устройство увеличения дальности полета снаряда

Формула изобретения

1. Устройство увеличения дальности полета снаряда, состоящее из корпуса с камерой сгорания, в которой расположен заряд твердого топлива, днища с сопловыми отверстиями, воспламенителя, узла крепления к снаряду, отличающееся тем, что дополнительно содержит механизм запуска, блок питания, преобразователь напряжения, блок управления, сопловые заглушки, установленные в сопловых отверстиях днища, реле давления, а узел крепления к снаряду содержит электромагниты и крышку устройства, на торцевой поверхности которой выполнены выступы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел крепления к снаряду содержит один электромагнит с сердечником кольцевого поперечного сечения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены в виде стержней сплошного поперечного сечения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены в виде стержней с центральным отверстием.

5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены в виде стержней круглого поперечного сечения.

6. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены в виде стержней прямоугольного поперечного сечения.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены из цельного магнитомягкого материала.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены из цельного магнитомягкого материала.

9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены из набора листов магнитомягкого материала.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что сердечники электромагнитов узла крепления к снаряду выполнены из набора листов магнитомягкого материала.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заряд твердого топлива, расположенный в камере сгорания корпуса, выполнен в виде навески пороховых элементов зернистой формы.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заряд твердого топлива, расположенный в камере сгорания корпуса, выполнен в виде навески пороховых элементов сферической формы.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заряд твердого топлива, расположенный в камере сгорания корпуса, выполнен в виде навески пороховых элементов трубчатой формы.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заряд твердого топлива, расположенный в камере сгорания корпуса, представляет собой монолитный заряд твердого топлива, свободно вложенный в камеру сгорания корпуса устройства.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заряд твердого топлива, расположенный в камере сгорания корпуса, представляет собой монолитный заряд твердого топлива, скрепленный со стенками камеры сгорания корпуса устройства.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть корпуса устройства, включающая камеру сгорания, выполнена в виде конуса.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть корпуса устройства, включающая камеру сгорания, выполнена в виде цилиндра.

18. Устройство по п.16 или 17, отличающееся тем, что на корпусе устройства установлен обтюрирующий поясок.

19. Устройство по п.16 или 17, отличающееся тем, что на крышке устройства установлен обтюрирующий поясок.

20. Устройство по п.16 или 17, отличающееся тем, что сопловые отверстия днища выполнены под углом к оси симметрии устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области артиллерии, более конкретно к гладкоствольным и нарезным артиллерийским системам преимущественно среднего и крупного калибра, осуществляющим метание артиллерийского снаряда за счет воздействия на него продуктов сгорания метательного заряда.

Известно, что в классических артиллерийских системах после воспламенения пороха процесс взаимодействия продуктов сгорания метательного заряда со снарядом становится неуправляемым, то есть никакие внешние физические воздействия влияния на него не оказывают. Динамика выстрела может быть заранее запрограммирована соответствующим заданием исходных данных, например применением различных конструктивных схем заряжания.

Известно, что в случае обычной схемы заряжания изменение давления в области каморы, начиная с некоторого момента времени, не влияет на движение снаряда в силу конечной скорости передачи возмущений в среде продуктов сгорания, при этом часть метательного заряда расходуется впустую [Русяк И.Г., Ушаков В.М. Внутрикамерные гетерогенные процессы в ствольных системах. Екатеринбург: УрО РАН, 2001, 259 с.].

Известен моноблок конвективного горения, представляющий собой заряд пороха пористой структуры с переменной по длине пористостью [Русяк И.Г., Ушаков В.М. Внутрикамерные гетерогенные процессы в ствольных системах. Екатеринбург: УрО РАН, 2001, 259 с.]. Моноблок конвективного горения присоединен к дну снаряда при помощи клеевого соединения. Воспламенение моноблока осуществляется горячими продуктами сгорания основного метательного заряда (зерненного или трубчатого), расположенного в каморе ствола орудия. Таким образом, снаряд движется в стволе орудия под действием давления продуктов сгорания основного метательного заряда и соединенного со снарядом моноблока, конструкция которого позволяет осуществить регулирование газоприхода в процессе выстрела. Увеличение дульной скорости снаряда по сравнению с обычной схемой заряжания обусловлено компенсацией волны разрежения, образующейся при движении снаряда в стволе артиллерийского орудия, за счет притока продуктов сгорания от соединенного со снарядом моноблока.

Использование описанного моноблока конвективного горения в качестве устройства увеличения дульной скорости снаряда имеет ряд недостатков. Одним из них является низкая надежность клеевого соединения, посредством которого осуществляется соединение моноблока со снарядом (возможны отслоения клеевого состава при длительном хранении выстрела либо в процессе выстрела), которая может служить причиной возникновения зазора между моноблоком и торцом снаряда и, как следствие, уменьшения дульной скорости снаряда. Более того, описанный моноблок может быть применен лишь в условиях унитарного заряжания, поскольку отсутствует устройство, позволяющее осуществить соединение моноблока со снарядом непосредственно перед выстрелом. По этой же причине невозможно регулировать дульную скорость снаряда непосредственно перед выстрелом путем изменения массы моноблока. Раздельное заряжание особенно актуально в случаях, когда стрельба ведется снарядами большого удлинения, такими, например, как высокоточные боеприпасы с лазерным полуактивным наведением. Кроме того, процесс воспламенения моноблока, соединенного со снарядом, является нерегулируемым, то есть невозможно регулировать момент времени воспламенения моноблока.

Известен донный газогенератор (варианты), предназначенный для увеличения дальности полета или уменьшения времени полета мин и снарядов ствольной артиллерии [Andersson; Kurt G. (Farsta, SE), Gunners; Nils-Erik (Vasterhaninge, SE), Nilsson; Yngve L. (Strangnas, SE). Base bleed unit / Патент США № 4807532. 28 февраля 1989 г.].

Донный газогенератор содержит корпус, заряд твердого топлива и воспламенитель. Заряд твердого топлива и воспламенитель размещены в корпусе донного газогенератора. В корпусе выполнено, по крайней мере, одно сопло, предназначенное для воспламенения пиротехнического состава воспламенителя продуктами сгорания метательного заряда и истечения через него продуктов сгорания воспламенителя и заряда твердого топлива. Присоединение донного газогенератора к снаряду осуществляется посредством резьбового соединения и может быть выполнено непосредственно перед выстрелом. Воспламенение помещенного в корпус донного газогенератора заряда твердого топлива осуществляется непосредственно после вылета снаряда из ствола артиллерийского орудия путем воздействия на его поверхность продуктов сгорания воспламенителя. Воспламенитель представляет собой заряд пиротехнического состава, не чувствительного к перепадам давления, имеющим место в зоне его расположения при вылете снаряда из ствола артиллерийского орудия, и воспламеняется горячими продуктами сгорания метательного заряда. Конструкция донного газогенератора предполагает воспламенение заряда твердого топлива сразу после вылета снаряда из ствола орудия.

С помощью описанного донного газогенератора невозможно воспламенить заряд твердого топлива в заданный момент времени, определяемый расчетным путем исходя из максимальной дальности полета снаряда и отличный от момента времени вылета снаряда из ствола орудия. Также описанный донный газогенератор не может быть использован для увеличения дальности полета активно-реактивного снаряда, имеющего собственное разгонное устройство, отверстия для выхода продуктов сгорания в котором расположены на днище снаряда, поскольку не предусмотрено отделение донного газогенератора от снаряда в полете. Использование описанного донного газогенератора для увеличения дальности полета активно-реактивного снаряда с передним расположением разгонного устройства также нецелесообразно, поскольку нет возможности отделить этот донный газогенератор от снаряда до включения разгонного устройства активно-реактивного снаряда с целью повышения эффективности его работы. Кроме того, поскольку соединение донного газогенератора со снарядом осуществляется за счет резьбового соединения, присоединение описанного донного газогенератора к снаряду требует значительных затрат времени, что крайне нежелательно в условиях ведения боевых действий.

Известен отбрасываемый в полете разгонный двигатель, принятый в качестве прототипа заявляемого устройства, установленный на реактивном снаряде [Fenton; George H.A. (Stevenage, GB), Dransfield; Alfred E. (Stevenage, GB). Missiles / Патент США № 4745861. 24 мая 1988 г.]. Реактивный снаряд содержит основной двигатель, расположенный в основной части снаряда, и сопло основного двигателя, расположенное в хвостовой части снаряда. Разгонный двигатель содержит наружную и внутреннюю цилиндрические стенки, образующие камеру сгорания кольцевого поперечного сечения, в которой расположен заряд твердого топлива, а также днище с сопловыми отверстиями, предназначенными для выхода продуктов сгорания заряда твердого топлива, расположенного в камере сгорания. Часть сопловых отверстий может быть расположена под углом к оси снаряда для создания крутящего момента. Днище содержит кольцевой выступ, обращенный внутрь потока продуктов сгорания основного двигателя снаряда. Разгонный двигатель включает узел крепления, посредством которого осуществляется соединение его с хвостовой частью снаряда с возможностью последующего отделения разгонного двигателя от снаряда во время полета под воздействием потока продуктов сгорания основного двигателя на кольцевой выступ, расположенный на днище разгонного двигателя. Узел крепления разгонного двигателя позволяет передавать снаряду крутящий момент.

Так как отделение разгонного двигателя от снаряда осуществляется в результате воздействия потока продуктов сгорания из основного двигателя снаряда на кольцевой выступ разгонного двигателя, происходит потеря части энергии потока, что сопровождается уменьшением суммарного импульса тяги основного двигателя снаряда и, следовательно, уменьшением дальности полета снаряда. Величина потери суммарного импульса тяги зависит от усилия, необходимого для срезания винтов, посредством которых разгонный двигатель крепится к хвостовой части снаряда, а также от времени достижения этого усилия.

Задачей изобретения является повышение баллистической эффективности выстрела.

Устройство увеличения дальности полета снаряда позволяет повысить баллистическую эффективность выстрела как за счет увеличения дульной скорости снаряда, так и за счет компенсации аэродинамического сопротивления, возникающего при движении снаряда в плотных слоях атмосферы, и сообщения снаряду дополнительного ускорения.

Повышение баллистической эффективности выстрела и увеличение дальности полета снаряда достигаются за счет того, что конструкция устройства увеличения дальности полета снаряда позволяет воспламенять заряд твердого топлива, расположенный в корпусе устройства, и отделять это устройство от снаряда в моменты времени, определяемые путем решения задачи оптимизации. Целевой функцией, значение которой необходимо обеспечить максимальным, при решении указанной задачи оптимизации является дальность полета снаряда, которая определяется на каждой итерации процесса оптимизации исходя из решения задач:

- математического моделирования процесса выстрела снаряда из ствола артиллерийского орудия с учетом неравномерности распределения давления по длине заснарядного пространства и пространства перед снарядом;

- математического моделирования движения снаряда в плотных слоях атмосферы с учетом аэродинамического сопротивления, неравномерности распределения давления и плотности воздуха по высоте, работы устройства увеличения дальности полета и/или разгонного двигателя снаряда с образованием реактивной тяги.

Техническим результатом использования изобретения является увеличение дальности полета снаряда, повышение эффективности использования метательного заряда в случае работы заявляемого устройства на ствольном участке траектории движения снаряда. Использование технического решения позволяет также управлять дальностью полета снаряда за счет присоединения устройства к снаряду или отсоединения его от снаряда непосредственно перед выстрелом.

Поставленная задача достигается тем, что устройство увеличения дальности полета снаряда, состоящее из корпуса с камерой сгорания, в которой расположен заряд твердого топлива, днища с сопловыми отверстиями, воспламенителя, узла крепления к снаряду, дополнительно содержит механизм запуска, блок питания, преобразователь напряжения, блок управления, установленные в корпусе устройства, сопловые заглушки, установленные в сопловых отверстиях днища, реле давления, а узел крепления к снаряду содержит электромагниты и крышку устройства, на торцевой поверхности которой выполнены выступы.

Узел крепления к снаряду может содержать один электромагнит с сердечником кольцевого поперечного сечения.

Узел крепления к снаряду может содержать несколько электромагнитов, сердечники которых выполнены в виде стержней сплошного поперечного сечения или стержней с центральным отверстием. Сердечники электромагнитов могут быть выполнены в виде стержней круглого или прямоугольного поперечного сечения из цельного магнитомягкого материала или из набора листов магнитомягкого материала.

Заряд твердого топлива, расположенный в камере сгорания корпуса, может быть выполнен в виде навески пороховых элементов зернистой формы, сферической формы, трубчатой формы, либо может представлять собой монолитный заряд твердого топлива, свободно вложенный или скрепленный со стенками корпуса устройства.

Часть корпуса устройства, включающая камеру сгорания, может быть выполнена либо в виде конуса, либо в виде цилиндра.

На корпусе устройства, либо на крышке устройства, может быть установлен обтюрирующий поясок.

Сопловые отверстия днища могут быть выполнены под углом к оси симметрии устройства.

Система управления работой устройства, состоящая из реле давления, блока питания, преобразователя напряжения, блока управления и узла крепления к снаряду, позволяет:

- воспламенять заряд твердого топлива, расположенный в устройстве увеличения дальности полета снаряда, как на ствольном участке траектории, так и после вылета снаряда из ствола орудия в моменты времени, определяемые расчетным путем исходя из максимальной дальности полета снаряда;

- отделять устройство от снаряда после вылета снаряда из ствола орудия и после прекращения горения заряда твердого топлива в моменты времени, определяемые расчетным путем исходя из максимальной дальности полета снаряда.

Электромагниты представляют собой электротехнические устройства, состоящие из токопроводящей обмотки и сердечника, который намагничивается (приобретает свойства магнита) при прохождении по обмотке электрического тока. Сердечники электромагнита выполнены из магнитомягкого материала с высоким значением намагничиваемости, например из пермаллоя, содержащего 79% никеля, 20% железа и 1% кобальта. Прохождение по обмотке электромагнита электрического тока заданной величины и направления обеспечивается блоком питания и преобразователем напряжения.

Соединение заявляемого устройства со снарядом осуществляется за счет силы притяжения электромагнитов, зависящей от величины силы тока в токопроводящей обмотке сердечника. При этом предполагается, что нижняя часть корпуса снаряда выполнена из магнитного материала, магнитные характеристики которого позволяют обеспечить надежное крепление устройства к снаряду, а поверхности выступов торца крышки устройства входят в зацепление с соответствующими ответными поверхностями нижней части корпуса снаряда, обеспечивая возможность передачи снаряду осевой силы и крутящего момента.

Отделение заявляемого устройства от снаряда на траектории осуществляется за счет прекращения подачи электрического тока к токопроводящим обмоткам электромагнитов по команде от блока управления, в результате чего сердечники электромагнитов размагничиваются, а также за счет действия на наружную поверхность элементов устройства аэродинамического сопротивления трения, обусловленного вязкостью воздуха. При наличии силы сцепления между устройством и снарядом, обусловленной остаточной намагниченностью сердечников, для преодоления которой и отделения заявляемого устройства от снаряда аэродинамического сопротивления трения недостаточно, на обмотки сердечников электромагнитов, с целью снятия остаточной намагниченности сердечников электромагнитов, может быть подан электрический ток заданной величины обратного направления.

Соосность расположения заявляемого устройства и снаряда обеспечивается за счет наличия на днище снаряда цилиндрического выступа, который входит в цилиндрическое углубление крышки устройства.

Компенсация аэродинамического сопротивления, возникающего при движении снаряда в атмосфере, либо компенсация волны разрежения, образующейся при движении снаряда в стволе артиллерийского орудия, а также дополнительное ускорение снаряда на траектории обеспечиваются истечением продуктов сгорания заряда твердого топлива, расположенного в корпусе заявляемого устройства, из сопловых отверстий днища устройства.

Заявляемое устройство может быть применено для увеличения дальности полета как активных, так и активно-реактивных артиллерийских снарядов. В случае метания активного снаряда, не имеющего разгонного двигателя или газогенератора, предназначенного для увеличения дальности полета снаряда и срабатывающего на траектории полета, заявляемое устройство может не отделяться от снаряда. В случае метания активно-реактивного снаряда заявляемое устройство отделяется от снаряда до включения разгонного двигателя или газогенератора снаряда.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство увеличения дальности полета снаряда, часть корпуса которого, включающая камеру сгорания, выполнена в виде цилиндра, на фиг.2 представлено устройство, часть корпуса которого, включающая камеру сгорания, выполнена в виде конуса, на фиг.3 представлена условная функциональная схема устройства, на фиг.4 - пространственное изображение устройства, на фиг.5 представлена схема соединения устройства со снарядом.

Заявляемое устройство содержит корпус 1, днище 2 с сопловыми отверстиями 3, электромагниты 4, крышку 5, реле давления 6, воспламенитель 7, механизм запуска 8, блок питания 9, блок управления 10, преобразователь напряжения 11, заряд твердого топлива 12, сопловые заглушки 13, прокладку 14.

При этом заявляемое устройство содержит электромагниты 4 с сердечниками в виде стержней в количестве не менее трех штук, либо один электромагнит с сердечником кольцевого поперечного сечения, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии заявляемого устройства.

Указанные электромагниты 4 и крышка 5 устройства образуют узел крепления к снаряду, посредством которого осуществляется соединение устройства с задней частью снаряда.

С целью передачи снаряду крутящего момента при движении по каналу ствола, либо при движении в атмосфере на торце крышки и нижней части снаряда могут быть выполнены выступы, как показано на фиг.4 и фиг.5.

Днище 2 и крышка 5 могут крепиться к корпусу 1 посредством радиальных винтов, как показано на фиг.1, фиг.2, фиг.4 и фиг.5.

На чертежах фиг.4 и фиг.5 показано, что сопловые отверстия 3 расположены в днище 2 по концентрическим окружностям, причем сопловые отверстия, расположенные по окружности наибольшего диаметра, могут быть выполнены под углом к оси днища для образования крутящего момента при истечении через них продуктов сгорания заряда твердого топлива 12. В общем же случае под углом к оси днища могут быть выполнены все сопловые отверстия 3, либо некоторые из них, не обязательно расположенные по окружности наибольшего диаметра.

На чертежах фиг.1, фиг.2 и фиг.4 заряд твердого топлива 12 условно изображен в виде монолитного заряда твердого топлива, скрепленного со стенками корпуса 1 устройства, хотя может быть выполнен свободно вложенным, либо состоять из трубчатых пороховых элементов, зернистых пороховых элементов, пороховых элементов сферической или какой-либо другой формы. Также заряд твердого топлива 12 может представлять комбинацию пороховых элементов различной формы с различными физико-химическими и баллистическими характеристиками. Кроме того, заряд твердого топлива 12 может представлять собой комбинацию вышеуказанных монолитного заряда твердого топлива и навески зернистых пороховых элементов.

Блок питания 9 содержит электрический источник питания, обеспечивающий электрическим питанием воспламенитель 7, электромагниты 4 и блок управления 10.

Блок управления 10 включает микропроцессор, осуществляющий управление работой устройства увеличения дальности полета снаряда и формирующий сигналы для срабатывания воспламенителя 7 и отключения электромагнитов от электрического источника питания.

Преобразователь напряжения 11 служит для преобразования электрического тока при передаче его от электрического источника питания блока питания к блоку управления 10 и от блока управления 10 к электромагнитам 4.

Сопловые заглушки 13, предназначенные для предотвращения прорыва газообразных продуктов сгорания основного метательного заряда во внутреннюю полость корпуса 1 заявляемого устройства, могут быть выполнены, например, из мягкого металла или сплава, полимерного материала или материала на основе растительных волокон. При выполнении сопловых заглушек 13 из мягкого металла или сплава они, в целях уменьшения массы устройства, могут быть получены из листового материала путем штамповки. Для надежной фиксации описанных сопловых заглушек 13 в сопловых отверстиях 3 может быть использована прокладка 14, выполненная, например, из картона и приклеенная к днищу 2 после установки в его сопловые отверстия 3 сопловых заглушек 13, как показано на фиг.1, фиг.2 и фиг.4. Также сопловые заглушки 13 могут быть зафиксированы в сопловых отверстиях 3 днища 2 посредством запрессовки, или с помощью клеевого состава, что исключает необходимость использования прокладки 14.

Заявляемое устройство увеличения дальности полета снаряда работает следующим образом.

При стыковании устройства со снарядом выступ, имеющийся на нижней части снаряда, входит в цилиндрическое углубление, либо цилиндрическое отверстие крышки 5 устройства и, оказывая силовое воздействие на исполнительный элемент механизма запуска 8, расположенного в устройстве, обеспечивает его перемещение. При перемещении исполнительного элемента механизма запуска 8 осуществляется замыкание двух электрических цепей, одна из которых содержит блок питания 9, блок управления 10 и преобразователь напряжения 11, а другая содержит блок питания 9, электромагниты 4 и преобразователь напряжения 11. Подача электрического тока в блок управления 10 обеспечивает включение в работу микропроцессора, расположенного в блоке управления 10. При прохождении электрического тока через токопроводящие обмотки электромагнитов 4 происходит намагничивание сердечников электромагнитов 4, выполненных из магнитомягкого материала, и за счет возникающей при этом силы притяжения электромагнитов осуществляется поджатие устройства к нижней части снаряда. При поджатии устройства к нижней части снаряда за счет наличия на днище снаряда и торце крышки 5 устройства выступов обеспечивается фиксация устройства относительно снаряда в угловом положении.

Стыкование устройства со снарядом может производиться либо до заряжания снаряда в ствол орудия, либо при заряжании орудия, когда устройство стыкуется с уже расположенным в канале ствола снарядом.

После воспламенения всего или части основного метательного заряда, расположенного в каморе ствола орудия, продукты сгорания метательного заряда, расширяясь, достигают днища 2 заявляемого устройства, присоединенного к нижней части метаемого снаряда, и оказывают силовое воздействие на чувствительный элемент реле давления 6, настроенного на срабатывание при давлении, меньшем давления форсирования. При срабатывании реле давления 6 происходит замыкание электрической цепи, в которую входят реле давления 6 и блок управления 10, и микропроцессором, входящим в блок управления, начинается отсчет времени, дискретность которого зависит от тактовой частоты работы этого микропроцессора.

Под воздействием сил давления от продуктов сгорания метательного заряда снаряд и устройство увеличения дальности полета снаряда начинают совместно перемещаться вдоль ствола орудия, прямолинейно или по винтовой линии, в зависимости от типа орудия. При этом продукты сгорания основного метательного заряда через прокладку 14 воздействуют на сопловые заглушки 13, в результате чего происходит поджатие сопловых заглушек 13 к сопловым отверстиям 3. Поскольку заглушки 13 имеют конические поверхности, размеры которых соответствуют размерам конических сопловых отверстий 3, происходит их заклинивание в сопловых отверстиях 3, в результате чего продукты сгорания метательного заряда не проникают во внутренний объем корпуса 1, чем и достигается надежное предотвращение воспламенения заряда твердого топлива 12.

В заданный момент времени блок управления 10 формирует сигнал на воспламенение заряда твердого топлива 12, то есть обеспечивает замыкание электрической цепи, в которую входят блок питания 9 и воспламенитель 7. Прохождение электрического тока через воспламенитель 7 вызывает его срабатывание.

Вследствие теплопередачи от пороховых газов, полученных от воспламенителя 7, к заряду твердого топлива 12 происходят прогрев и воспламенение заряда твердого топлива 12. Начало горения заряда твердого топлива 12 сопровождается быстрым увеличением давления продуктов сгорания в камере сгорания корпуса 1 устройства. При достижении в камере сгорания корпуса 1 некоторого давления, большего уровня давления в области перед сопловыми отверстиями 3 снаружи днища, продукты сгорания заряда твердого топлива 12 начинают истекать из сопловых отверстий 3 днища 2, выталкивая сопловые заглушки 13 и прокладку 14.

Истечение продуктов сгорания заряда твердого топлива 12 из сопловых отверстий 3 обусловливает возникновение реактивной тяги Р, действующей на заявляемое устройство и передаваемой снаряду. При этом реактивная тяга Р определяется как сумма реактивных тяг, развиваемых каждым сопловым отверстием 3 в отдельности. То есть

где n - количество сопловых отверстий 3 днища 2. Здесь

где G_i - секундный массовый расход продуктов сгорания, W_i -скорость истечения продуктов сгорания, - площадь выходного сечения, - давление продуктов сгорания в выходном сечении, - давление продуктов сгорания за выходным сечением для i-го соплового отверстия 3.

После прекращения горения заряда твердого топлива 12 в момент времени, определяемый расчетным путем исходя из максимальной дальности полета снаряда, блок управления 10 формирует сигнал на отделение устройства от снаряда и обеспечивает размыкание электрической цепи, в которую входят блок питания и преобразования 9 и электромагниты 4. Вследствие этого подача электрического тока на токопроводящие обмотки электромагнитов 4 прекращается. Сердечники электромагнитов 4, выполненные из магнитомягкого материала, размагничиваются, а сила притяжения электромагнитов 4 при этом уменьшается, достигая величины, обусловленной остаточной намагниченностью сердечников 4. Под воздействием силы аэродинамического сопротивления трения, величина которой больше величины силы поджатия устройства к нижней части снаряда за счет остаточной намагниченности сердечников электромагнитов 4, при движении в атмосфере происходит отделение устройства от снаряда.

Заявляемое устройство увеличения дальности полета снаряда может начать работать как на ствольном участке траектории, так и после вылета снаряда из ствола артиллерийского орудия.

При срабатывании устройства на ствольном участке траектории горение заряда твердого топлива 12 может продолжаться как до, так и после выхода донной части устройства за дульный срез ствола орудия. При этом на ствольном участке траектории снаряда посредством истечения продуктов сгорания заряда твердого топлива 12 через сопловые отверстия 3 осуществляется компенсация волны разрежения, образующейся при движении снаряда по стволу артиллерийского орудия, а также имеет место дополнительное ускорение снаряда за счет реактивной тяги.

При срабатывании устройства после вылета снаряда из ствола артиллерийского орудия истечение продуктов сгорания заряда твердого топлива 12 из сопловых отверстий 3 днища 2 компенсирует аэродинамическое сопротивление движению снаряда в плотных слоях атмосферы, частично или полностью ликвидируя донное разрежение, или сообщает снаряду дополнительное ускорение.

В случае использования заявляемого устройства для увеличения дальности полета активного снаряда устройство может не отделяться от снаряда.

В случае использования заявляемого устройства для увеличения дальности полета активно-реактивного снаряда сигнал на отделение устройства от снаряда формируется блоком управления 10 до срабатывания разгонного двигателя или газогенератора снаряда.

Известно, что в настоящее время имеет место тенденция применения в ствольных артиллерийских системах модульных метательных зарядов, представляющих собой пороховые заряды, помещенные в оболочки из сгорающего в процессе выстрела материала. При этом метательный заряд формируется набором модульных метательных зарядов, расположенных последовательно в каморе ствола орудия. При стрельбе из артиллерийского орудия снарядом с использованием метательного заряда, сформированного набором модульных метательных зарядов, заявляемое устройство может быть использовано вместо одного или нескольких указанных модульных метательных зарядов.

Известно, что при стрельбе из нарезного артиллерийского орудия управляемыми боеприпасами, имеющими стабилизаторы, раскрывающиеся в полете, вращение снаряда оказывает неблагоприятное воздействие на стабилизаторы во время их раскрытия, вызывая в некоторых случаях их деформацию. При этом, вследствие деформации стабилизаторов, имеет место нарушение аэродинамических характеристик снаряда, его отклонение от заданной траектории и, как следствие, непопадание в цель. Хотя указанные управляемые боеприпасы выполняются, как правило, с проворачивающимся относительно оси снаряда обтюрирующим пояском, это не позволяет полностью устранить проблему. Решить эту проблему можно путем использования заявляемого устройства, у которого часть сопловых отверстий 3 выполнена под углом к оси снаряда таким образом, что истечение продуктов сгорания из этих сопловых отверстий создает крутящий момент относительно оси снаряда, направленный в сторону, противоположную направлению нарезов ствола. При этом угол наклона указанных сопловых отверстий относительно оси снаряда составляет величину, при которой обеспечивается крутящий момент, позволяющий полностью или частично устранить вращение снаряда на ствольном участке траектории.

Известно, что наличие обтюрирующего пояска на снаряде, движущемся в плотных слоях атмосферы, негативным образом сказывается на аэродинамических характеристиках снаряда и, тем самым, снижает дальность его полета. Аэродинамические характеристики снаряда в этом случае можно улучшить путем установки обтюрирующего пояска на заявляемое устройство, отбрасываемое в полете. При этом наиболее целесообразно осуществлять установку обтюрирующего пояска в верхней части цилиндрического участка корпуса устройства для того, чтобы в случае работы устройства на ствольном участке траектории цилиндрическая часть корпуса устройства находилась в условиях всестороннего сжатия продуктами сгорания основного метательного заряда и заряда твердого топлива, расположенного в камере сгорания корпуса устройства.

Дополнительными положительными эффектами использования технического решения являются:

- устранение неблагоприятного воздействия вращения снаряда на стабилизаторы, раскрывающиеся после вылета снаряда из ствола орудия;

- улучшение аэродинамических характеристик снаряда за счет установки обтюрирующего пояска на заявляемое устройство, отбрасываемое в полете, вместо установки его на корпус наряда;

- увеличение эффективности работы разгонного двигателя или газогенератора активно-реактивного снаряда;

- повышение эксплуатационных характеристик артиллерийского выстрела.

Увеличение эффективности работы разгонного двигателя или газогенератора активно-реактивного снаряда обеспечивается за счет устранения потерь суммарного импульса тяги на отделение заявляемого устройства путем отделения его от снаряда до включения разгонного двигателя или газогенератора снаряда.

Повышение эксплуатационных характеристик артиллерийского выстрела обеспечивается возможностью управления дальностью полета снаряда непосредственно перед выстрелом путем оперативного присоединения заявляемого устройства к снаряду непосредственно перед выстрелом в условиях дефицита времени.