Воздушно-динамический рулевой привод управляемого снаряда

 

Изобретение относится к ракетному вооружению. Рулевой привод снаряда содержит клапанное распределительное устройство и управляющий электромагнит с якорем. В средней части якоря выполнены перемычка и заслонка, а на его концах - цилиндрические буртики. При этом заслонка перекрывает сопла, а наружный диаметр цилиндрических буртиков равен внутреннему диаметру сопла. Для выравнивания давления на якоре в перемычке и на торцах магнитопровода выполнены отверстия. Изобретение обеспечивает работоспособность рулевого привода при полете снаряда на сверхзвуковых скоростях. 2 ил.

Изобретение относится к области вооружения, конкретно к ракетной технике.

Известен воздушно-динамический блок рулевого привода управляемого снаряда 9М117, принятый за аналог (Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Воениздат, 1980).

Известен воздушно-динамический блок рулевого привода (решение о выдаче патента от 27.11.95 г.) Он состоит из клапанного распределительного устройства, управляемого электромагнита. В распределительном устройстве, выполнено основание, в центральной части которого размещен управляющий электромагнит, сопловая часть в виде сужающего кольца с перемычками расположена снаружи корпуса управляющего электромагнита.

Между внутренней стенкой сопловой части и корпусом электромагнита выполнен зазор, который с пазами на торце образует окна, якорь-заслонка выполнен в виде диска с центральным отверстием и каналами, в центральном отверстии якоря установлен направляющий стержень с пружиной.

Недостатком этого рулевого привода является то, что он становится неработоспособен при высоком давлении воздуха, которое существенно растет при полете на сверхзвуковых скоростях. Это связано с тем, что при подаче напряжения в катушку управления, якорь-заслонка притягивается к магнитопроводу и закрывает сопло. В сопле и в полости повышается давление до давления торможения с одной стороны и открывает сопло с другой стороны, где давление уменьшается и становится близким к атмосферному. В результате на якорь действует усилие, равное произведению площади сопла на перепад давления, что при сверхзвуковых скоростях и больших расходах достигает значительных величин и электромагнит не обеспечивает усилий, необходимых для преодоления перепада давлений, при ограниченной электрической мощности на борту управляемого снаряда.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение работоспособности рулевого привода управляемого снаряда при полете на сверхзвуковых скоростях.

С этой целью необходимо обеспечить работоспособность рулевого привода путем разгрузки якоря с заслонкой от воздействия воздуха с высоким давлением.

Это достигается тем, что в блоке распределительного устройства с управляющим электромагнитом, который размещен в корпусе, якорь выполнен в виде цилиндрической втулки с перегородкой в средней части. На наружной поверхности образованы цилиндрические буртики в центре и на концах якоря. Центральный буртик является заслонкой, который перекрывает выходные сопла распределительного устройства, при этом наружный диаметр буртиков, выполненных на краях якоря, равен внутреннему диаметру сопла. Для разгрузки от давления утечек, в перемычке якоря и в магнитопроводе на наружной поверхности, находящейся в полости сброса воздуха, выполнены отверстия, обеспечивающие выравнивание давлений по торцевым поверхностям якоря электромагнита.

На фиг. 1 представлен воздушно-динамический блок рулевого привода, а на фиг. 2 - вид с торца управляющего электромагнита с распределительным устройством. Он состоит из корпуса 1, который разделен на полости 2 высокого давления, в которых установлен силовой цилиндр 3 с поршнями 4, взаимодействующими с рычагами 5 рулей 6, и полости низкого давления 7, в которых установлено распределительное устройство с управляющим электромагнитом 8, состоящего из корпуса 9, магнитопровода 10 с отверстиями 11, катушки 12, якоря 13, пружины 14, винта 15, гайки 16, шайбы 17, винтов 18 уплотнительных колец 19. В средней части якоря 13 выполнена перемычка 20 с отверстиями 21 на наружной поверхности якоря, в центре выполнена заслонка 22, перекрывающая сопла 23, и концевые буртики 24. В полости 9 выполнены каналы 25, соединяющие полости 26 силового цилиндра 3 с полостью 27 распределительного устройства, образованного внутренней поверхностью сопла 23, торцевыми поверхностями буртика 24, заслонки 22 и цилиндрической поверхностью якоря 13.

В корпусе 1 имеются каналы 28, связанные с каналами 25, каналы 29, связанные с каналами 26 силовых цилиндров, и сбросные окна 30, связывающие полости низкого давления 7 с атмосферой. В корпусе 9 выполнены выходные каналы 31, связывающие сопла 23 с полостью низкого давления 7.

Принцип действия конструкции заключается в следующем. В полости высокого давления 2 поступает воздух под давлением, близким к давлению торможения. Воздух по каналам 29 поступает в полость 26 силового цилиндра 3, откуда по каналам 28, 25 в полость 27 распределительного устройства 8, по зазору между соплом и заслонкой 22 поступает по каналам 31 в полость низкого давления 7 и по сбросным окнам 30 в атмосферу. При среднем положении якоря устанавливаются одинаковые давления и на якорь не действует сила - он уравновешен. При подаче напряжения на одну катушку 12 якорь притягивается к ней, при этом заслонка 22 садится на сопло 23, перекрывая зазор с одной стороны и увеличивая зазор между заслонкой 22 и соплом 23 с другой стороны. В результате расход из полости 26 одного цилиндра резко уменьшается, и давление в ней, а также связанной с этой полостью в полости 27 распределительного устройства становится практически равным давлению торможения, а в другой полости силового цилиндра 26, а также связанной с ней полости 27 распределительного устройства, устанавливается давление, практически равное давлению полости низкого давления 7. При подаче поочередно напряжения в катушке 12 и перемещении якоря 13 в силовых цилиндрах устанавливаются разные давления, и под действием разности давлений поворачивается руль то в одну, то в другую сторону. При положении якоря 13, когда он закрывает сопло 23, и в полости 27 распределительного устройства установилось давление торможения, оно с одной стороны действует на заслонку 22 на площади кольца, ограниченного внутренним диаметром сопла 23 и цилиндрической поверхностью якоря 13, сила, стремящаяся оторвать якорь от катушки 12,с другой стороны на буртик 24 сила, стремящаяся прижать якорь 13 к катушке 12. А так как наружный диаметр буртика 24 равен внутреннему диаметру сопла 23, то силы, действующие в разные стороны одинаковы, и якорь 13 разгружен по входному высокому давлению. При прижатом положении якоря 13 к соплу 23 в одной полости 27 давление торможения в другой полости создает давление, близкое к давлению в полости сброса 7. При этом по технологическому зазору между внутренним диаметром сопла 23 и наружным диаметром буртика 24 происходит утечка воздуха, в результате в полости между катушкой 12, магнитопроводом 10 и якорем 13, с каждой стороны устанавливается разное давление, стремящееся сместить якорь от сопла 23 и сбросить воздух в полости 26 силового цилиндра. Для того, чтобы обеспечить равные давления на якорь 13, с торцевых сторон в перемычке 20 выполнены отверстия 21, выравнивающие давление внутри магнита с разных сторон якоря, а в магнитопроводе 10 выполнены отверстия 11, связывающие торцевые стороны якоря с полостью низкого давления 7, и обеспечивает установление с обоих торцев якоря одинаково низкого давления.

Таким образом, конструктивное исполнение блока рулевого привода с якорем в управляющем электромагните, выполненным в виде цилиндрической втулки с буртиком-заслонкой в середине и буртиком на концах с диаметром концевых буртиков, равным внутреннему диаметру сопла, обеспечивает разгрузку якоря по входному давлению.

Выполнение отверстий в перемычке якоря и на торцах магнитопроводов, отверстий, связывающих полости со стороны торцев якоря между собой и с полостью низкого давления, обеспечивает полную разгрузку якоря. Обеспечение разгрузки якоря при высоких давлениях, обеспечивает работоспособность воздушно-динамического рулевого привода при сверхзвуковых скоростях полета ракеты.

Формула изобретения

Воздушно-динамический рулевой привод управляемого снаряда, содержащий клапанное распределительное устройство, управляющий электромагнит с якорем, отличающийся тем, что в якоре управляющего электромагнита в средней части выполнены перемычка и заслонка, а на концах - цилиндрические буртики, при этом заслонка перекрывает сопла, наружный диаметр цилиндрических буртиков равен внутреннему диаметру сопла, а в перемычке якоря и на торцах магнитопровода выполнены отверстия, выравнивающие давление на якоре.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2