Устройство для запуска управляемого снаряда

 

Изобретение относится к пусковым устройствам для реактивных управляемых снарядов. Устройство запуска выполнено в виде контейнера, в придонной каморе которого размещена хвостовая часть снаряда с источником давления и аэродинамическими поверхностями. Источник давления выполнен в виде аккумуляторов с зарядами твердого топлива и пиросвечами. Каждый аккумулятор давления имеет пару сопел, расположенных перпендикулярно продольной оси снаряда и направленных противоположно друг другу. Аккумуляторы снабжены управляемыми золотниками, а контейнер - замком для удержания снаряда. Использование изобретения обеспечивает хранение, транспортировку снаряда и возможность управления им на стартовом участке полета. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к пусковым устройствам для управляемых снарядов, в частности, к пусковым устройствам закрытого, контейнерного типа.

Известны пусковые устройства закрытого типа, используемые для пуска управляемых снарядов, например мин [1], содержащие контейнер в виде трубы с дном. Мина содержит аккумулятор давления, который состоит из зарядов твердого топлива - основного, размещенного в корпусе стабилизатора, и дополнительного - вокруг стабилизатора. Корпус стабилизатора имеет круглые отверстия - сопла, через которые газы, образующиеся внутри корпуса стабилизатора при горении основного заряда, вытекают в камору, образованную контейнером и стабилизатором мины и воспламеняют дополнительный заряд. В дне контейнера имеется жало, которое накалывает капсюль мины при ее опускании в контейнер, обеспечивая воспламенение капсюля, а затем от него основного заряда мины и, как уже сказано выше, дополнительного. Образующиеся от горения основного и дополнительного зарядов газы накапливаются в донной камере и по достижении определенного давления выталкивают мину из контейнера. Дальнейший свободный полет мины происходит под действием газов, истекающих из центрального отверстия стабилизатора мины, образующихся от сгорания основного заряда.

К недостаткам приведенного пускового устройства следует отнести невозможность использования пусковой установки для транспортировки и хранения запускаемого управляемого снаряда; опасность запуска, заключающаяся в том, что вылет мины из контейнера происходит сразу же после заряжания пусковой установки; невозможность управлять снарядом на стартовом участке полета; расход значительного количества газов, образующихся при горении зарядов в контейнере, из каморы через зазоры между контейнером и миной без использования их энергии на выброс управляемого снаряда.

При создании изобретения стояла задача повышения эффективности и безопасности пуска управляемого снаряда, получение возможности длительного пребывания (в том числе при перевозках пусковой установки) его в контейнере и управления на начальном участке полета.

Это достигается тем, что устройство для запуска управляемого снаряда содержит контейнер и расположенную в нем с образованием каморы хвостовую часть управляемого снаряда, снабженную источником давления и аэродинамическими поверхностями; согласно изобретению источник давления выполнен в виде аккумуляторов, каждый из которых имеет заряд твердого топлива, пиросвечу и пару сопел, расположенных перпендикулярно продольной оси снаряда и направленных противоположно друг другу, при этом аккумуляторы снабжены управляемыми золотниками, размещенными в соосных соплам собственных направляющих, а контейнер - замком для удержания управляемого снаряда.

Замок выполнен в виде расположенных на контейнере подвижных захватов и размещенного в собственном корпусе подпружиненного стопора с поршнем, обращенным головной частью в камору, с возможностью контактирования с коническими поверхностями подвижных захватов, при этом последние помещены в радиально ориентированные пазы и имеют на своих концах выступы с наклонными плоскостями для взаимодействия с ответными наклонными поверхностями выступов на хвостовой части снаряда.

Аэродинамические поверхности управляемого снаряда выполнены складывающимися.

Камора по зазору между управляемым снарядом и контейнером уплотнена обтюратором, состоящим из наружного и внутреннего колец и эластичной манжеты, имеющим штыри для удержания аэродинамических поверхностей в сложенном состоянии во время нахождения в контейнере, при этом кольца обтюратора соединены со снарядом и между собой посредством срезных винтов с образованием опоры внутреннего кольца на выступы наружного кольца и управляемого снаряда.

Наружное кольцо обтюратора снабжено обратными клапанами для продувки контейнера.

Такое выполнение устройства позволило устранить недостатки, присущие прототипу. Была достигнута возможность длительного пребывания управляемого снаряда в контейнере при хранении и транспортировании и его санкционированного запуска в требуемый момент времени. С внедрением изобретения снаряд может управляться на стартовом участке полета; газы, образующиеся при горении зарядов аккумуляторов давления полностью расходуются на выброс управляемого снаряда.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для запуска управляемого снаряда (например, управляемой ракеты); на фиг.2 - схема размещения аккумуляторов давления на управляемом снаряде, их сопел и золотников при виде со стороны золотников; на фиг.3 - разрез А-А фиг.2 по аккумулятору давления; на фиг.4 - разрез фиг.1 по замку удержания управляемого снаряда в контейнере; на фиг.5 - вид по стрелке В на фиг.4 (управляемый снаряд не показан).

Устройство для запуска управляемого снаряда (фиг.1) содержит контейнер 1 в виде трубы и хвостовую часть 3 управляемого снаряда 2 с образованием каморы 4. Контейнер 1 закрыт снизу донной частью 5, устанавливаемой при помощи радиально расположенных винтов 6.

Донная часть 5 имеет отверстие по оси, закрываемое крышкой 7. Соединение контейнера 1 с донной частью 5 герметизировано уплотнительным кольцом 8, а донной части 5 с крышкой 7 - уплотнительным кольцом 9. Управляемый снаряд 2 имеет складывающиеся аэродинамические поверхности 10, которые удерживаются от раскрытия во время нахождения в контейнере 1 при помощи штырей 11, конструктивно связанных с закрепленным на снаряде 2 обтюратором 12. Внутри снаряда 2 размещаются аккумуляторы давления 13.

Каждый аккумулятор давления 13 (фиг.2,3) снабжен двумя соплами 14, расположенными по оси, направленной вдоль хорды окружности наружной поверхности снаряда 2. Аккумулятор давления 13 (фиг.2,3) представляет собой корпус 15, закрытый крышкой 16, снаряженный зарядом твердого топлива 17. Корпус 15 имеет предсопловую камеру 18 для накопления и выравнивания параметров образующихся при горении заряда 17 газов.

Перед входом 19 в сопла 14 соосно им размещен в собственных направляющих 20 золотник 21, который имеет возможность перемещаться в этих направляющих 20, уменьшая или увеличивая зазоры 22 между своими торцами 23 и входом 19 в сопла 14. Перемещение золотника 21 осуществляется реечной зубчатой передачей (шестерня 24, зубчатая рейка 25).

Заряд 17 аккумулятора давления опирается на колосник 26 и прижимается к нему крышкой 16. Для воспламенения заряда 17 в аккумуляторе давления (например, на крышке 16) устанавливается пиросвеча 27.

Все соединения деталей аккумулятора герметизированы уплотнительными кольцами 28, 29, 30.

Замок для удержания летательного аппарата (фиг.4, 5) выполнен в виде расположенных на донной части 5 контейнера 1 подвижных захватов 31 и размещенного в собственном корпусе 32 подпружиненного пружиной 33 стопора 34. Конец стопора 34 выполнен в виде поршня 35, обращенного головной частью 36 с конусом 37 в камору 4. Поршень 35 своим конусом 37 имеет возможность контактировать с коническими поверхностями 38 подвижных захватов 31, при этом последние помещены в радиально ориентированные пазы 39 и имеют на своих концах выступы 40 с наклонными плоскостями 41. На хвостовой части 3 снаряда 2 выполнены ответные выступы 42, соприкасающиеся с подвижными захватами 31 по наклонным плоскостям 43.

Подвижные захваты 31 представляют собой продольно протяженные стержни, имеющие с одной стороны выступы 44 с коническими поверхностями 38, с другой стороны - выступы с наклонными плоскостями 41.

Подвижные захваты 31 имеют возможность перемещаться в радиальном направлении по направляющим пазам 39 донной части 5 контейнера 1.

От выпадания из пазов 39 подвижные захваты 31 зафиксированы скобами 45, прикрепленными к донной части 5 контейнера 1 с помощью винтов 46, и фланцем 47 корпуса 32 замка.

Этот фланец притянут к дну контейнера при помощи винтов 48. Корпус 32 замка представляет собой глухую втулку; внутренняя поверхность которой оформлена в виде ступенчатого цилиндра, создающего направляющие 49, 50 для стопора 34 и его поршня 35, а также полость 51 для размещения пружины 33. Пружина сжатия 33 опирается с одной стороны на торцевую стенку 52 корпуса 32, с другой стороны - на торцевую поверхность 53 поршня 35 с обратной стороны его головной части 36.

Конус 37 головной части поршня 35 имеет возможность перемещаться вдоль конических поверхностей 38 выступов 44 подвижных захватов 31 при движении стопора 34 по направляющим 49, 50 корпуса 32 замка.

На цилиндрической части поршня 35 установлено резиновое уплотнительное кольцо 54.

Зазор (фиг.1) между контейнером 1 и снарядом 2 перекрывается обтюратором 12. Это герметично уплотняет камору 4 устройства. Обтюратор 12 состоит из двух колец: наружного 55, внутреннего 56 и эластичной манжеты 57, прикрепленной к кольцу 55 при помощи винтов 58. Для равномерной передачи усилия винтов 58 на манжету 57 под шляпки винтов 58 подложена обечайка 59.

Кольца 55, 56 соединены между собой и прикреплены к снаряду 2 при помощи срезных винтов 60. За счет конструктивного ослабления по поверхности стыковки между кольцами 55, 56 и по поверхности стыковки между кольцом 56 и снарядом 2 винты 60 имеют возможность срезаться по одной из указанных поверхностей. Манжета 57 имеет форму юбки. Своей открытой частью манжета 57 обращена в сторону каморы 4. Такая конструкция позволяет улучшить качество герметизации каморы 4 за счет дополнительного отгиба краев юбки манжеты 57 под действием перепада давлений в полости 61 и в зазоре 62 между юбкой манжеты 57 и внутренней поверхностью контейнера 1. Для продувки контейнера воздухом (регламентные работы), в том числе каморы 4, в теле манжеты 57 и обечайки 59 имеются отверстия 63, перекрываемые обратными клапанами, а на донной части 5 - два отверстия 64 (фиг.5). Обратный клапан состоит из шарика 65 (фиг.1), завальцованного в теле кольца 55 и поджатого пружиной 66.

Для обеспечения работы устройства установка управляемого снаряда 2 в контейнер 1 производится следующим образом. На снаряде с предварительно сложенными аэродинамическими поверхностями 10 при помощи срезных винтов 60 устанавливается обтюратор 12.

При этом аэродинамические поверхности 10 фиксируются в сложенном положении штырями 11 обтюратора 12. На отстыкованной от контейнера 1 донной части 5 при снятой крышке 7 спецприспособлением отжимается до упора стопор 34, после чего подвижные захваты 31 по направляющим пазам 39 отводятся на расстояние максимального удаления от центра донной части 5. В таком положении донная часть 5 подстыковывается к хвостовой части 3 снаряда путем совмещения и прижатия наклонных плоскостей 41 выступов 40 подвижных захватов 31 к ответным наклонным плоскостям 43 выступов 42 снаряда 2.

Стопор 34, удерживаемый до этого момента спецприспособлением, отпускается, при этом поршень 35 под действием пружины 33 конусом 37 своей головной части 36, воздействуя на ответные конические поверхности 38 выступов 44, зажимает хвостовую часть 3 снаряда 2 путем взаимодействия по наклонным плоскостям 41, 43. В таком виде снаряд 2 с обтюратором 12 и донной частью 5 вставляется в контейнер 1 и закрепляется винтами 6, после чего к донной части 5 подстыковывается крышка 7.

Устройство готово к хранению, транспортировке и пуску управляемого снаряда.

Работа устройства при пуске снаряда осуществляется следующим образом. При подаче электрического сигнала на пиросвечу 27 аккумулятора давления 13 ее пиротехнический состав воспламеняется и продукты сгорания поджигают заряд 17. В связи с тем что во время пребывания снаряда 2 в контейнере 1 золотники 21 находятся в нейтральном положении (равноудаленном от входа 19 в сопла 14), расход газов через все сопла одинаков.

Истекающие газы заполняют камору 4, прижимают края юбки манжеты 57 к внутренней поверхности трубы контейнера 1, обеспечивая условия для дальнейшего подъема давления. По достижении заданного давления стопор 34 с поршнем 36 перемещается вверх в направляющих 49, 50, преодолевая усилие пружины 33. При этом головная часть 36 поршня 35 стопора 34 перемещается, освобождая конические поверхности 38 подвижных захватов 31 и в конце хода освобождает выступы 44.

Размеры поршня 35 стопора 34, усилие пружины 33 рассчитаны таким образом, что освобождение подвижных захватов 31 происходит к тому моменту, когда в каморе 4 создается давление газов, достаточное для выталкивания снаряда 2 из контейнера 1.

Управляемый снаряд 2, перемещаясь вдоль контейнера 1, своим обтюратором 12 наталкивается на упоры (не показаны). Сила реакции этого воздействия приводит к срезу винтов 60 по поверхности стыковки между кольцом 56 и снарядом 2. Снаряд 2 освобождается от обтюратора 12 и выталкивается из контейнера 1. Сразу же происходит раскрытие аэродинамических поверхностей 10. В начале свободного полета скорость управляемого снаряда 2 невелика, аэродинамические силы для его эффективного управления недостаточны. В целях обеспечения требуемого направления управляемого полета на этом участке траектории используется газодинамическое управление благодаря изменению расхода газов - продуктов сгорания зарядов 17 (фиг. 3) аккумуляторов давления 13 (фиг.1) через сопла, вызванному поворотом шестерни 24 (фиг.3), связанной с зубчатой рейкой 25 золотником 21.

В зависимости от направления и угла поворота шестерни 24 обеспечивается направление и величина продольного перемещения золотника 21 в направляющих 20, что изменяет расстояние 22 между торцами 23 золотника 21 и входом 19 в сопла 14. Сопла 14 работают в паре, т.е. золотник 21, перекрывая расстояние 22 перед входом 19 в одно сопло 14, увеличивает расстояние 22 между своим противоположным торцом 23 и входом 19 в противоположное сопло 14. Последнее определяет количество истекающих газов из сопла 14 аккумулятора давления.

В случае накопления в каморе 4 (фиг.1) избыточного давления и невыходе снаряда 2 из контейнера 1 происходит срез винтов по поверхности между кольцами 55 и 56.

Наружное кольцо 55 с укрепленной на нем манжетой 57 отстыковывается от кольца 56 и смещается вперед вдоль корпуса снаряда 2 до упора в аэродинамические поверхности 10. Через образовавшиеся зазоры между кольцом 56 и контейнером 1, а также между кольцом 55 и снаряда 2 накопившиеся газы вытекают из контейнера.

Камора разгерметизируется, дальнейший приход газов из аккумуляторов давления 13 реализуется на истечение через освободившийся зазор между контейнером 1 и снарядом 2. Это позволяет сохранить управляемый снаряд 2 в контейнере 1 и предотвратить опасность взрыва контейнера 1 и снаряда 2.

Таким образом, устройство для запуска управляемого снаряда обеспечивает положительный эффект: - пусковую установку можно использовать для транспортировки и хранения снаряда; - вылет управляемого снаряда из контейнера производится по команде в заданный момент времени; - получена возможность управления снарядом на начальном участке полета; - получаемые от горения заряда аккумуляторов давления газы полностью расходуются на выброс снаряда из контейнера и полет на начальном участке траектории пуска.

Формула изобретения

1. Устройство для запуска управляемого снаряда, содержащее контейнер и расположенную в нем с образованием каморы хвостовую часть управляемого снаряда, снабженную источником давления и аэродинамическими поверхностями, отличающееся тем, что источник давления выполнен в виде аккумуляторов, каждый из которых имеет заряд твердого топлива, пиросвечу и пару сопл, расположенных перпендикулярно продольной оси снаряда и направленных противоположно друг другу, при этом аккумуляторы снабжены управляемыми золотниками, размещенными в соосных соплам собственных направляющих, а контейнер - замком для удержания управляемого снаряда.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что замок выполнен в виде расположенных в контейнере подвижных захватов и размещенного в собственном корпусе подпружиненного стопора с поршнем, обращенным головной частью в камору с возможностью контактирования с коническими поверхностями подвижных захватов, при этом последние помещены в радиально ориентированные пазы и имеют на своих концах выступы с наклонными плоскостями для взаимодействия с ответными наклонными поверхностями выступов на хвостовой части снаряда.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что аэродинамические поверхности выполнены складывающимися.

4. Устройство по любому из пп. 1 - 3, отличающееся тем, что камора по зазору между хвостовой частью снаряда и контейнером уплотнена обтюратором, состоящим из наружного и внутреннего колец и эластичной манжеты, имеющим штыри для удержания аэродинамических поверхностей в сложенном состоянии во время нахождения в контейнере, при этом кольца обтюратора соединены со снарядом и между собой посредством срезных винтов с образованием опоры внутреннего кольца на выступы наружного кольца и управляемого снаряда.

5. Устройство по любому из пп. 1 - 4, отличающееся тем, что наружное кольцо обтюратора снабжено обратными клапанами для продувки контейнера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5