Способ увеличения дальности полета артиллерийского снаряда

Авторы патента:

Ветров Вячеслав Васильевич (RU)

Костяной Евгений Михайлович (RU)

Дикшев Алексей Игоревич (RU)

F42B15/00 - Реактивные снаряды, например ракеты; управляемые снаряды (F42B 10/00,F42B 12/00,F42B 14/00 имеют преимущество; тренировочные или учебные снаряды F42B 8/12; ракеты-торпеды F42B 17/00; морские торпеды F42B 19/00; космические транспортные средства B64G; реактивные двигатели F02K)

Владельцы патента RU 2522699:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) (RU)

Изобретение относится к вооружению, а именно к боеприпасам. Артиллерийский снаряд содержит корпус кормового отсека (ККО) с блоком стабилизаторов и донным газогенератором, воздухозаборное устройство. Корпус кормового отсека составлен из телескопически сложенных наружной и внутренней обечаек. После вылета снаряда производят забор атмосферного воздуха для дожигания газообразной смеси, трансформируют ККО сразу после вылета снаряда из канала ствола путем выдвижения наружной обечайки для формирования ракетно-прямоточного двигателя, затем трансформируют ККО путем возвращения наружной обечайки в исходное положение и закрывают воздухозаборное устройство. Изобретение позволяет увеличить дальность полета артиллерийского снаряда. 4 ил.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способам увеличения дальности полета артиллерийских снарядов.

Известны два пути увеличения дальности полета артиллерийских снарядов. Первый из них заключается в размещении на борту артиллерийского снаряда разгонного двигателя [R.Oosthuizen, J.J.du Buission, G.F.Botha. Solid fuel ramjet (SFRJ) propulsion for artillery projectile applications - concept development overview // 19th International Symposium of Ballistics, Interlaken, Switzerland, 2001. P.403-410]. Данный способ позволяет повысить дальность стрельбы артиллерийского снаряда путем увеличения скорости его полета за счет энергии, запасенной в топливе. Размещение на борту прямоточного воздушно-реактивного двигателя позволяет использовать в качестве окислителя воздух, однако в таком случае на борту снаряда требуется иметь камеру дожигания определенных размеров, за счет чего ограничивается объем полезной нагрузки при неизменных габаритах снаряда. Известен аэродинамически стабилизированный снаряд [Номер заявки WO2001SE0133220010613 «Fin stabilized shell»], в котором реализована телескопическая трансформация планера в процессе полета. Данное устройство позволяет увеличить объем снаряда в процессе полета и за счет смещения назад блока стабилизаторов повысить степень статической устойчивости при сохранении габаритов штатного снаряда в процессе его хранения. Однако дополнительный свободный объем, полученный в ходе телескопической трансформации, остается пассивным и никак не используется.

Наиболее близким к изобретению аналогом является артиллерийский снаряд, реализующий способ снижения донного сопротивления [Патент РФ №2225976 от 02.12.2002]. Данный снаряд имеет корпус хвостового отсека избыточной прочности для полетных режимов с блоком стабилизаторов и донным газогенератором, производящим газообразные продукты с недостатком окислителя. Способ снижения донного сопротивления реализуется путем подвода дополнительного кислорода за счет эжекции набегающего потока через регулятор расхода, обеспечивающий количество эжектируемого в центральную зону спутной струи воздуха, пропорциональное скорости артиллерийского снаряда, что позволяет увеличить площадь взаимодействия газовых потоков и повысить эффективность дожигания конденсированной фазы в нестационарных условиях полета. Газогенератор в данном случае предназначен для повышения давления в области донного среза и уменьшения тем самым донного сопротивления, что в конечном итоге приводит к повышению дальности полета снаряда. При этом большая площадь взаимодействия газовых потоков способствует более полному дожиганию образованных в газогенераторе продуктов. Создаваемая реактивная тяга в данном случае пренебрежимо мала.

К недостаткам прототипа можно отнести то, что дожигание части пиротехнического состава происходит за донным срезом снаряда, что приводит к неполному использованию энергии, запасенной в пиротехническом составе, а также химической энергии воздуха, участвующего в процессе дожигания. Также, снаряд на траектории имеет избыточный запас прочности корпуса, обусловленный высоким уровнем стартовых перегрузок в канале ствола.

Таким образом, энергия топливного заряда газогенератора используется далеко не полностью, а возможности корпуса снаряда с позиций прочности конструкции несоизмеримо выше, чем это необходимо в полете.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение дальности полета артиллерийского снаряда за счет наиболее полного извлечения энергии топливного заряда газогенератора и последующего рационального ее использования на траектории благодаря трансформации корпуса снаряда в полете.

Техническая задача в изобретении решается тем, что способ увеличения дальности полета артиллерийского снаряда заключается в том, что после вылета снаряда, содержащего корпус кормового отсека с блоком стабилизаторов и донным газогенератором, производящим газообразные продукты с недостатком окислителя, из канала ствола производят забор атмосферного воздуха и используют его для дожигания горючей газообразной смеси, полученной в газогенераторе. При этом корпус кормового отсека выполняют составным из телескопически сложенных наружной и внутренней обечаек и в полете его дважды трансформируют. Первую трансформацию проводят сразу после выхода снаряда из канала ствола, выдвигая наружную обечайку с блоком стабилизаторов, чем формируют ракетно-прямоточный двигатель с топливным зарядом газогенератора, с камерой дожигания, воздухозаборным устройством и соплом. Вторую трансформацию проводят после выгорания топливного заряда газогенератора путем возвращения наружной обечайки корпуса кормового отсека в исходное положение и закрытия при этом воздухозаборного устройства.

Изобретение поясняется чертежами,

где на фиг.1 представлена принципиальная схема артиллерийского снаряда до выхода из канала ствола;

на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 представлена схема артиллерийского снаряда после произведения первой трансформации корпуса;

на фиг.4 представлена схема артиллерийского снаряда после произведения второй трансформации корпуса.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Корпус снаряда выполняют из внутренней 1 и наружной 2 соосно установленных обечаек. В момент выстрела снаряд разгоняют в канале ствола артиллерийского орудия, при этом внутренняя и наружная обечайки 1 и 2 соответственно совместно воспринимают возникающую осевую перегрузку. После выхода снаряда из канала ствола наружную обечайку 2 смещают назад относительно направления движения снаряда, раскрывают аэродинамические стабилизаторы 3 и воздухозаборные устройства 4, которые вместе с наружной обечайкой 2 и соплом 5 формируют второй контур ракетно-прямоточного двигателя. В донном газогенераторе 6, представляющем собой первый контур ракетно-прямоточного двигателя, воспламеняют топливный состав с недостатком окислителя, после чего продукты неполного сгорания топлива начинают поступать во второй контур. С помощью воздухозаборных устройств 4 производят забор атмосферного воздуха и используют его для дожигания во втором контуре газообразных продуктов, поступающих из первого контура, которые затем истекают через сопло 5 второго контура, чем создают реактивную тягу. После сгорания топлива в первом контуре наружную обечайку 2 смещают вперед по направлению движения снаряда до первоначального положения и закрывают воздухозаборные устройства 4, чем уменьшают аэродинамическое сопротивление на протяжении всего дальнейшего полета.

Пример реализации.

Для артиллерийского снаряда калибра 152 мм, полной массой 48 кг, выстреливаемого с дульной скоростью 950 м/с и имеющего относительную массу топлива ракетно-прямоточного двигателя 0,06, увеличение дальности по сравнению со снарядом с аналогичными калибром, полной массой и дульной скоростью, но оснащенным ДГГ с относительной массой пиротехнического состава 0,06 составляет 40%. При этом первая трансформация происходит сразу после выхода снаряда из канала ствола, а вторая - спустя 4 секунды с момента начала полета.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает увеличение дальности полета артиллерийского снаряда за счет наиболее полного извлечения энергии пиротехнического состава газогенератора и последующего рационального ее использования на траектории благодаря трансформации корпуса снаряда в полете.

Способ увеличения дальности полета артиллерийского снаряда, заключающийся в том, что после вылета снаряда, содержащего корпус кормового отсека с блоком стабилизаторов и донным газогенератором, производящим газообразные продукты с недостатком окислителя, из канала ствола производят забор атмосферного воздуха, кислородом которого дожигают горючую газообразную смесь, полученную в газогенераторе, отличающийся тем, что корпус кормового отсека выполняют составным из телескопически сложенных наружной и внутренней обечаек и в полете его дважды трансформируют: первый раз трансформацию проводят сразу после выхода снаряда из канала ствола путем выдвижения наружной обечайки с блоком стабилизаторов, обеспечивая формирование ракетно-прямоточного двигателя с камерой дожигания, топливным зарядом газогенератора, воздухозаборным устройством и соплом, второй раз трансформацию проводят после выгорания топливного заряда газогенератора за счет возвращения наружной обечайки корпуса кормового отсека в исходное положение и закрывают при этом воздухозаборное устройство.

Похожие патенты:

Стелс-снаряд // 2522342

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к снарядам, невидимым для радиорадаров (стелс-снарядам). Стелс-снаряд содержит корпус, взрыватель и взрывчатое вещество.

Механизм управления элевоном // 2518486

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к устройствам управления элевоном складываемого крыла ракеты. Механизм управления элевоном состоит из размещенного на корпусе ракеты вала вращения, рычага, жестко закрепленного на валу, и установленной рулевой машинки в корпусе ракеты, шток которой шарнирно соединен с рычагом.

Управляемая ракета в транспортно-пусковом контейнере // 2518126

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к управляемым ракетам, размещенным в транспортно-пусковых контейнерах. Управляемая ракета в транспортно-пусковом контейнере содержит разгонный двигатель, маршевый двигатель, боевую часть, рулевой отсек и бортразъем.

Реактивный боеприпас с оптическим датчиком цели // 2516938

Изобретение относится к области вооружений, в частности к взрывателям с оптическим датчиком цели для реактивных боеприпасов. Оптический датчик цели установлен внутри корпуса головного взрывателя.

Способ стрельбы управляемым артиллерийским снарядом // 2513326

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способам стрельбы управляемым артиллерийским снарядом. Способ стрельбы управляемым артиллерийским снарядом основан на включении на траектории реактивного двигателя только при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей.

Управляющий блок реактивного снаряда // 2505777

Изобретение относится к высокоточному управляемому ракетному оружию, в частности к управляющим блокам реактивных снарядов. Управляющий блок реактивного снаряда содержит шарнирно соединенные носовой модуль с системой управления и хвостовой модуль.

Реактивный снаряд // 2503921

Изобретение относится к области вооружений, в частности к неконтактным взрывателям реактивных боеприпасов. Реактивный снаряд содержит корпус с взрывчатым веществом, взрыватель, источник питания, детонатор, предохранительно-взводящий механизм и оптический датчик цели.

Способ поражения цели // 2502043

Изобретение относится к способу поражения наземных и воздушных целей. Способ поражения цели заключается в запуске группы, состоящей из двух функционально связанных между собой ракет, запускаемых одна за другой по цели со сдвигом во времени и доставке боевого снаряжения в зону поражения цели.

Управляемый реактивный снаряд // 2502042

Изобретение относится к области военной техники, в частности к управляемым реактивным снарядам. Управляемый реактивный снаряд включает управляющий и разгонный блоки.

Способ проверки электрического и информационного обмена ракеты // 2499979

Изобретение относится к области ракетостроения, в частности к аппаратуре предстартового контроля. Способ используют для проведения проверки ракеты на контрольно-испытательной станции или на технической позиции для оперативного контроля штатной ракеты и ее модификаций, а также ее составных частей, в частности головки самонаведения и инерциальной системы управления, без разборки ракеты.

Способ подрыва осколочно-фугасной боевой части управляемого боеприпаса // 2525348

Изобретение относится к военной технике, в частности к способу подрыва осколочно-фугасной боевой части (ОФБЧ). Способ подрыва ОФБЧ самонаводящегося боеприпаса с управляющим блоком (УБ) осуществляется посредством ударного воздействия бойка на головное взрывательное устройство (ВУ) мгновенного действия ОФБЧ. Боеприпас снабжен системой управления. Ударное воздействие бойка на ВУ осуществляют через дополнительно введенную в состав УБ аэродинамическую иглу (АИ), которую опирают на боек. Для осколочного подрыва ОФБЧ производят, в момент удара УБ о преграду, механическую расфиксацию и утапливание АИ и бойка в корпус УБ соосно его продольной оси вплоть до удара бойка по ВУ. Для фугасного подрыва ОФБЧ, по команде системы управления УБ, АИ жестко заклинивают в корпусе УБ. Достигается придание самонаводящимся боеприпасам нового качества ситуационного преобразования типа подрыва. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Управляемая пуля // 2527366

Управляемая пуля содержит отделяемый двигатель и кольцевой насадок с резьбовой втулкой, установленный на кормовой части маршевой ступени и соединенный с двигателем посредством разрезного кольца, выполненного в виде кольцевых секторов. Кольцевой насадок выполнен в виде тонкостенного переходного обтекателя, в котором размещены аэродинамические поверхности маршевой ступени и выполнен удержатель с упорными поверхностями, совмещенными с задними торцами крыльев маршевой ступени. На переднем торце отделяемого двигателя установлена резьбовая гайка, соединенная с кольцевыми секторами, на которой выполнен прямой упорный торец, обращенный к переходному обтекателю, и совмещенный с прямым упорным торцом резьбовой втулки переходного обтекателя. Кормовая часть маршевой ступени вдвинута в центральную трубку, размещенную в отделяемом двигателе. В управляемой пуле переходный обтекатель и резьбовая гайка снабжены буртиками, размещенными в ответной проточке кольцевых секторов. Улучшается демпфирование возмущений маршевой ступени управляемой пули при разделении, уменьшается аэродинамическое сопротивление пули, уменьшаются ее габариты и масса при одновременном уменьшении сложности конструкции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Управляемый артиллерийский снаряд // 2527609

Изобретение относится к области управляемого артиллерийского вооружения, в частности к управляемым артиллерийским снарядам. Управляемый артиллерийский снаряд содержит корпус, блок автоматического управления, блок рулевого привода, блок тормозных устройств, боевую часть, комбинированное взрывательное устройство, стабилизатор и донный газогенератор. Блок автоматического управления включает автопилот, блок инерциальных датчиков, приемник GPS, процессор, пассивную радиолокационную головку самонаведения с широкополосным приемником и модулем настройки частоты приемника. Блок тормозных устройств изменяет лобовое сопротивление снаряда на конечном участке траектории. Пассивная радиолокационная головка самонаведения работает по радиосигналу, излучаемому целью, и способна работать в прерывистом режиме поступления сигнала от цели. Достигается повышение точности поражения цели снарядом. 1 ил.

Способ управления полетом и рулевой привод управляемого снаряда // 2533865

Изобретение относится к области ракетных вооружений, в частности к рулевому приводу и способу управления полетом управляемого снаряда. Рулевой привод управляемого снаряда содержит корпус, основание, фильтр, воздухозаборник, электромагнитные клапаны и пневмоцилиндры рулевых машин. Основание разделяет полости снаряда на полость высокого давления и на полость низкого давления. Пневмоцилиндры закреплены за концы штоков к корпусу снаряда взаимно перпендикулярно в плоскостях стабилизации в полости низкого давления. Корпуса пневмоцилиндров имеют возможность совершать возвратно-поступательное движение на штоках. Электромагнитные клапаны, установленные в воздухозаборнике за фильтром, постоянно открытого типа. Электромагнитные клапаны, установленные на штоках пневмоцилиндров, постоянно закрытого типа и попарно соединены трубопроводами. Способ управления полетом управляемого снаряда заключается в изменении положения центра масс снаряда путем перемещения подвижных грузов, размещенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях внутри корпуса снаряда. Достигается упрощение конструкции управляемого снаряда. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство формирования времени вскрытия или отделения головной части реактивного снаряда // 2533868

Изобретение относится к области военной техники, а именно к устройству формирования времени вскрытия или отделения головной части реактивного снаряда. Устройство формирования времени вскрытия или отделения головной части реактивного снаряда содержит исполнительный механизм вскрытия или отделения головной части и приемник сигналов ГЛОНАСС или других систем спутниковой навигации с возможностью предстартовой установки в нем координат точки отделения или вскрытия головной части. Приемник сигналов ГЛОНАСС или других систем спутниковой навигации снабжен блоком вычитания текущих координат снаряда из установленных координат точки отделения или вскрытия головной части. Выход блока вычитания содержит формирователь разностного сигнала с пороговым элементом, электрически связанным с исполнительным механизмом отделения. Условие срабатывания порогового элемента определено соотношением |Δx|≤ε, где |Δx| - модуль величины разностного сигнала; ε - предельная погрешность определения текущих координат снаряда приемником сигналов ГЛОНАСС или других систем спутниковой навигации. Достигается повышение эффективности стрельбы реактивными снарядами.

Способ поражения подводных целей // 2534476

Изобретение относится к вооружению, в частности к способам поражения подводных целей. Способ поражения подводных целей заключается в доставке к району расположения цели отделяемой боевой части подводного действия и одного радиогидроакустического буя, посредством ракеты с использованием разгонного устройства, отделении боевой части на конечном участке траектории полета и ее задействовании после приводнения. Перед отделением боевой части подводного действия осуществляют отделение одного радиогидроакустического буя и после его приводнения, посредством размещенной на ракете аппаратуры, обеспечивают прием по радиоканалу информации от радиогидроакустического буя о местонахождении цели. По полученной информации корректируют точку приводнения боевой части подводного действия. Для доставки отделяемой боевой части подводного действия и одного радиогидроакустического буя к району расположения цели используют крылатую ракету. Ракета снабжена маршевой силовой установкой с воздушно-реактивным двигателем. Скорость разгона ракеты на начальном участке траектории ограничивают величиной, достаточной для создания поддерживающей полет аэродинамической подъемной силы и запуска маршевого двигателя, после чего обеспечивают ее отделение от разгонного устройства, запуск маршевого двигателя и дальнейший полет к району расположения цели в атмосфере. Достигается уменьшение массы устройства поражения подводных целей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Крылатая ракета // 2534838

Изобретение относится к ракетной технике и касается крылатой ракеты (КР) со стартово-разгонной ступенью (СРС) и маршевой силовой установкой (МСУ) со сверхзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателем (СПВРД). КР содержит маршевую ступень (МС) с лобовым воздухозаборником с центральным телом, СПВРД, СРС. СПВРД содержит конический диффузор, топливные коллекторы, стабилизаторы горения, КС, состыкованную с коническим диффузором, сверхзвуковое сопло, находящееся на выходе из КС, и систему регулирования. СРС с реактивным двигателем размещена в КС двигателя МС и воздушном канале с возможностью отстыковки и выброса. Топливные коллекторы и стабилизаторы горения МСУ выполнены складывающимися и закреплены на коническом диффузоре, расположенном на входе в КС. Корпус сопла выполнен из двух состыкованных цилиндрической и ожевальной оболочек. При этом площадь критического сечения сопла регулируется с помощью гидропривода сопла. Достигается уменьшение массы и габаритов КР, повышение тягово-экономических характеристик МС в полете. 5 ил.

Способ поражения подводных целей // 2535958

Изобретение относится к способам поражения подводных целей. Способ поражения подводных целей заключается в доставке отделяемой боевой части подводного действия к району расположения цели, отделении боевой части на конечном участке траектории полета и ее задействовании после приводнения. Отделяемая боевая часть доставляется первой ракетой. Перед доставкой боевой части к району расположения цели доставляют один радиогидроакустический буй. Буй доставляется второй ракетой. После приводнения буя при приближении к району местонахождения цели первой ракеты посредством размещенной на ней аппаратуры обеспечивают прием информации от буя о местонахождении цели и корректируют точку приводнения боевой части. Для доставки боевой части и буя к району расположения цели используют крылатые ракеты. Крылатая ракета снабжена маршевой силовой установкой с воздушно-реактивным двигателем. Скорость разгона каждой ракеты разгонным устройством на начальном участке траектории ограничивают величиной, достаточной для создания поддерживающей полет аэродинамической подъемной силы и запуска маршевого двигателя, после чего обеспечивают ее отделение от разгонного устройства, запуск маршевого двигателя и дальнейший полет к району расположения цели в атмосфере. Коррекцию точки приводнения боевой части осуществляют за счет коррекции траектории полета первой ракеты по уточненным координатам цели и отделения боевой части ближе к цели. Достигается уменьшение массы ракетного комплекса. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ракетная часть реактивного снаряда // 2537189

Изобретение относится к ракетной технике и касается использования в реактивных снарядах систем залпового огня. Ракетная часть реактивного снаряда содержит корпус с теплозащитным покрытием и блок стабилизаторов. Перед блоком стабилизаторов на расстоянии 0,025…0,25 калибра от стыка корпуса и блока стабилизаторов на внутренней поверхности корпуса размещена втулка из эластичного материала с низкой температурой абляции в кольцевой проточке. В месте стыка теплозащитного покрытия с втулкой теплозащитное покрытие выполнено с внутренним кольцевым уступом, прилегающим к втулке. Достигается повышение надежности функционирования ракетной части за счет снижения нагрева в области резьбового соединения корпуса и блока стабилизаторов и демпфирования акустических колебаний. 1 ил.

Управляемый снаряд // 2537357

Изобретение относится к ракетному вооружению, в частности к области малогабаритных управляемых снарядов. Управляемый снаряд выполнен по аэродинамической схеме «утка». Снаряд содержит воздушно-динамический рулевой привод в головном отсеке корпуса снаряда и аэродинамические органы управления - рули с установленными перед ними пилонами. Воздухозаборники воздушно-динамического рулевого привода встроены в пилоны и выполнены в виде биплановых П-образных пластин с переходом в моноплан по задней кромке. В передней кромке пилона выполнено П-образное отверстие и отверстие в корпусе снаряда. Достигается повышение эффективности управления снаряда.1 з.п. ф-лы, 6 ил.