в зависимости от скорости полета, такого снаряда приведен на фиг. 3. Возникающие в полете изгибные колебания корпуса имеют узлы в точках 8, за счет чего интенсивность изгибных колебаний мала и уменьшения дальности полета не происходит.

Выполнение сверхзвукового реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволяет обеспечить высокую эффективность огневого действия и повысить дальность и кучность стрельбы на 10 20%.

Изобретение может быть использовано при разработке сверхзвуковых реактивных снарядов, в том числе для реактивных систем залпового огня.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями сверхзвукового реактивного снаряда, выполненного в соответствии с изобретением.

На основе предлагаемого изобретения разработана конструкторская документация. Ведется серийное производство.