реактивный снаряд с отделяемой ракетной частью
Классы МПК: | F42B15/00 Реактивные снаряды, например ракеты; управляемые снаряды F42B15/36 устройства для соединения ракетного двигателя с корпусом; соединительные устройства для многоступенчатых ракет; средства разъединения |
Автор(ы): | Макаровец Николай Александрович (RU), Денежкин Геннадий Алексеевич (RU), Калюжный Геннадий Васильевич (RU), Петров Валерий Леонидович (RU), Трегубов Виктор Иванович (RU), Захаров Олег Львович (RU), Ерохин Владимир Евгеньевич (RU), Аляжединов Вадим Рашитович (RU), Попов Сергей Викторович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие "Новосибирский завод искусственного волокна" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2009-10-22 публикация патента:
20.12.2010 |
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам. Реактивный снаряд содержит отделяемую ракетную часть, головную часть и размещенный между ними пороховой заряд разделения. На переднем торце ракетной части, перед зарядом разделения, размещен узел демпфирования в виде комплекта из шести пластинчатых компенсаторов одинаковой формы. Компенсаторы выполнены из двух различных материалов, плотность которых различается в 5 7 раз, а модуль упругости в 30 40 раз. Количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляет целую часть от отношения:
где mmax - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
mmin - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
mpc - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
mном - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
Достигается повышение боевой эффективности. 1 ил.
Формула изобретения
Реактивный снаряд с отделяемой ракетной частью, содержащий отделяемую ракетную часть, головную часть и размещенный между ними пороховой заряд разделения, отличающийся тем, что в нем на переднем торце ракетной части перед зарядом разделения размещен узел демпфирования в виде комплекта из не менее чем шести пластинчатых компенсаторов одинаковой формы, выполненных из двух различных материалов, плотность которых различается в 5 7 раз, а модуль упругости в 30 40 раз, при этом количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляет целую часть от отношения
где mmax - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
mmin - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
m pc - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
mном - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам (ракетам).
Объект изобретения представляет собой реактивный снаряд с отделяемой ракетной частью и может найти применение в области ракетной техники.
Одним из основных путей повышения боевой эффективности является использование разделяющихся на траектории реактивных снарядов (см. например, Гогин В., Федосеев А. Перспективы развития реактивных систем залпового огня. - «Зарубежное военное обозрение», № 1, 1995 г. или Анисимов В. Боеприпасы с высокоточными боевыми элементами. - «Зарубежное военное обозрение», № 11, 1994 г.), обеспечивающих эффективное поражение живой силы, небронированной и бронированной техники. В этих реактивных снарядах, благодаря отделению ракетной части и вертикализации траектории при подходе боевой части к цели, достигается многократное повышение боевой эффективности по сравнению с традиционными снарядами с баллистической траекторией.
Так известны конструкции боеприпасов, защищенные патентами США № 3946672, № 3491689, № 3636877, принятые авторами как аналоги. Данные конструкции представляют собой реактивные снаряды, в состав которых входят отделяемая ракетная часть, головная часть и заряд разделения.
Задачей данных технических решений являлось повышение боевой эффективности за счет увеличения угла подхода к цели головной части.
Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией реактивного снаряда является наличие в составе аналогов отделяемой ракетной части, головной части и заряда разделения.
Существенным недостатком данных конструкций является возможность соударения реактивного двигателя и головной части после разделения. В результате такого соударения изменяется заданная траектория движения головной части, или могут быть выведены из строя ее конструктивные элементы (система торможения и стабилизации, приборное оснащение).
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является ракета по патенту РФ № 2202098 (опубл. 10.04.2003 г. БИ № 10), принятая авторами за прототип. Она включает в себя отделяемую ракетную часть, головную часть (боевой модуль) и пиротехническое (газодинамическое) устройство разделения.
В данной ракете при подаче команды на разделение происходит воспламенение заряда устройства разделения, между головной частью (боевым модулем) и ракетной частью создается избыточное давление, которое приводит к разрушению силовых элементов (оболочки или болтов), связывающих две эти части, и отстрелу боевого модуля от ракетной части. Благодаря снабжению ракетной части трубчатой направляющей и выполнению хвостовой части боевого модуля с кольцевым ведущим элементом, диаметр которого равен внутреннему диаметру трубчатой направляющей, существенно снижена вероятность соударения разделяемых отсеков.
Недостатком данной конструкции является повышенное рассеивание точек падения боевых модулей, связанное как с разбросом внешнебаллистических параметров точки разделения, так и с нестабильностью газодинамических параметров (в первую очередь давления) в устройстве разделения.
Задачей данного технического решения (прототипа) являлось повышение надежности функционирования за счет снижения вероятности соударения отделившейся ракетной части и боевого модуля.
Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом с отделяемой ракетной частью является наличие в ракете-прототипе отделяемой ракетной части, головной части (боевого модуля), размещенного между ними пиротехнического (газодинамического) устройства с пороховым зарядом разделения.
В отличие от прототипа в предлагаемом реактивном снаряде на переднем торце ракетной части перед зарядом разделения размещен узел демпфирования в виде комплекта из не менее чем шести пластинчатых компенсаторов одинаковой формы, выполненных из двух различных материалов, плотность которых различается в 5 7 раз, а модуль упругости в 30 40 раз, при этом количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляет целую часть от отношения:
где mmax - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
mmin - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
mpe - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
mном - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
Это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является создание реактивного снаряда с отделяемой ракетной частью, обеспечивающего повышение боевой эффективности за счет повышения стабильности параметров разделения (давления в устройстве разделения, скорости и времени разделения) и снижения разброса внешнебаллистических параметров точки разделения.
Указанный технический результат достигается тем, что в реактивном снаряде с отделяемой ракетной частью, содержащем отделяемую ракетную часть, головную часть и размещенный между ними пороховой заряд разделения, согласно изобретению на переднем торце ракетной части перед зарядом разделения размещен узел демпфирования в виде комплекта из не менее чем шести пластинчатых компенсаторов одинаковой формы, выполненных из двух различных материалов, плотность которых различается в 5 7 раз, а модуль упругости в 30 40 раз, при этом количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляет целую часть от отношения:
где mmax - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
mmin - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
mpe - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
mном - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между узлами реактивного снаряда позволяют, в частности, за счет:
- размещения на переднем торце ракетной части перед зарядом разделения узла демпфирования в виде комплекта пластинчатых компенсаторов одинаковой формы, выполненных из двух различных материалов, модуль упругости которых различается в 30 40 раз, обеспечить стабильность давления, возникающего при сгорании порохового заряда разделения, в зоне между ракетной и головной частью за счет деформации пластин с меньшим модулем упругости при превышении допустимого уровня давления, увеличении объема, занимаемого газами, и соответственно «срезании» пиковых значений давления. В результате этого отделение ракетной части от головной происходит в один и тот же заданный момент времени с одной и той же скоростью независимо от случайных отклонений геометрии порохового заряда разделения, энергетических характеристик заряда или объема между головной и ракетной частями, а значит снижается рассеивание точек падения головных частей и повышается боевая эффективность. Одинаковая форма пластинчатых компенсаторов позволяет обеспечить стабильность начального объема между головной и ракетной частями независимо от количества компенсаторов первого или второго типа, а предлагаемая разница в модулях упругости - устранять пиковые «выскоки» давления, которые при неизменном объеме (несминаемых компенсаторах) достигают 20% от заданного уровня;
- использования комплекта не менее чем из шести пластинчатых компенсаторов, выполненных из двух различных материалов, плотность которых различается в 5 7 раз, и количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляющее целую часть от отношения:
где mmax - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
mmin - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
mpe - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
mном - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
в 3 8 раз снизить разброс массы снаряда и за счет этого повысить стабильность внешнебаллистических характеристик снаряда в точке разделения, а следовательно, снизить рассеивание точек падения головных частей и повысить боевую эффективность.
Снижение количества компенсаторов менее шести и увеличение или уменьшение разности в их плотности снижает диапазон компенсируемого разброса массы снаряда и точность компенсации (остающийся разброс массы).
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже изображен общий вид предлагаемой конструкции реактивного снаряда с отделяемой ракетной частью. Предлагаемый реактивный снаряд содержит отделяемую ракетную часть 1, головную часть 2, размещенный между ними заряд разделения 3. На переднем торце ракетной части 4 перед зарядом разделения 3 размещен узел демпфирования 5, состоящий из пластинчатых компенсаторов 6 и 7. Компенсаторы 6 и 7 выполнены из разного материала (например, стали и пластика), так что их плотность и модуль упругости различаются соответственно в 5 7 и в 30 40 раз.
Устройство работает следующим образом.
В процессе сборки реактивного снаряда взвешиванием определяется фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов и путем сравнения ее с номинальной массой снаряда по предлагаемой формуле определяется количество пластинчатых компенсаторов каждого типа 6 и 7 в комплекте. Комплект компенсаторов 5, являющийся одновременно узлом демпфирования, устанавливается на переднем торце 4 ракетной части 1. При этом обеспечивается заданный объем полости между отделяемой ракетной частью 1 и головной частью 2 и масса реактивного снаряда, соответствующая номинальной.
После запуска реактивный снаряд движется по траектории, максимально близкой к расчетной, и в заданный момент времени в заданной точке траектории происходит срабатывание заряда разделения 3. Давление образующихся при сгорания заряда разделения газов воздействует на пластинчатые компенсаторы узла демпфирования 5. Происходит деформирование пластинчатых компенсаторов с меньшим модулем упругости 6 (выполненных, например, из полиэтилена). Степень деформации пропорциональна величине давления в полости между отделяемой ракетной частью 1 и головной частью 2. В результате этого происходит стабилизация давления (при случайном положительном отклонении давления от расчетного объем полости увеличивается, а при случайном отрицательном отклонении давления объем полости оказывается меньше расчетного, и в обоих случаях давление выравнивается). Под действием давления газов заряда разделения происходит отделение ракетной части 1 от головной части 2 в заданной точке траектории с заданными параметрами (скоростью и ускорением) и точное попадание головной части в цель.
Изобретение может быть использовано при разработке различных реактивных снарядов с отделяемой ракетной частью.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов реактивных снарядов с отделяемой ракетной частью, выполненных в соответствии с изобретением.
В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены летные испытания, намечено серийное производство.
Класс F42B15/00 Реактивные снаряды, например ракеты; управляемые снаряды
Класс F42B15/36 устройства для соединения ракетного двигателя с корпусом; соединительные устройства для многоступенчатых ракет; средства разъединения