Активно-реактивный снаряд

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к активно-реактивным снарядам, которые предназначены для использования в системах залпового огня. Активно-реактивный снаряд запускается из трубчатых направляющих. Снаряд содержит боевую часть, стартовый ракетный двигатель на твердом топливе, лопастной стабилизатор, обтекатель, воздухозаборное устройство и маршевый двигатель. Маршевый двигатель расположен перед боевой частью и включает корпус с распределителем. Распределитель снабжен камерой предварительного смешивания в виде стакана цилиндрической формы с закрытым торцом. В дне стакана выполнено осесимметричное дроссельное отверстие. Распределитель смонтирован в камере сгорания и сообщен с ней посредством радиальных газоводов. Обтекатель выполнен аэродинамической формы и высотой, равной 0,5…4,5 калибра снаряда. Достигается увеличение дальности полета снаряда. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к реактивным снарядам, которые предназначены для использования в системах залпового огня.

Известен летательный аппарат, оснащенный воздушно-реактивной силовой установкой, по патенту США №5853143, нац. кл. 244-3.21, F42B, опубл. 29.12.1998 г., содержащий воздухозаборное устройство, камеру сгорания, сопло, лопастной аэродинамический стабилизатор.

Воздушный поток от воздухозаборного устройства подают в камеру сгорания, где газифицированное топливо дожигают, а продукты горения поступают в сопло для создания тягового усилия. Осесимметричное продольное расположение двигателей обеспечивает стрельбу из пусковых труб.

Недостатком такого устройства является неполное сгорание газифицированного топлива, порционно вбрасываемого в общий газовод к выходному соплу, из-за того что время для дожигания порций топлива заметно уменьшается по мере увеличения скорости полета и, соответственно, увеличения скорости топливно-воздушной смеси в канале его подачи, при этом не обеспечивается перемешивание топлива с воздухом и полнота сгорания.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось обеспечение стрельбы из пусковых установок.

Общими признаками известного технического решения с предлагаемой авторами конструкцией является наличие воздухозаборного устройства, камеры сгорания, сопла и лопастного стабилизатора.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является активно-реактивный снаряд, см., например, книгу Скороход А.П. Основы проектирования и экспериментальной отработки, «Ракетно-прямоточные двигатели на твердых и пастообразных топливах», Наука/Интерпериодика, М., 2010, с.31, принятый авторами за прототип, содержащий боевую часть, стартовый ракетный двигатель на твердом топливе, лопастной стабилизатор, обтекатель, воздухозаборное устройство и маршевый двигатель, расположенный перед боевой частью, включающий корпус с распределителем.

Головное расположение маршевого двигателя обеспечивает продольную стабилизацию снаряда при выгорании топлива стартового двигателя, так как при этом центр масс смещен вперед от центра аэродинамического давления, а воздухозаборное устройство ориентировано относительно набегающего потока, что необходимо для работы маршевого двигателя.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного активно-реактивного снаряда, принятого авторами за прототип, относится недостаточная эффективность работы такой конструкции маршевого двигателя из-за того, что формируемые потоки газифицируемого топлива и воздуха из воздухозаборника недостаточно перемешиваются в камере сгорания. При этом не обеспечивается требуемая полнота сгорания топливно-воздушной смеси, что не позволяет увеличить тяговое усилие и, соответственно, скорость полета снаряда и дальность стрельбы.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось обеспечение стабилизации работы двигателя и полета снаряда на траектории после выгорания топлива.

Общими признаками с предлагаемым авторами активно-реактивным снарядом является наличие в нем боевой части, стартового ракетного двигателя на твердом топливе, лопастного стабилизатора, обтекателя, воздухозаборного устройства и маршевого двигателя.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами активно-реактивном снаряде распределитель снабжен камерой предварительного смешивания в виде стакана цилиндрической формы с закрытым торцом, в дне стакана выполнено осесимметричное дроссельное отверстие, распределитель смонтирован в камере сгорания и сообщен с ней посредством радиальных газоводов, при этом обтекатель выполнен аэродинамической формы и высотой, равной 0,5…4,5 калибра снаряда.

В частных случаях, т.е. в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:

- выходы его радиальных газоводов выполнены в виде тангенциальных форсунок;

- радиальные газоводы расположены симметрично;

- наружный диаметр обтекателя выбирают не более калибра снаряда;

- заряд твердого топлива выполнен со смещенным стехиометрическим соотношением компонентов.

Именно 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, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение полноты сгорания топливно-воздушной смеси за счет предварительного смешивания продуктов сгорания и формирования газовоздушной смеси с требуемыми параметрами.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном активно-реактивном снаряде, запускаемом из трубчатых направляющих, содержащем боевую часть, стартовый ракетный двигатель на твердом топливе, лопастной стабилизатор, обтекатель, воздухозаборное устройство и маршевый двигатель, особенность заключается в том, что распределитель снабжен камерой предварительного смешивания в виде стакана цилиндрической формы с закрытым торцом, в дне стакана выполнено осесимметричное дроссельное отверстие, распределитель смонтирован в камере сгорания и сообщен с ней посредством радиальных газоводов, при этом обтекатель выполнен аэродинамической формы и высотой, равной 0,5…4,5 калибра снаряда.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет того, что:

- распределитель снабжен камерой предварительного смешивания в виде стакана цилиндрической формы с закрытым торцом, обеспечить предварительную подготовку газообразных продуктов горения заряда маршевого двигателя;

- в дне стакана выполнено осесимметричное дроссельное отверстие, обеспечить передачу газов высокого давления в камеру предварительного смешивания с заданными параметрами давления и температуры;

- распределитель смонтирован в камере сгорания и сообщен с ней посредством радиальных газоводов, обеспечить равномерную подачу газов по периметру камеры сгорания;

- обтекатель выполнен аэродинамической формы и высотой, равной 0,5…4,5 калибра снаряда, обеспечить требуемые аэродинамические характеристики снаряда в заданном диапазоне скоростей полета на траектории.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет того, что:

- выходы его радиальных газоводов выполнены в виде тангенциальных форсунок, обеспечить требуемые параметры подачи газов в камеру сгорания и повысить однородность газовоздушной смеси для стабилизации процесса горения;

- радиальные газоводы расположены симметрично, обеспечить компенсацию сил и моментов, возникающих при работе маршевого двигателя;

- наружный диаметр обтекателя выбирают не более калибра снаряда, повысить аэродинамические качества снаряда, а также обеспечить возможность его запуска из штатных трубчатых направляющих;

- заряд твердого топлива выполнен со смещенным стехиометрическим соотношением компонентов, обеспечить эффективное использование топлива при стрельбе на повышенные дальности.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном активно-реактивном снаряде, запускаемом из трубчатых направляющих, содержащем боевую часть, стартовый ракетный двигатель на твердом топливе, лопастной стабилизатор, обтекатель, воздухозаборное устройство и маршевый двигатель, в отличие от прототипа, согласно изобретению распределитель снабжен камерой предварительного смешивания в виде стакана цилиндрической формы с закрытым торцом, в дне стакана выполнено осесимметричное дроссельное отверстие, распределитель смонтирован в камере сгорания и сообщен с ней посредством радиальных газоводов, при этом обтекатель выполнен аэродинамической формы и высотой, равной 0,5…4,5 калибра снаряда.

Отличительные признаки предложенного технического решения позволили повысить полноту сгорания топливно-воздушной смеси за счет предварительного смешивания продуктов сгорания и формирования газовоздушной смеси с требуемыми параметрами.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид активно-реактивного снаряда, на фиг.2 - сечение маршевого двигателя.

Предлагаемый активно-реактивный снаряд содержит боевую часть 1, стартовый ракетный двигатель на твердом топливе 2, лопастной стабилизатор 3, обтекатель 4 высотой Н, равной 0,5…4,5 калибра снаряда, воздухозаборное устройство 5, маршевый двигатель 6, распределитель 7, снабженный камерой предварительного смешивания 8, выполненной в виде стакана цилиндрической формы с закрытым торцом, причем в дне стакана выполнено осесимметричное дроссельное отверстие 9. Распределитель 7 смонтирован в камере сгорания 10 и сообщен с ней посредством радиальных газоводов 11, расположенных симметрично, выходы которых выполнены в виде тангенциальных форсунок 12.

Предлагаемый активно-реактивный снаряд работает следующим образом.

При запуске активно-реактивного снаряда сначала включают стартовый ракетный двигатель на твердом топливе 2, а затем, после достижения заданной скорости включают маршевый двигатель 6. В работающем маршевом двигателе 6 газовый поток подают через осесимметричное дроссельное отверстие 9 в камеру предварительного смешивания 8 распределителя 7. После перемешивания газы поступают через радиальные газоводы 11 в камеру сгорания 10, размещенную под обтекателем 4, где газы смешивают с воздушным потоком, поступающим через воздухозаборное устройство 5, расположенное перед боевой частью 1, где осуществляется окончательное формирование газовоздушной смеси с требуемыми параметрами.

В частных случаях исполнения на выходе радиальных газоводов 11 выполнены тангенциальные форсунки 12, через которые подают предварительно перемешанный горячий газ в камеру сгорания 10.

Применение активно-реактивного снаряда в соответствии с изобретением обеспечивает повышение полноты сгорания топливно-воздушной смеси за счет предварительного смешивания продуктов сгорания и формирования газовоздушной смеси с требуемыми параметрами и, тем самым, увеличивает дальность полета снаряда.

В настоящее время в соответствии с изобретением разработана конструкторская документация на активно-реактивный снаряд. В соответствии с конструкторской документацией изготовлен опытный образец, проведены его испытания.

1. Активно-реактивный снаряд, запускаемый из трубчатых направляющих, содержащий боевую часть, стартовый ракетный двигатель на твердом топливе, лопастной стабилизатор, обтекатель, воздухозаборное устройство и маршевый двигатель, расположенный перед боевой частью, включающий корпус с распределителем, отличающийся тем, что распределитель снабжен камерой предварительного смешивания в виде стакана цилиндрической формы с закрытым торцом, в дне стакана выполнено осесимметричное дроссельное отверстие, распределитель смонтирован в камере сгорания и сообщен с ней посредством радиальных газоводов, при этом обтекатель выполнен аэродинамической формы и высотой, равной 0,5…4,5 калибра снаряда.

2. Активно-реактивный снаряд по п. 1, отличающийся тем, что выходы его радиальных газоводов выполнены в виде тангенциальных форсунок.

3. Активно-реактивный снаряд по п. 1, отличающийся тем, что радиальные газоводы расположены симметрично.

4. Активно-реактивный снаряд по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр обтекателя выбирают не более калибра снаряда.

5. Активно-реактивный снаряд по п. 1, отличающийся тем, что заряд твердого топлива выполнен со смещенным стехиометрическим соотношением компонентов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для изменения атмосферных условий, а более конкретно к метеорологическим ракетам для рассеивания в облаках аэрозоля, генерируемого при сгорании пиротехнической дымовой шашки, с целью искусственного вызывания осадков или предотвращения градобития.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к патронам светозвукового действия для бесствольного оружия. .

Патрон // 2491498
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к патронам с дымовыми гранатами для гранатометов. .

Изобретение относится к устройствам для изменения атмосферных условий, а более конкретно к метеорологическим ракетам для рассеивания в облаках аэрозоля. .

Патрон // 2428650
Изобретение относится к патронам нелетального поражающего действия для ручных гранатометов, а именно к патронам с эластичным поражающим элементом и к патронам раздражающего действия.

Изобретение относится к патронам нелетального поражающего действия для крупнокалиберного оружия (карабинов, гранатометов и т.д.), а именно к патронам с эластичными поражающими элементами, но может быть использовано и в патронах раздражающего действия, гранаты которых снаряжены ирритантом, и используют для его перевода в поражающий аэрозоль энергию, запасенную при выстреле, или газогенераторы.

Патрон // 2406965
Изобретение относится к патронам с дымовыми гранатами для гранатометов. .

Изобретение относится к противоракетной технике, в частности к средствам создания помех и ложных целей для ракет с инфракрасным наведением. .

Изобретение относится к патронам для гранатометов и крупнокалиберных карабинов, гранаты которых имеют заряд из пиротехнической рецептуры какого-либо ирританта, переводимого в аэрозоль термическим способом.

Патрон // 2324141
Изобретение относится к патронам, применяемым силовыми структурами практически всех стран при стрельбе из ручных гранатометов для нелетальной борьбы с массовыми беспорядками и отдельными, в том числе вооруженными, противоправными элементами, а именно к патронам с гранатами взрывного действия и в снаряжении дымовыми композициями, ирритантами и т.п.

Изобретение относится к устройствам для изменения атмосферных условий, а именно к гидрометеорологическим боеприпасам, генерирующим при сгорании пиротехнической шашки аэрозоль, рассеиваемый в облаках, с целью искусственного вызывания осадков или предотвращения градобития. Генератор функционального аэрозоля содержит пиротехническое снаряжение, выполненное из последовательного ряда шашек, оснащенных воспламенительными таблетками, установленными в термоизолирующей цилиндрической оболочке с эсцентриситетом, формирующим продольный канал, где размещен электрошнур связи донной электровтулки с воспламенителем, закрепленным на кронштейне в ресивере под резьбовой крышкой с выходным отверстием. Пиротехнические шашки снаряжения оснащены воспламенительными таблетками толщиной фокуса их кумулятивных выемок с одной стороны, а на противном торце - прослойкой усилительного заряда. Между воспламенительной таблеткой одной шашки и усилительным зарядом другой формируется форкамера. Выходное отверстие крышки, диаметр которого составляет 0,8 диаметра пиротехнических шашек функционального снаряжения, закрыто вышибной пробкой. Техническим результатом изобретения является повышение функциональной надежности генератора и интенсификация выдачи аэродисперсного образования в атмосферу. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к оружию нелетального действия. Оружие нелетального действия имеет желатиновую и/или резиновую или стеклянную оболочку, которая внутри содержит мел химически осажденный, глицерин или сорбитол, раствор АСД-3Ф при следующем соотношении компонентов, мас. %: мел химически осажденный - 16,0-25,0; глицерин или сорбитол - 13,0-15,0; АСД-3Ф - остальное до 100. В результате обеспечивается надежная защита от противника, действия которого сковываются благодаря запаху, распространяемому в атмосфере.

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к ракетам с воздушно-реактивным двигателем. Ракета с воздушно-реактивным двигателем содержит лобовое воздухозаборное устройство, включающее центральное тело и обечайку, камеру сгорания, газогенератор, боевую часть, стартовый двигатель твердого топлива и стабилизатор с раскрывающимися лопастями. Обечайка закреплена на центральном теле посредством продольных пилонов, равномерно расположенных в окружном направлении и установленных под нулевым углом к продольной оси ракеты. Передние кромки пилонов выполнены с симметричным заострением с углом 10°…30° и удалены от минимального проходного сечения воздухозаборного устройства на расстояние 0,5…3,0 величины минимального зазора между обечайкой и центральным телом. Раскрывающиеся лопасти выполнены дугообразными, ориентированными выпуклыми поверхностями в направлении вращения ракеты. Достигается увеличение дальности полета ракеты. 1 ил.
Наверх