Способ стрельбы зенитной управляемой ракетой и ракета для его реализации

 

Изобретение относится к зенитному артиллерийскому вооружению. Способ стрельбы зенитной управляемой ракетой (ЗУР) включает разгон ЗУР в два приема: сначала первичным двигателем малой тяги с пороховым зарядом из малодымного топлива, а затем основным стартовым двигателем до расчетной конечной скорости. По окончании работы первичный двигатель отделяют от ЗУР со скоростью отделения меньшей или равной скорости ЗУР. Основной стартовый двигатель включают с задержкой после отделения первичного двигателя. Способ реализуется ЗУР, размещенной в транспортно-пусковом контейнере, состоящей из маршевой ступени и состыкованного с ней при помощи устройства разделения ступеней отделяемого стартового двигателя. Ракета оснащена первичным стартовым двигателем малой тяги с пороховым зарядом из малодымного топлива. Первичный двигатель установлен в выходной части сопла основного стартового двигателя и скреплен с ним разрывными элементами. У переднего дна первичного двигателя малой тяги размещена камера отделения с тонкосводным пороховым зарядом и лучевым воспламенителем замедленного действия. В передней крышке и сопловой мембране основного стартового двигателя установлены герметичные электрические разъемы, образующие с соединяющими их проводами цепь поджига первичного двигателя. Изобретение обеспечивает стрельбу зенитной управляемой ракетой на большие расстояния с боевой машины в движении и повышает надежность боевой машины в целом. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к военной технике, а конкретно, к зенитным управляемым ракетам и способам стрельбы ими.

Известен способ стрельбы управляемой ракетой "Медведка" по "минометной" схеме [1] , включающий операции вертикального выброса ракеты из транспортно-пускового контейнера (ТПК), разворота в направлении на цель и разгона ракеты ракетным двигателем до конечной скорости [1].

Недостатком данного способа стрельбы и реализующего его ракетного комплекса является большая сила отдачи, действующая на пусковую установку при выбросе ракеты из транспортно-пускового контейнера (ТПК). Большая сила отдачи обусловленна тем, что задний срез контейнера закрыт глухим дном для обеспечения в контейнере необходимого давления газов от порохового аккумулятора давления.

По причине большой силы отдачи данный способ стрельбы не может быть применен для ЗУР, запускаемых с мобильных боевых машин, находящихся в движении, т.е. в положении "с ходу".

Известен также зенитный ракетный комплекс "Тунгуска" [2], выбранный в качестве прототипа, в котором ракеты стартуют из открываемых сзади транспортно-пусковых контейнеров без создания значительных сил, действующих на пусковую установку и боевую машину в целом.

Но данный способ может быть реализован для стрельбы малогабаритными ЗУР с ракетными двигателями тягой 1000-2000 кгс и небольшой дальностью поражения (10 км).

Зенитная управляемая ракета - ЗУР [3], реализующая этот способ, массой 42 кг (ТПК с ракетой 57 кг) выполнена по бикалиберной схеме с отделяемым двигателем. Этот двигатель сообщает ракете начальную скорость 900 м/с и отделяется по завершении работы, примерно через 2,6 с после старта. После вывода ЗУР на линию визирования цели ее маршевая ступень продолжает полет по инерции.

В маршевую ступень ЗУР входят функциональные блоки - неконтактный взрыватель, рулевая машинка, блок автопилота, гироскопический прибор автопилота, блок питания, боевая часть, аппаратура радиоуправления и устройство разделения ступеней.

Однако для стрельбы ЗУР на дальность 20-30 км требуются значительно более мощные ракетные двигатели с тягой 5000-7000 кгс. При этом двигатели с такой тягой при старте ЗУР воздействуют своей реактивной струей на боевую машину с чрезмерными нагрузками, недопустимыми в первую очередь для оптико-электронных приборов управления, антенн, радиолокаторов и соседних транспортно-пусковых контейнеров с ЗУР (обычно на одной машине устанавливается 8-12 ЗУР массой до 100 кг каждая).

Кроме того, при старте ЗУР с мощным ракетным двигателем вокруг боевой машины образуется плотное пыледымовое облако, препятствующее нормальной работе системы управления с оптическими линиями связи.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение стрельбы ЗУР с боевых машин в движении на большие дальности (20-30 км) при одновременном повышении надежности боевой машины в целом.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе стрельбы управляемой ракетой, включающем разгон ЗУР стартовым двигателем и выведение ее на линию визирования, разгон ЗУР выполняют в два приема, сначала первичным стартовым двигателем малой тяги с пороховым зарядом из малодымного топлива, а затем основным стартовым двигателем до расчетной конечной скорости. При этом по окончании работы первичного стартового двигателя малой тяги его отделяют от ЗУР со скоростью отделения, меньшей или равной скорости ЗУР. Основной стартовый двигатель включают с задержкой после отделения первичного стартового двигателя малой тяги.

Основной стартовый двигатель ЗУР включают на дальности 15-30 м от боевой машины (в зависимости от условий стрельбы).

Разгон ЗУР первичным стартовым двигателем малой тяги осуществляют до скорости 25-50 м/с.

Способ реализуется ракетой, размещенной в транспортно-пусковом контейнере (ТПК) и состоящей из маршевой ступени с функциональными блоками и состыкованного с ней при помощи устройства разделения ступеней отделяемого стартового двигателя. Ракета оснащена первичным стартовым двигателем малой тяги с пороховым зарядом из малодымного топлива. Первичный стартовый двигатель малой тяги установлен в выходной части сопла основного стартового двигателя и скреплен с ним разрывными элементами. При этом у переднего дна первичного двигателя размещена камера отделения с тонкосводным пороховым зарядом и лучевым воспламенителем замедленного действия. В передней крышке и сопловой мембране основного стартового двигателя установлены герметичные электрические разъемы, образующие с соединяющими их проводами цепь поджига первичного стартового двигателя.

Разрывные элементы выполнены в виде трапециевидных разрывных шпонок, установленных симметрично относительно продольной оси ЗУР.

Наружная поверхность первичного двигателя по месту стыковки с выходной частью сопла основного стартового двигателя выполнена эквидистантно внутренней поверхности выходной части сопла.

Предварительный разгон ЗУР первичным стартовым двигателем малой тяги с пороховым зарядом из малодымного топлива до скорости 25-50 м/с и включение основного стартового двигателя на удалении от боевой машины 15-30 м обеспечивают отсутствие пыледымовых помех для системы управления и исключают силовое воздействие реактивной струи на боевую машину и ее приборное оборудование.

Изобретение поясняется графическими материалами, где: на фиг.1 изображена схема, поясняющая способ стрельбы, на фиг.2, фиг.3, фиг.4 - схематичная конструкция ЗУР, реализующая указанный способ стрельбы и разрывные элементы конструкции.

Обозначения: 1 - боевая машина; 2 - антенна радиолокатора; 3 - приборы управления; 4 - транспортно-пусковые контейнеры; 5 - реактивная струя первичногого двигателя малой тяги; 6 - первичный стартовый двигатель малой тяги; 7 - ЗУР с основным отделяемым; стартовым двигателем; 8 - корпус отделившегося первичного стартового двигателя;
9 - реактивная струя основного стартового двигателя;
10 - маршевая ступень ЗУР;
11 - линия визирования;
12 - траектория падения отделившегося корпуса первичного стартового двигателя;
13 - место падения первичного стартового двигателя;
14 - малодымный пороховой заряд;
15 - выходная часть сопла основного стартового двигателя;
16 - трапециевидные разрывные шпонки;
17 - камера отделения с тонкосводным пороховым зарядом;
18 - лучевой воспламенитель замедленного действия;
19 - тонкосводный пороховой заряд;
20 - передняя крышка основного стартового двигателя с герметичным электрическим разъемом;
21 - сопловая мембрана основного стартового двигателя с герметичным электрическим разъемом;
22 - электрические провода,
23 - функциональные блоки.

Указанные в предлагаемом способе стрельбы параметры по величине скорости ЗУР 25-50 м/с, сообщаемой первичным стартовым двигателем, и по дальности включения основного стартового двигателя 15-30 м от боевой машины обосновываются следующим образом.

При скорости меньше 25 м/с ЗУР имеет повышенную чувствительность к скорости ветра и вследствие этого большие угловые разбросы в положении ракеты в пространстве к моменту включения основного стартового двигателя. В результате большого начального рассеивания возможен промах, то есть понижение эффективности стрельбы.

При скорости ЗУР более 50 м/с необходимо применять первичные стартовые двигатели с тягой более 2000 кгс. Однако при такой тяге реактивная струя неблагоприятно воздействует на боевую машину и может повредить ее приборы управления, радиолокационные антенны и т.п., что в конечном итоге приведет к понижению надежности работы боевой машины и невыполнению боевой задачи. Эта проблема особенно обостряется при одновременном запуске 2-3 ЗУР одновременно для поражения нескольких целей.

Таким образом, диапазон скорости ЗУР 25-50 м/с от первичного стартового двигателя является оптимальным с точки зрения обеспечения максимальной эффективности ракетного комплекса.

Минимальная дальность включения стартового двигателя 15 м от боевой машины выбрана, исходя из требования не допустить большого избыточного давления и высокой температуры реактивной струи на элементы боевой машины при запуске ЗУР. На таком удалении давление торможения в струе обычно не превышает 0,2-0,3 кгс/см, а температура газов 200-400^oС, что при кратковременном воздействии вполне допустимо.

Ограничение по максимальной дальности включения стартового двигателя 30 м накладывается по соображениям обеспечения минимального рассеивания и точного встреливания ЗУР. До включения стартового двигателя ЗУР летит с малой скоростью, сообщенной первичным стартовым двигателем малой тяги, управляется "вяло", чувствительна к ветру. При включении основного стартового двигателя на дальностях более 30 м от боевой машины имеет место существенное рассеивание ЗУР, эффективность ракетного комплекса падает (для уничтожения одной цели вместо одной ЗУР требуется израсходовать две-три). Таким образом, диапазон дальности включения основного стартового двигателя 15-30 м обеспечивает максимальную эффективность ракетного комплекса.

Стрельба ЗУР в соответствии с предлагаемым изобретением осуществляется следующим образой.

Пуск ЗУР начинается с подачи напряжения на электровоспламенитель первичного стартового двигатели малой тяги 6. Заряд 14 первичного двигателя малой тяги, изготовленный из малодымного топлива, зажигается, выходит на режим, своей малой тягой разгоняет ЗУР 7 и выталкивает ее из ТПК 4. После выхода из контейнера первичный стартовый двигатель малой тяги продолжает работу и к концу ее сообщает ЗУР скорость 25-50 м/с. По прошествии определенного времени, но всегда только после окончания работы заряда 14, срабатывает лучевой воспламенитель замедленного действия 18 и включает в работу камеру отделения 17 с тонкосводным пороховым зарядом 19.

В результате работы камеры отделения корпус 8 (пустой) первичного стартового двигателя малой тяги отделяется от ЗУР со скоростью, меньшей или равной скорости ЗУР и по траектории 12 падает на землю в точке 13, т.е. на безопасном расстоянии от боевой машины.

В этот период ЗУР летит по инерции со скоростью, набранной от первичного двигателя в направлении цели. На удалении ЗУР от боевой машины 1 на расстояние 15-30 м включается основной стартовый двигатель большой тяги, разгоняющий ракету до конечной сверхзвуковой или гиперзвуковой скорости на траектории 11. При этом реактивная струя 9 основного стартового двигателя на указанном удалении не оказывает на машину и находящиеся на ней ЗУР и приборы недопустимого силового, дымового и температурного воздействия. Работоспособность такого ракетного комплекса обеспечивается и при одновременной стрельбе двумя-тремя ракетами для поражения нескольких целей.

Поскольку при данном способе стрельбы сила отдачи незначительна и пыледымовые помехи малы, обеспечивается надежная работа системы управления при стрельбе "сходу", т.е. при движении боевой машины, что очень важно для повышения боевой эффективности комплекса и его неуязвимости.

Таким образом, предложенный способ стрельбы ЗУР и ракета для его реализации позволяет создать для войск ПВО высокоэффективные подвижные ракетные комплексы, которые при выполнении боевой задачи меняют свое местоположение на местности и по этой причине хорошо защищены от противодействующей стороны.

Источники информации
1 Журнал "Военный парад", 1999 г., 3, стр.28-29.

2. Журнал "Авиапанорама", сентябрь - октябрь, 1999 г., стр.56-57.

3. Журнал "Техника и вооружение вчера, сегодня, завтра" май - июнь 1999 г., стр. 66,67.

Формула изобретения

1. Способ стрельбы зенитной управляемой ракетой (ЗУР), включающий разгон ЗУР стартовым двигателем и выведение ее на линию визирования, отличающийся тем, что разгон ЗУР выполняют в два приема, сначала первичным стартовым двигателем малой тяги с пороховым зарядом из малодымного топлива, а затем основным стартовым двигателем до расчетной конечной скорости, при этом по окончании работы первичного стартового двигателя малой тяги его отделяют от ЗУР со скоростью отделения, меньшей или равной скорости ЗУР, а основной стартовый двигатель включают с задержкой после отделения первичного стартового двигателя малой тяги.

2. Способ стрельбы ЗУР по п.1, отличающийся тем, что разгон ЗУР первичным стартовым двигателем малой тяги осуществляют до скорости 25-50 м/с.

3. Способ стрельбы ЗУР по п.1 или 2, отличающийся тем, что основной стартовый двигатель ЗУР включают на дальности 15-30 м от боевой машины.

4. Зенитная управляемая ракета, размещенная в транспортно-пусковом контейнере и состоящая из маршевой ступени с функциональными блоками и состыкованного с ней при помощи устройства разделения ступеней отделяемого стартового двигателя, включающего в себя сопловую мембрану и переднюю крышку, отличающаяся тем, что ракета дополнительно оснащена первичным стартовым двигателем малой тяги с пороховым зарядом из малодымного топлива, установленным в выходной части сопла основного стартового двигателя и скрепленным с ним разрывными элементами, при этом у переднего дна первичного двигателя размещена камера отделения с тонкосводным пороховым зарядом и лучевым воспламенителем замедленного действия, а в передней крышке и сопловой мембране основного стартового двигателя установлены герметичные электрические разъемы, образующие с соединяющими их проводами цепь поджига первичного двигателя.

5. Зенитная управляемая ракета по п.4, отличающаяся тем, что разрывные элементы выполнены в виде трапециевидных шпонок, установленных симметрично продольной оси ЗУР.

6. Зенитная управляемая ракета по п.4 или 5, отличающаяся тем, что наружная поверхность первичного стартового двигателя по месту стыковки с выходной частью сопла основного стартового двигателя выполнена эквидистантно внутренней поверхности выходной части сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4