Реактивный снаряд системы залпового огня

 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при проектировании реактивных снарядов с кассетной головной частью систем залпового огня, запускаемых из трубчатых направляющих. Снаряд содержит кассетную головную часть с боевыми элементами, ракетный двигатель и переходный элемент между двигателем и головной частью. В качестве боевых элементов использованы самоприцеливающиеся боевые элементы, расположенные тандемно с эксцентриситетом относительно оси головной части, лежащим в одной плоскости для всех элементов и взаимно противоположным у каждого последующего элемента и равным 0,18-0,24 диаметра боевого элемента. Переходный элемент выполнен в виде двух сферических доньев, размещенных последовательно, одно из которых резьбовое, а другое-вкладное, заневоленное между резьбовым дном и корпусом двигателя. Оба дна соединены между собой беззазорно, например, с помощью компаунда. В зоне резьбового дна размещен стопорный элемент для фиксации резьбового дна относительно головной части. Вкладное дно выполнено из полимерного композиционного материала на основе кремнеземного стекловолокна и фенольнополиамидного связующего с модулем упругости 120000-150000 Н/мм². С наружной стороны резьбовое дно снабжено пакетом сферических прокладок. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при проектировании реактивных снарядов (РС) с кассетной головной частью (КГЧ) систем залпового огня (СЗО), запускаемых на трубчатых направляющих.

При проектировании РС наиболее важной задачей, требующей постоянного решения, было и остается обеспечение боевой эффективности СЗО, которая в свою очередь в значительной мере зависит от кучности стрельбы РС.

Для улучшения характеристик кучности в современных РСЗО применяют упрощенную систему управления снарядом на активном участке траектории (АУТ), а именно, блок системы коррекции траектории РС по дальности и направлению стрельбы.

Особенностью современных РС является их значительное удлинение, как правило, 15 - 25 калибров.

Такое удлинение снаряда обязывает предъявлять высокие требования как к компоновке, так и к геометрическим и жесткостно-частотным характеристикам РС. В противном случае резко снижаются возможности корректирующей системы противодействовать колебаниям и неустойчивости РС на траектории, что значительно ухудшает кучность стрельбы.

Проведенные специальные пуски снарядов, оснащенных радиотелеметрической аппаратурой, с различными значениями перечисленных выше параметров подтвердили функциональную зависимость кучности от этих параметров.

Таким образом, выполнение высоких требований к уже названным выше параметрам является весьма актуальной задачей. Известен Противотанковый РС с кассетной боевой задачей, ФРГ, Экспресс-информация, N 12 (384), 1979, с.23, принятый авторами за прототип и содержащий ракетный двигатель со стабилизатором, кассетную головную часть с боевыми элементами, переходный элемент между двигателем и головной частью.

В этой конструкции поднимаемые авторами вопросы по выполнению требований к приведенным выше параметрам РС или не рассматриваются, или рассматриваются косвенно Так и не решены вопросы по оптимальному размещению боевых элементов (БЭ) в КГЧ, выбору рациональных жесткостно-частотных характеристик РС и т.д.

Технический результат изобретения заключается в улучшении кучности стрельбы за счет совершенствования компоновки, выбора рациональных геометрических и жесткостно-частотных характеристик снаряда.

Указанное достигается тем, что в предложенном РС системы залпового огня, содержащем кассетную головную часть с боевыми элементами, ракетный двигатель со стабилизатором, переходный элемент между двигателем и головной частью, в качестве боевых элементов использованы самоприцеливающиеся боевые элементы, расположенные тандемно с эксцентриситетом относительно оси головной части, лежащим в одной плоскости для всех элементов и взаимно противоположным у каждого последующего элемента и равным 0,18 - 0,24 диаметра боевого элемента, а переходный элемент выполнен в виде двух сферических доньев, размещенных последовательно, одно из которых резьбовое, а другое вкладное, заневоленное между резьбовым дном и корпусом двигателя, причем оба дна соединены между собой беззазорно, например, с помощью компаунда, кроме того в зоне резьбового дна размещен стопорный элемент для фиксации резьбового дна относительно головной части, при этом вкладное дно выполнено из полимерного композиционного материала на основе кремнеземного стекловолокна и фенольнополиамидного связующего с модулем упругости 120000 - 150000 Н/мм², а с наружной стороны резьбовое дно снабжено пакетом сферических прокладок.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый РС отличается от прототипа тем, что в качестве боевых элементов использованы самоприцеливающиеся боевые элементы, расположенные тандемно с эксцентриситетом относительно оси головной части, лежащим в одной плоскости для всех элементов и взаимно противоположным у каждого последующего элемента и равным 0,18 - 0,24 диаметра боевого элемента, а переходный элемент выполнен в виде двух сферических доньев, размещенных последовательно, одно из которых резьбовое, а другое - вкладное, заневоленное между резьбовым дном и корпусом двигателя, причем оба дна соединены между собой беззазорно, например, с помощью компаунда, кроме того в зоне резьбового дна размещен стопорный элемент для фиксации резьбового дна относительно головной части, при этом вкладное дно выполнено из полимерного композиционного материала на основе кремнеземного стекловолокна и фенольнополиамидного связующего с модулем упругости 120000 - 150000 Н/мм², а с наружной стороны резьбовое дно снабжено пакетом сферических прокладок.

Поэтому данное техническое решение отвечает критерию "новизна".

В результате исследования уровня техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, обнаружено, что заявленное техническое решение для специалиста явным образом не следует из известного на сегодня существующего уровня техники.

Поэтому можно сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображен общий вид РС с переходным элементом; на фиг.2 - схема поражения цели самоприцеливающимися БЭ; на фиг.3 - схема деформаций переходного элемента при воздействии силы давления газов в работающем РД.

Заявленный РС (фиг.1) содержит КГЧ 1 с самоприцеливающимися БЭ (СПБЭ) 2, расположенными тандемно с эксцентриситетом относительно оси КГЧ 1, лежащим относительно оси КГЧ 1, лежащим в одной плоскости для всех элементов и взаимно противоположным у каждого последующего СПБЭ 2 и равным 0,18 - 0,24 диаметра СПБЭ, корпус КГЧ 3, блок системы коррекции (БСК) 4, парашютный отсек (ПО) 5, сферическое резьбовое дно 6, соединенное беззазорно с сферическим вкладным дном 7, выполненным из полимерного композиционного материала на основе кремнеземного стекловолокна и фенольно-полиамидного связующего, с помощью компаунда 8, пакет сферических прокладок 9, размещенных на наружной поверхности резьбового дна 6, ракетный двигатель со стабилизатором 10, заряд твердого топлива 11.

Вкладное дно 7 заневолено между резьбовым дном 6 и внутренней поверхностью корпуса РД 10, при этом в зоне резьбового дна размещен стопорный элемент 12 для фиксации резьбового дна относительно КГЧ 1.

На фиг.2 показана приведенная площадь поражения одним СПБЭ с вероятностью поражения цели 0,8 13 и приведенная площадь поражения одним СПБЭ с вероятностью поражения 0,7 14.

При воспламенении заряда твердого топлива 11 (фиг.1) происходит сход РС из трубчатой направляющей и движение на траектории, корректируемое с помощью БСК4, до района расположения цели. В районе цели КГЧ 1 отделяется от ракетного двигателя 10 и на парашюте, находящемся в ПО 5, опускается к цели. На определенной высоте сбрасывается корпус 3 КГЧ 1 вдоль оси головной части в сторону, противоположную движению КГЧ 1 и под действием выбрасывающих сил происходит освобождение СПБЭ 2, которые поражают цель.

Расположение СПБЭ 2 тандемно с эксцентриситетом относительно продольной оси КГЧ, лежащим в одной плоскости для всех элементов и взаимно противоположным у каждого последующего элемента, равным 0,18 - 0,24 диаметра боевого элемента, обеспечивающее оптимальный коэффициент заполнения, как показывают теоретические исследования, подтвержденные экспериментально, позволяют с требуемой вероятностью 0,7 - 0,8 поразить цель, фиг.2,а, где сплошная линия 14 соответствует эксцентриситету БЭ 2 в КГЧ, равным 0,18 диаметра элемента 2 и вероятности поражения цели 0,7, а штриховая 13-0,24 диаметра СПБЭ и вероятности поражения 0,8. При смещении СПБЭ меньше 0,18 или больше 0,24 вероятность поражения цели ниже требуемого для решения боевой задачи предела 0,7, что подтверждено летно-конструкторскими испытаниями РС (фиг.2,б).

Выполнение соединения резьбового дна 6 (фиг.1) корпуса двигателя 10 с помощью вкладного дна 7, заневоленного между этими элементами и фиксация резьбового дна относительно головной части 3 с помощью стопорного элемента 12 обеспечивает требуемую жесткость конструкции РС.

Соединение между собой резьбового 6 и вкладного 7 доньев беззазорно с помощью компаунда 8 существенно снижают деформацию переходного элемента при воздействии силы давления газов в работающем РД, что иллюстрируется на фиг. 3, где на фиг.3,б, 3,в, приведены эпюры деформации доньев 6 и 7 переходного элемента, соединенных с зазором, из которых видно, что при выборе зазора величина деформации на вкладное дно возрастает на величину зазора, приводит к его разрушению и демонтажу РС.

На фиг.3,д, приведена эпюра деформации переходного элемента с подсоединенными между собой доньями 6 и 7 компаундом 8, из которой видно, что деформация существенно снижается и таким образом обеспечивает надежное функционирование снаряда на траектории.

При горении заряда твердого топлива 11 в РД 10 иногда наблюдается явление неустойчивого вибрационного горения, одним из отрицательных результатов которого является возникновение продольных колебаний с частотой до 200 Гц (Орлов Б.В., Мазинг Г.Ю. Термодинамические и баллистические основы проектирования ракетных двигателей на твердом топливе. - М.: Машиностроение, 1964, с. 256 - 266). Это представляет большую опасность для прочности работающего на траектории двигателя, особенно в районе переходного элемента.

Для борьбы с этим вредным явлением вкладное дно 7 выполнено из полимерного композиционного материала на основе кремнеземного стекловолокна и фенольнополиамидного связующего с модулем упругости 120000 - 150000 Н/мм², а с наружной стороны резьбовое дно 6 снабжено пакетом сферических прокладок 9.

Опыт отработки двигателя в стендовых условиях подтвердил правильность предлагаемого решения, обеспечивающего частоту продольных колебаний в допустимых пределах 8 - 10 Гц. Летно-конструкторские испытания показали, что все снаряды функционировали нормально.

Таким образом предлагаемый РС системы залпового огня повышает кучность стрельбы на 30 - 40%, что позволяет в 1,2-1,25 раза повысить боевую эффективность СЗО и является промышленно приемлемым, так как удобен для использования в реактивных системах залпового огня с трубчатыми направляющими и может выпускаться серийно в калибрах до 300 мм.

Учитывая перспективность предложенного снаряда, предприятие решило запатентовать его в ряде зарубежных стран.

Формула изобретения

1. Реактивный снаряд системы залпового огня, содержащий кассетную головную часть с боевыми элементами, ракетный двигатель со стабилизатором, переходной элемент между двигателем и головной частью, отличающийся тем, что в качестве боевых элементов использованы самоприцеливающиеся боевые элементы, расположенные тандемно с эксцентриситетом относительно оси головной части, лежащим в одной плоскости для всех элементов, взаимно противоположным у каждого последующего элемента и равным 0,18 - 0,24 диаметра боевого элемента, а переходной элемент выполнен в виде двух сферических доньев, размещенных последовательно, одно из которых резьбовое, а другое вкладное, заневоленное между резьбовым дном и корпусом двигателя, причем оба дна соединены между собой беззазорно, например, с помощью компаунда, кроме того, в зоне резьбового дна размещен стопорный элемент для фиксации резьбового дна относительно головной части.

2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что вкладное дно выполнено из полимерного композиционного материала на основе кремнеземного стекловолокна и фенольно-полиамидного связующего с модулем упругости 120000 - 150000 Н/мм², а с наружной стороны резьбовое дно снабжено пакетом сферических прокладок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3