Отделяемый носовой обтекатель управляемого снаряда

 

Предлагаемое изобретение относится к области военной техники, в частности к управляемым снарядам или ракетам. В отделяемом носовом обтекателе управляемого снаряда, содержащем оживальной формы оболочку, открытый задний конец которой приспособлен для присоединения к переднему концу снаряда и удерживания на нем обтекателя, и устройство отделения обтекателя, установленное в полости, образованной во внутренней части оболочки, устройство отделения обтекателя выполнено в виде ступенчатого поршня. Ступень меньшего диаметра поршня размещена в центральном сквозном отверстии, образованном в оболочке обтекателя, и снабжена ограничителем хода в виде соосного с поршнем винта, ввернутого в его передний торец и имеющего головку диаметром, превышающим диаметр меньшей ступени поршня. Ступень большего диаметра установлена враспор между торцом внутренней полости оболочки и передним концом снаряда так, что между оболочкой и поршнем образована герметичная камера, причем на заднем торце поршня устройства отделения, со смещением относительно его продольной оси, смонтирован электровоспламенитель, форкамера которого сообщается с герметичной камерой устройства. В передней части оболочки, перпендикулярно ее продольной оси, установлен с обеспечением возможности контактирования с ограничителем хода при перемещении оболочки вдоль поршня упорный элемент, например винт или штифт. Изобретение повышает надежность функционирования управляемого снаряда при одновременном упрощении конструкции обтекателя. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области военной техники, в частности к управляемым снарядам или ракетам.

Известен снаряд [1] , имеющий окно, через которое излучение может проходить к чувствительному элементу, и предохранительный головной обтекатель, разрушаемый при помощи устройства в соответствии с управляющим сигналом, причем разрушение обтекателя происходит для того, чтобы открыть окно. Обтекатель изготавливается из подвергнутого предварительному напряжению стекла, керамических или полимерных материалов и снаружи покрывается веществом, предотвращающим наведение электростатических зарядов. Дробящее устройство содержит заостренный поршень, приводимый в движение электрическим, механическим или гидравлическим приводом или при помощи воспламеняемого электрически пиротехнического заряда.

После срабатывания дробящего устройства часть осколков обтекателя, имея скорость, равную скорости снаряда, будет находиться непосредственно перед окном, создавая помехи для проходящего к чувствительному элементу излучения. При этом возможно отражение излучения от части осколков, покрытых веществом, предотвращающим наведение электростатических зарядов, преломление излучения и потеря его мощности. Когда скорость осколков обтекателя, из-за их несовершенной аэродинамической формы, уменьшится, вероятен даже их удар о поверхность окна и повреждение последнего.

Известен также отделяемый носовой обтекатель [2] , который является прототипом предлагаемого изобретения. Он предназначен для переднего конца самонаводящейся торпеды, образующего первичный элемент ракеты, которая запускается в атмосферу по баллистической траектории по удаленной подводной цели. После входа торпеды в воду обтекатель отделяется от торпеды. Обтекатель содержит оболочку, имеющую оживальную форму. Открытый задний конец оболочки приспособлен для присоединения к переднему концу торпеды и удерживания оболочки на торпеде при ее выходе из пусковой трубы, при воздушном полете в район цели и при ударе о водную поверхность во время входа торпеды в воду. Внутренняя часть оболочки заполнена прочным аммортизирующим вспененным материалом, который образует полость в оболочке. В полости установлено пневматическое устройство в виде эластичной надувной втулки, которая донным концом присоединена к переднему торцу торпеды. У верхнего конца втулки установлено приспособление для быстрого наполнения втулки сжатым воздухом. В полости также установлен блок, в котором генерируются электрические сигналы, управляющие наполнением втулки. При наполнении обтекатель отделяется от переднего конца торпеды.

Из-за имеющего малую плотность вспененного материала, почти полностью заполняющего внутреннюю часть оболочки, носовой обтекатель имеет относительно небольшую массу, поэтому для надежного отделения от переднего конца снаряда ему необходимо сообщить достаточно большой импульс. Приспособление для наполнения эластичной втулки сжатым воздухом, как и любое пневматическое устройство, обладает некоторой инерционностью и не может обеспечить высокое давление внутри втулки, позволяющее придать отделяемому носовому обтекателю достаточную скорость схода.

Небольшая продольная скорость отделившегося от снаряда носового обтекателя быстро гасится сопротивлением набегающего потока окружающей среды, в результате чего снаряд догоняет носовой обтекатель. При этом возможно соударение обтекателя с передним концом снаряда или с его наружными органами управления и их повреждение, что резко снижает надежность функционирования снаряда и может привести даже к отказу в его работе.

Кроме того, размещение во внутренней полости оболочки электронного блока надувной втулки, приспособления для наполнения втулки сжатым воздухом и, вероятно, воздушного аккумулятора давления обуславливают большие габариты носового обтекателя и значительно усложняет его конструкцию. Все это ведет к снижению надежности срабатывания устройства отделения носового обтекателя и, как следствие, к уменьшению надежности функционирования управляемого снаряда в целом.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности функционирования управляемого снаряда с отделяемым носовым обтекателем, при одновременном уменьшении габаритов обтекателя и упрощении его конструкции, за счет повышения начального импульса на отделение и организации соответствующей траектории движения носового обтекателя после отделения его от снаряда. Это достигается тем, что в отделяемом носовом обтекателе управляемого снаряда, содержащем оживальной формы оболочку, открытый задний конец которой приспособлен для присоединения к переднему концу снаряда и удерживания на нем обтекателя, и устройство отделения обтекателя, установленное в полости, образованной во внутренней части оболочки, устройство отделения обтекателя выполнено в виде ступенчатого поршня, в котором ступень меньшего диаметра размещена в центральном сквозном отверстии, образованном в оболочке обтекателя, и снабжена ограничителем хода в виде соосного с поршнем винта, ввернутого в его передний торец и имеющего головку диаметром, превышающую диаметр меньшей ступени поршня, а ступень большего диаметра установлена враспор между торцом внутренней полости оболочки и передним концом снаряда так, что между оболочкой и поршнем образована герметичная камера, причем на заднем торце поршня устройства отделения, со смещением относительно его продольной оси, смонтирован электровоспламенитель, форкамера которого сообщается с герметичной камерой устройства, при этом в передней части оболочки, перпендикулярно ее продольной оси, установлен, с обеспечением возможности контактирования с ограничителем хода при перемещении оболочки вдоль поршня, упорный элемент, например винт или штифт.

Предлагаемое устройство, выполненное в виде ступенчатого поршня, со смонтированным на его заднем торце электровоспламенителем, позволяет значительно повысить начальный импульс, сообщаемый обтекателю при его отделении от снаряда. Используемый в нем пиротехнический элемент обладает высоким быстродействием и в течение малого времени создает в герметичной рабочей камере, образованной установленной враспор между торцом внутренней полости оболочки и передним концом снаряда большой ступенью поршня, давление, необходимое для отрыва оболочки от снаряда и придания ей довольно высокой скорости перемещения относительно поршня. Смещение электровоспламенителя относительно продольной оси обтекателя обусловлено необходимостью сообщения его форкамеры с рабочей камерой устройства отделения.

Закрепленный на переднем конце поршня ограничитель хода, выполненный в виде соосного с поршнем винта, позволяет организовать соответствующую траекторию движения носового обтекателя после его отделения от снаряда. Превышение диаметра головки ограничителя над диаметром меньшей ступени поршня, размещенной в центральном сквозном отверстии оболочки, обеспечивает возможность контактирования ограничителя с закрепленным в передней части обтекателя упорным элементом, установленным перпендикулярно продольной оси перемещающейся вдоль поршня, после срабатывания пиротехники, оболочки. Возникающая при ударе упорного элемента, например, винта или штифта, о головку ограничителя хода, сила, смещена относительно продольной оси обтекателя, что приводит к созданию момента, разворачивающего движущуюся оболочку относительно неподвижного поршня, а вместе с ней и сам поршень на определенный угол атаки. Появляющаяся при этом боковая аэродинамическая сила уводит обтекатель в сторону от траектории снаряда.

Для образования достаточного для разворота обтекателя момента, необходима высокая скорость столкновения оболочки с поршнем, а следовательно, и мощный импульс на начало ее движения, что может обеспечить, в отличии от пневматики или гидравлических устройств, только пиротехническое устройство, в частности электровоспламенитель. Кроме того выполнение поршня ступенчатым увеличивает направляющую поверхность для оболочки, обеспечивая ей возможность набора высокой скорости движения относительно поршня и исключая в этот момент ее возможный перекос или заклинивание, которое может привести к малой скорости подхода упорного элемента к ограничителю хода и следовательно, к незначительной силе их взаимодействия. Увеличение же направляющей поверхности для перемещения оболочки только за счет увеличения длины большей ступени поршня приведет к возрастанию габаритов оболочки оживальной формы, внутри которой располагается поршень.

При этом, отсутствие в конструкции носового обтекателя многозвенных, в сравнении с прототипом, устройств, имеющих достаточно большие размеры и ведущих к усложнению устройства и самого процесса отделения, обуславливает уменьшение его габаритов и повышение надежности срабатывания.

Сравнение указанного технического решения с прототипом позволяет установить его соответствие критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется графическим материалом, на котором представлен общий вид отделяемого носового обтекателя управляемого снаряда.

Отделяемый носовой обтекатель управляемого снаряда содержит оживальной формы оболочку 1, которая открытым задним концом присоединена к переднему концу снаряда 2, и устройство отделения в виде ступенчатого поршня 3, расположенного внутри оболочки 1. Ступень поршня, имеющая меньший диаметр, размещается в центральном сквозном отверстии "а", образованном в оболочке 1, а ступень большего диаметра установлена враспор между торцом "b" на внутренней поверхности оболочки и передним концом снаряда 2. Между оболочкой 1 и поршнем 3 образована рабочая камера "c" устройства отделения. Ее герметичность обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами 4 и 5, установленными в радиальные проточки соответственно на наружной поверхности большой ступени поршня 3 и на внутренней поверхности сквозного отверстия "a". На самом поршне 3, со стороны заднего торца его большей ступени, со смещением относительно продольной оси, смонтирован электровоспламенитель 6, форкамера которого сообщается с герметичной рабочей камерой "c" устройства отделения. На переднем торце ступени малого диаметра поршня, соосно с ним, установлен ограничитель хода 7 в виде винта, диаметр головки которого превышает диаметр малой ступени. В передней части оболочки 1, перпендикулярно его продольной оси, установлен упорный винт 8.

В определенной точке траектории на электровоспламенитель 6 подается импульс тока. Срабатывая, воспламенитель создает в рабочей камере "c" давление, под действием которого происходит отрыв оболочки 1 от переднего конца снаряда 2 и перемещение ее вдоль поршня 3. Упорный винт 8, закрепленный на оболочке 1 и перемещающийся вместе с ней, ударяется о выступающую за наружный диаметр малой ступени поршня головку ограничителя хода 7. Оболочка 1, уже потерявшая контакт со снарядом, увлекает за собой и поршень 3. Происходит отделение носового обтекателя от снаряда. Возникающий при ударе упорного винта 8 об ограничитель хода 7 момент сообщает носовому обтекателю начальную экваториальную угловую скорость. Обтекатель разворачивается в плоскости действия возмущения, в результате чего образуется угол атаки, вызывающий в свою очередь появление боковой аэродинамической силы, которая уводит обтекатель в сторону от траектории снаряда, исключая тем самым возможность их соударения.

Таким образом, повышение начального импульса на отделение и организация соответствующей траектории движения носового обтекателя после отделения его от снаряда позволяет повысить надежности функционирования управляемого снаряда с отделяемым носовым обтекателем, при одновременном уменьшении габаритов обтекателя и упрощении его конструкции.

Источники информации 1. Заявка Великобритании (GB) N 1320969 по классу НКИ F 3 A, опубликована 20 июня 1973 года.

2. Патент США (US) N 5235128 по классу НКИ 102-351, опубликован 10 августа 1993 года.

Формула изобретения

Отделяемый носовой обтекатель управляемого снаряда, содержащий оживальной формы оболочку, открытый задний конец которой приспособлен для присоединения к переднему концу снаряда и удерживания на нем обтекателя, и устройство отделения обтекателя, установленное в плоскости, образованной во внутренней части оболочки, отличающийся тем, что в нем устройство отделения обтекателя выполнено в виде ступенчатого поршня, в котором ступень меньшего диаметра размещена в центральном сквозном отверстии, образованном в оболочке обтекателя, и снабжена ограничителем хода в виде соосного с поршнем винта, ввернутого в его передний торец и имеющего головку диаметром, превышающим диаметр меньшей ступени поршня, а ступень большего диаметра установлена враспор между торцом внутренней полости оболочки и передним концом снаряда так, что между оболочкой и поршнем образована герметичная камера, причем на заднем торце поршня устройства отделения, со смещением относительно его продольной оси, смонтирован электровоспламенитель, форкамера которого сообщается с герметичной камерой устройства, при этом в передней части оболочки перпендикулярно ее продольной оси установлен с обеспечением возможности контактирования с ограничителем хода при перемещении оболочки вдоль поршня упорный элемент.

РИСУНКИ

Рисунок 1

QB4A Государственная регистрация договора о распоряжении исключительным правом

Дата и номер государственной регистрации договора: 22.04.2011 № РД0079873

Вид договора: лицензионный

Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" (RU)

Лицо, которому предоставлено право использования: Открытое акционерное общество "Концерн "Ижмаш" (RU)

Условия договора: НИЛ, на срок до 15.04.2024 на территории РФ.

Дата публикации: 10.06.2011

---