Способ отстрела носового обтекателя управляемых артиллерийских снарядов и мин (варианты)

Группа изобретений относится к области вооружения и может быть использована при проектировании и модернизации управляемых боеприпасов, включающих в свою конструкцию отделяемый на траектории носовой обтекатель. Группа изобретений предназначена для обеспечения безударного отделения носового обтекателя от управляемого артиллерийского снаряда или мины. Указанная задача по первому варианту выполняется за счет того, что способ отделения носового обтекателя включает в себя вычисление связанных с ним углов атаки по данным бортовой аппаратуры боеприпаса и выработку разрешения на отстрел при совпадении знака проекции угла атаки с направлением действия реактивной силы. По второму варианту задача решается за счет формирования постоянной команды управления в произвольной плоскости, сохраняющей фиксированный угол с плоскостью горизонта, подачи команды на отстрел НО в момент совпадения плоскости команды и плоскости действия реактивной силы, формирования постоянной противокоманды в той же плоскости для восстановления направления движения снаряда. Результатом группы изобретений является повышение вероятности поражения цели управляемым боеприпасом, имеющим в своем составе отделяемый носовой обтекатель, за счет увеличения вероятности его гарантированного безударного отделения от управляемого снаряда или мины. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Группа изобретений относится к области вооружения, в частности к управляемым снарядам и минам.

Аналогом предлагаемой группы изобретений является способ отделения носового обтекателя (НО) управляемого артиллерийского снаряда (патент RU №2212628, кл. F42B 15/00, 2002, аналог) [1], заключающийся в том, что увод отделившегося обтекателя в сторону от управляемого артиллерийского снаряда (УАС) осуществляется за счет отклонения размещенных на НО рулей в момент отделения и последующего разворота НО рулями на угол атаки.

Недостатком способа [1] является то, что он может быть применим лишь для носовых обтекателей, имеющих большой запас устойчивости, в то время как при его реализации на неустойчивом или нейтрально устойчивом НО происходит его быстрое опрокидывание, что приводит к уменьшению как продольного, так и бокового отклонения НО и, вследствие этого, соударение с УАС (фиг. 1). Данный недостаток является существенным, так как в настоящее время широко практикуется использование НО для размещения в нем антенны спутниковой навигационной системы, что приводит к увеличению длины НО, облегчению его передней части и, как правило, к аэродинамической неустойчивости.

Также известны способы (патент US №8505455 В2, кл. F42B 15/10, 2013) [2] и (патент RU №2492413, кл. F42B 15/46, 2013) [3], основанные на разделении обтекателя на части с целью снизить кинетическую энергию деталей элементов конструкции обтекателя для минимизации повреждений боеприпаса.

Недостатком способов [2] и [3] является то, что безударное отделение обтекателя от боеприпаса не гарантируется, и, следовательно, конструктивные элементы планера должны иметь достаточную прочность, чтобы выдерживать удар частей разделившегося НО. Однако непременным элементом оптических или инфракрасных (ИК) головок самонаведения (ГСН), применяемых на УАС, является прозрачный обтекатель объектива, с высокой вероятностью повреждаемый фрагментами НО, что делает невозможным применение рассмотренных способов. Кроме того, данные способы неприменимы при размещении внутри НО элементов системы наведения УАС.

Известен способ отделения баллистического колпака артиллерийского управляемого снаряда (патент RU №2072096, кл. F42B 15/00, 1993 - прототип) [4] путем поджига порохового заряда электровоспламенителем, разрушением элементов крепления под воздействием давления пороховых газов в камере отделения, перемещения корпуса устройства отделения в осевом направлении относительно неподвижной центральной вставки, захвата этой неподвижной вставки и вовлечения ее в движение в осевом направлении, вскрытия бокового сопла и увода НО вбок от траектории полета снаряда под действием реактивной силы. Наличие плеча силы тяги относительно центра масс приводит к развороту колпака на угол атаки и, следовательно, появлению аэродинамической силы, отклоняющей колпак в сторону от траектории. Данный способ ([4]) выбран за прототип.

Способ [4] является наиболее эффективным, так как при надлежащем взаимном расположении сопла и центра масс аэродинамическая сила будет складываться с реактивной, увеличивая тем самым боковое отклонение колпака и снижая вероятность его соударения с УАС.

Недостаток способа [4] проявляется при наличии угла атаки УАС в момент отделения НО (баллистического колпака в терминологии [4]). Наличие углов атаки УАС при отделении НО характерно для отстрела НО на конечном участке траектории при переходе от автономного наведения (с пристыкованным НО) к самонаведению (со сброшенным НО). В этом случае совместного действия аэродинамической и реактивной силы может оказаться недостаточно для преодоления влияния начального угла атаки УАС. Данное обстоятельство особенно негативно влияет на отделение НО, если из-за особенностей конструкции уменьшается плечо реактивной силы (фиг. 2).

В связи с этим актуальной является разработка такого метода отделения носового обтекателя, при котором отстрел НО будет реализовываться при углах атаки, благоприятствующих безударному отделению. В этом случае угол атаки УАС будет фактором не препятствующим, а напротив, способствующим обеспечению несоударения.

Задачей предлагаемой группы изобретений является обеспечение безударного отделения носового обтекателя управляемого боеприпаса в широком температурном и скоростном диапазоне.

Решение поставленной задачи по первому варианту выполняется за счет того, что в способе отделения НО управляемого снаряда путем поджига порохового заряда электровоспламенителем, разрушения элементов крепления под воздействием давления пороховых газов в камере отделения, перемещения корпуса устройства отделения в осевом направлении относительно неподвижной центральной вставки, захвата этой неподвижной вставки и вовлечения ее в движение в осевом направлении, вскрытия бокового сопла и увода НО вбок от траектории полета снаряда под действием реактивной силы, для обеспечения максимальной вероятности безударного отделения НО производится измерение значения экваториальных угловых скоростей УАС, оценка углов атаки УАС в плоскости действия реактивной силы двигательной установки НО (αП), оценивается выполнение условия безударности отделения при текущем значении αП, в случае выполнения условия безударности вырабатывается разрешение на отстрел НО.

Решение поставленной задачи по второму варианту выполняется за счет того, что в способе отделения НО управляемого снаряда путем поджига порохового заряда электровоспламенителем, разрушения элементов крепления под воздействием давления пороховых газов в камере отделения, перемещения корпуса устройства отделения в осевом направлении относительно неподвижной центральной вставки, захвата этой неподвижной вставки и вовлечения ее в движение в осевом направлении, вскрытия бокового сопла и увода НО вбок от траектории полета снаряда под действием реактивной силы, для обеспечения максимальной вероятности безударного отделения НО перед отделением НО формируют постоянную команду управления в произвольной плоскости, сохраняющей фиксированный угол с плоскостью горизонта, в момент совпадения направления команды с направлением действия реактивной силы вырабатывают команду на отстрел НО, после отстрела НО формируют постоянную противокоманду в той же плоскости для восстановления направления движения снаряда, имевшего место до подачи команды.

Предложенное изобретение дополняется чертежами, где на фиг. 1 изображено отделение аэродинамически неустойчивого НО при реализации способа [1], на фиг. 2 представлено отделение НО при отрицательном угле атаки с плечом реактивной силы, близким к нулю, на фиг. 3 иллюстрируется отделение НО от снаряда с плечом реактивной силы, близким к нулю, при применении предложенного способа обеспечения безударного отделения по обоим из вариантов, на фиг. 4 приведена зависимость угла атаки снаряда от времени в ПСК при подаче команд управления, на фиг. 5 изображено искажение траектории полета снаряда при использовании способа обеспечения безударного отделения НО по второму варианту.

Для реализации способа обеспечения безударного отделения НО по первому варианту могут быть, например, использованы датчики угловых скоростей (ДУС). При использовании ДУС предложенный способ реализуется по следующей схеме:

- проецирование угловых скоростей ωZ, ωY, замеренных ДУС в связанной системе координат, на оси полусвязанной (невращающейся) системы координат (ПСК) (ось OY перпендикулярна оси носового обтекателя, лежит в плоскости действия его реактивной силы, проекция реактивной силы НО на эту ось имеет положительное значение) и выделение переменных составляющих проекций угловых скоростей ω, ω в ПСК:

где γ - угол крена снаряда, - усредненные по времени коэффициенты команды в невращающейся ПСК (отношение среднего значения команды на некотором промежутке времени к максимальному), δmax - максимальный угол отклонения рулей, - производные коэффициента аэродинамического продольного момента по углу отклонения рулей и углу атаки, V - скорость снаряда, θ - угол наклона траектории, - производные коэффициента подъемной силы по углу отклонения рулей и углу атаки, Sm - площадь Миделя, q - скоростной напор, m - масса снаряда;

- восстановление переменной составляющей углов атаки-скольжения в ПСК путем интегрирования полученных угловых скоростей (ω, ω) и вычитания из них их средних значений:

где t0 - время начала интегрирования (вводится в полетное задание); t - текущее время;

- определение постоянной (медленно меняющейся) составляющей углов атаки и скольжения :

где αБал - балансировочный угол атаки;

- определение углов атаки и скольжения в ПСК путем суммирования их постоянной и переменной составляющих:

- пересчет прогнозированных углов атаки и скольжения в ПСК в плоскость действия реактивной силы двигательной установки НО:

где ΔγДУ - угол между плоскостью действия реактивной силы и плоскостью XOY;

- определение благоприятных для сброса НО интервалов времени, когда угол атаки в плоскости сопла больше или равен заданному пороговому значению (положительный угол соответствует совпадению угла атаки с направлением действия реактивной силы):

При наличии на боеприпасе датчиков углов атаки-скольжения достаточно лишь пересчитать замеренные датчиками значения в плоскость действия реактивной силы:

где ΔγДУА - угол между плоскостью действия реактивной силы и плоскостью датчика угла αЗам, и определить благоприятный для сброса НО момент по формуле (7).

Отделение носового обтекателя от снаряда при применении предложенного способа иллюстрируется на фиг. 3.

В полетное задание для обеспечения указанных операций должны быть включены ожидаемый момент отделения и балансировочное соотношение.

Решение поставленной задачи по второму варианту выполняется за счет того, что перед отделением носового обтекателя в заданный момент времени t формируется постоянная команда управления длительностью Т1, действующая в произвольной плоскости, сохраняющей фиксированный угол γК с плоскостью горизонта. Длительность команды T1 должна быть достаточна для выхода УАС (УМ) на заданный угол атаки в плоскости действия команды управления, что обеспечивается при , где - частота собственных колебаний планера УАС (УМ). В момент совпадения плоскости действия реактивной силы НО и плоскости действия формирования команды, определяемый по условию:

вырабатывается команда на отстрел НО. После отстрела НО формируется постоянная противокоманда в той же плоскости (γК) и той же длительности, что и команда, выполнявшаяся до отстрела, с целью устранить искажение траектории при маневре УАС (УМ) во время отстрела. Зависимость угла атаки снаряда от времени в ПСК при подаче команд управления приведена на фиг. 4. Отстрел НО всегда обеспечивается при наличии в плоскости действия реактивной силы угла атаки, совпадающего с ней по знаку (аналогично способу 1 (фиг. 3)). При использовании предложенной методики отделения искажение траектории, как следует из фиг. 5, не превышает 10 метров.

Предложенные способы отделения носового обтекателя обеспечивают гарантированное безударное отделение в широком температурном и скоростном диапазоне.

1. Способ отделения носового обтекателя (НО) управляемого снаряда путем поджига порохового заряда электровоспламенителем, разрушения элементов крепления под воздействием давления пороховых газов в камере отделения, перемещения корпуса устройства отделения в осевом направлении относительно неподвижной центральной вставки, захвата этой неподвижной вставки и вовлечения ее в движение в осевом направлении, вскрытия бокового сопла и увода НО вбок от траектории полета снаряда под действием реактивной силы, отличающийся тем, что для обеспечения максимальной вероятности безударного отделения НО производят измерение экваториальных угловых скоростей управляемого артиллерийского снаряда (УАС), оценку углов атаки УАС по этим данным либо по замерам датчиков углов атаки, проецирование углов атаки на плоскость действия реактивной силы, формирование разрешения на отстрел при совпадении знака проекции угла атаки с направлением действия реактивной силы.

2. Способ отделения НО управляемого снаряда путем поджига порохового заряда электровоспламенителем, разрушения элементов крепления под воздействием давления пороховых газов в камере отделения, перемещения корпуса устройства отделения в осевом направлении относительно неподвижной центральной вставки, захвата этой неподвижной вставки и вовлечения ее в движение в осевом направлении, вскрытия бокового сопла и увода НО вбок от траектории полета снаряда под действием реактивной силы, отличающийся тем, что для обеспечения максимальной вероятности безударного отделения НО перед отделением НО в заданный момент времени формируют постоянную команду управления в произвольной плоскости, сохраняющей фиксированный угол с плоскостью горизонта, в момент совпадения направления сформированной команды управления с направлением действия реактивной силы вырабатывают команду на отстрел НО, после отстрела НО формируют постоянную противокоманду в той же плоскости для восстановления направления движения снаряда, имевшего место до подачи команды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вооружения, в частности к области малогабаритных управляемых снарядов, преимущественно с дозвуковыми и трансзвуковыми скоростями полета, и может быть использовано в конструкциях с различными аэродинамическими схемами.

Группа изобретений относится к ракетной технике, а именно к сверхзвуковым крылатым ракетам, предназначенным для поражения наземных целей, включая легкоуязвимые площадные наземные объекты, в том числе критичные по времени мобильные цели.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам реактивных систем залпового огня. В сверхзвуковом реактивном снаряде рули размещены на заостренной носовой части корпуса на расстоянии от переднего торца снаряда, выбираемом в пределах значений, рассчитываемых по формуле: , при этом каждый из них снабжен аэродинамическим обтекателем, выполненным в виде тела вращения, выступающего за переднюю кромку руля на величину (0,10-0,25)ар.

Изобретение относится к ракетной технике и может найти применение в конструкциях систем разделения объектов летательных аппаратов (ЛА). Целью изобретения является создание надежного фиксатора разделяемых объектов ЛА для соединения без люфта сложных разделяемых объектов большой массы, обеспечивающего контроль несанкционированного перемещения штока фиксатора при монтаже на объекте, с исключением условий демпфирования штока фиксатора и удержания его в крайнем положении при разделении объектов.

Изобретение относится к способу имитации беспилотного летательного аппарата (БЛА) для отработки системы наведения при проведении летных испытаний. Для этого задают полетное задание с помощью модуля программатора беспилотному летательному аппарату, проводят предстартовый контроль, включают систему наведения, выставляют инерциальную систему управления, размещают имитатор БЛА на авиационном носителе, подключают бортовой разъем имитатора к аппаратуре носителя, подают питание на бортовой разъем имитатора, осуществляют полет авиационного носителя по траектории, приближенной к заданной для БЛА, производят имитацию пуска, функционирования и токопотребления БЛА, записывают информационный обмен на внутреннее запоминающее устройство, регистрируют телеметрическую информацию, производят ее обработку и анализ после полета.

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности, к боевым элементам реактивных снарядов. Технический результат - повышение надежности работы устройства за счет возможности корректирования траектории его движения для сближения с целью.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в ракетной технике. Радиоуправляемый снаряд содержит разгонный двигатель, отделяемый поддон, установленный на кормовую часть корпуса снаряда, радиоаппаратуру с антенной системой, выполненной в виде антенны с коническим диэлектрическим наконечником, размещенным на заднем торце корпуса, и наружной антенны, размещенной за стабилизатором и выполненной в виде волновода с наконечником, соединенной с торцевой антенной посредством соединительного фланца, установленного на диэлектрический наконечник и механически связанного с поддоном.

Изобретение относится к области вооружения, в частности к управляемым снарядам. Cнаряд содержит корпус с кольцевым упором внутри его передней части и поджимной гайкой в задней части, между которыми последовательно установлены боевая часть и блоки аппаратуры управления.

Реактивный двигатель включает корпус, консольный стержень, полое центральное тело, средство регулирования перемещения полого центрального тела при открытии сопла и средство перемещения полого центрального тела для закрытия сопла в заданный момент времени путем обеспечения заданной равнодействующей сил давления газообразных продуктов горения метательного вещества на центральное тело.

Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для использования в реактивных снарядах систем залпового огня. Ракетная часть реактивного снаряда содержит корпус с теплозащитным покрытием и блок стабилизаторов.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к конструкции поворотных сопел турбореактивных двигателей в месте сочленения поворотного устройства сопла с мотогондолой самолета.

Изобретение относится к летательным аппаратам и касается конструкции турбореактивного двигателя и гондолы двигателя. Внутренняя стенка гондолы включает в себя монолитную слоистую конструкцию на основе суперпластического формообразования и диффузного связывания, Монолитная слоистая конструкция содержит сердцевину, расположенную между первым и вторым облицовочными листами с образованием слоистой конструкции.

Изобретение относится к конструкционным изделиям ИК-оптики, обеспечивающим, наряду с основной функцией пропускания излучения в требуемом спектральном диапазоне, защитные функции приборов и устройств от воздействий внешней среды.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам крепления систем самолета. Устройство крепления баллона содержит опоры и ленточные хомуты с замками.

Изобретение относится к области авиации, в частности к гондолам авиационных двигателей. Гондола авиационного двигателя содержит неподвижную переднюю раму, капот реверсора тяги, силовые цилиндры реверсора тяги, сопло изменяемой геометрии, приводные и трансмиссионные валы.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам реверсирования тяги. Устройство крепления створок реверсора тяги содержит штангу, соединенную с неподвижным внутренним элементом при помощи упругого элемента.

Изобретение относится к области авиации, в частности к гондолам турбореактивных двигателей. Гондола турбореактивного двигателя содержит подлежащий охлаждению компонент и узел охлаждения для указанного компонента.

Группа изобретений относится к узлу (1) передней кромки, воздухозаборнику и гондоле летательного аппарата. Узел (1) передней кромки для воздухозаборника гондолы летательного аппарата включает переднюю кромку (2) и внутреннюю перегородку (3), ограничивающую внутри указанной передней кромки (2) продольное отделение (5).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям самолетов. Хвостовая часть самолета содержит каркас с обшивкой, однокилевое оперение, реактивный двигатель, по меньшей мере одну полую продольно прикрепленную к каркасу консоль с закрепленным на ее конце снизу двигателем.

Изобретение относится к области авиации, в частности к средствам тепловой защиты двигателей ЛА. Способ установки теплоизоляционной подушки на неподвижный элемент гондолы турбореактивного двигателя заключается в нанесении связующего вещества на указанный слой или внутреннюю облицовку внутреннего неподвижного элемента гондолы.

Изобретение относится к способам спасения людей с применением авиационных средств. Способ оперативной доставки средств спасения с использованием ракетного комплекса заключается в выборе из комплекта ракеты, оснащенной взаимозаменяемой головной частью (ГЧ). Осуществляют полет ракеты к объекту спасения, отделение ГЧ, запуск поршневого двигателя ГЧ, поиск объекта спасения, снижение ГЧ до минимально возможной высоты и зависание ее вблизи объекта спасения на заданном и расчетном расстоянии. Затем осуществляют безопасный сброс контейнеров со средствами спасения и увод ГЧ на безопасное расстояние. В ГЧ включены контейнеры, содержащие средства спасения, средства отделения и торможения головной части (ГЧ), система управления ГЧ, датчики обнаружения и аппаратура идентификации объекта спасения в области его возможного нахождения, поршневой двигатель для полета на малых высотах и система сброса контейнеров, средства связи. Обеспечивается максимально быстрая и точная доставка средств спасения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 16 ил.

Группа изобретений относится к области вооружения и может быть использована при проектировании и модернизации управляемых боеприпасов, включающих в свою конструкцию отделяемый на траектории носовой обтекатель. Группа изобретений предназначена для обеспечения безударного отделения носового обтекателя от управляемого артиллерийского снаряда или мины. Указанная задача по первому варианту выполняется за счет того, что способ отделения носового обтекателя включает в себя вычисление связанных с ним углов атаки по данным бортовой аппаратуры боеприпаса и выработку разрешения на отстрел при совпадении знака проекции угла атаки с направлением действия реактивной силы. По второму варианту задача решается за счет формирования постоянной команды управления в произвольной плоскости, сохраняющей фиксированный угол с плоскостью горизонта, подачи команды на отстрел НО в момент совпадения плоскости команды и плоскости действия реактивной силы, формирования постоянной противокоманды в той же плоскости для восстановления направления движения снаряда. Результатом группы изобретений является повышение вероятности поражения цели управляемым боеприпасом, имеющим в своем составе отделяемый носовой обтекатель, за счет увеличения вероятности его гарантированного безударного отделения от управляемого снаряда или мины. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх