Кассетная головная часть вращающегося реактивного снаряда
Владельцы патента RU 2539077:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" (RU)
Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в головных частях реактивных снарядов. Кассетная головная часть (КГЧ) вращающегося реактивного снаряда содержит оболочку, состыкованные последовательно между собой в столбы блоки боевых элементов (БЭ) с перфорированными кожухами и цилиндрическими насадками с текстильными стабилизаторами, пиротехнические устройства взведения исполнительных узлов и выброса БЭ. Блоки БЭ уложены в оболочке параллельно продольной оси КГЧ, продольные оси столбов БЭ удалены на расстояния от оси оболочки и параллельны ей, расстояние между осями двух БЭ составляет 0,10…0,25 калибра КГЧ. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность КГЧ. 3 ил.
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к кассетной головной части реактивных снарядов систем залпового огня.
Одним из основных направлений повышения боевой эффективности образцов вооружения является разработка разделяющихся реактивных снарядов, снабженных головными частями кассетного типа.
Совершенствование кассетных головных частей идет в направлении изыскания рациональных компоновок, обеспечивающих укладку боевых элементов с наибольшей массой их боевых частей, оптимальных методов их рассеивания по заданной площади в районе целей.
Объект изобретения представляет собой кассетную головную часть повышенной боевой эффективности и надежности функционирования.
Известна кассетная головная часть вращающейся ракеты по патенту РФ №2186330, кл. F42B 12/58, содержащая корпус, раму, вышибной заряд, крупногабаритные боевые элементы цилиндрической формы, продольные оси которых совпадают с осью корпуса. Вышибной заряд выбрасывает боевые элементы вдоль оси корпуса. Конструкция головной части позволяет решать задачу упорядоченного размещения и доставки боевых элементов в район цели, повышения надежности выброса боевых элементов за счет увеличения жесткости ее конструкции и дальнейшего самостоятельного разведения боевых элементов. Требования по разбросу боевых элементов по площади цели обеспечиваются их конструкцией.
Известна кассетная головная часть по патенту РФ №2291380, кл. F42B 12/58, содержащая оболочку, боевые элементы, состыкованные между собой последовательно в столбы, пиротехнические заряды снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов и взведения их в боевое положение, разделения кассетной головной части. Пиротехнический заряд выполнен в виде газогенератора, снабженного охладителем.
Задачей данного технического решения являлось повышение эффективности кассетной головной части, повышение надежности ее функционирования.
Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией кассетной головной части вращающегося реактивного снаряда являются наличие в составе аналогов оболочки, боевых элементов, состыкованных между собой последовательно в столбы, пиротехнических устройств взведения исполнительных узлов боевых элементов и выброса элементов из оболочки.
Такое техническое решение позволяет обеспечить раскрытие оболочки и выброс боевых элементов, повысить надежность функционирования кассетной головной части и эффективность.
Повышение надежности функционирования кассетной головной части обеспечивается выбором оптимальных геометрических параметров газогенератора и охладителя, соотношения масс их зарядов, выбора временных характеристик функционирования газогенератора. Однако сильное заглубление одного боевого элемента в другой вплоть до 0,5 его длины при разработке реактивных снарядов с увеличенной дальностью полета, а следовательно, скоростью движения не всегда оправдано как с точки зрения надежности их разведения после выброса из оболочки из-за повышенных аэродинамических сил, так и требуемых характеристик рассеивания и боевой эффективности кассетной головной части. Кроме того, разброс боевых элементов обеспечивается за счет увеличенной массы заряда пиротехнического устройства (газогенератора).
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому эффекту, связанному с повышением площади разброса и более равномерным распределением боевых элементов по площади цели, является конструкция кассетной головной части по патенту РФ №2443967 от 02.11.2010 г. (опубл. 27.02.2012 г.), принятая авторами за прототип. Кассетная головная часть содержит оболочку с доньями, кассету с боевыми элементами в виде головной и донной секций, свободные боевые элементы в блоках, соединенные перфорированным кожухом, поршень, вышибной заряд, предохранительно-исполнительный механизм, газогенератор и т.д.
Указанная конструкция позволяет увеличить площадь разброса боевых элементов посредством пиротехнических устройств (вышибного заряда, предохранительно-исполнительного механизма и т.д.) в большей степени в направлении стрельбы и их более равномерное распределение по площади цели. Кассетная головная часть предназначена для доставки в район цели большого количества малогабаритных боевых элементов для поражения определенного типа целей с малой степенью защищенности.
Дальнейшее совершенствование конструкции кассетной головной части в части повышения боевой эффективности приводит к необходимости увеличивать площадь разброса боевых элементов также в боковом направлении от направления полета реактивного снаряда, увеличивать боевую эффективность каждого элемента, разрабатывать унифицированную головную часть с оптимизированными габаритно-массовыми характеристиками боевых элементов, минимизировать массу стабилизатора и заряда пиротехнических устройств.
Общими признаками с предлагаемой кассетной головной частью вращающегося реактивного снаряда является наличие в прототипе оболочки, блоков боевых элементов, состыкованных между собой последовательно в столбы и ориентированных боевой частью к стабилизатору последующего элемента, перфорированных кожухов соединения столбов в блоки, пиротехнических устройств взведения исполнительных узлов боевых элементов и выброса блоков из оболочки.
В отличие от прототипа в предлагаемой кассетной головной части вращающегося реактивного снаряда блоки боевых элементов уложены в оболочке кассетной головной части параллельно ее продольной оси и продольные оси столбов элементов удалены на различные расстояния от оси оболочки и параллельны ей, при этом расстояние между осями двух боевых элементов в рядом расположенных столбах как одного блока, так и примыкающего к нему столба соседнего блока составляет 0,10…0,25 калибра кассетной головной части, каждый боевой элемент в носовой части снабжен цилиндрическим насадком, в который входит стабилизатор последующего боевого элемента, а стабилизатор выполнен из текстильного материала, при этом боевые элементы ориентированы в каждом столбе стабилизатором в сторону передней части оболочки кассетной головной части.
Это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение боевой эффективности кассетной головной части вращающегося реактивного снаряда и надежности функционирования за счет увеличения количества боевых элементов, а следовательно, суммарного веса их боевых частей путем обеспечения их плотной укладки, минимизации габаритно-массовых параметров стабилизаторов, оптимизации расстояния между осями рядом расположенных боевых элементов, а следовательно, его калибра, ориентации элементов стабилизатором в сторону передней части оболочки, а следовательно, в направлении полета реактивного снаряда с целью уменьшения времени разлета элементов из столба, парирования начальных углов атаки и вертикального подхода к цели, что позволяет снизить высоту вскрытия головной части, уменьшить ветровую чувствительность и боковой снос элементов.
Указанный технический результат достигается тем, что в кассетной головной части вращающегося реактивного снаряда, содержащей оболочку, блоки боевых элементов, состыкованных между собой последовательно в столбы и ориентированных боевой частью к стабилизатору последующего элемента, с перфорированными кожухами соединения столбов в блоки, пиротехнические устройства взведения исполнительных узлов боевых элементов и выброса блоков из оболочки, согласно изобретению блоки боевых элементов уложены в оболочке кассетной головной части параллельно ее продольной оси и продольные оси столбов элементов удалены на различные расстояния от оси оболочки и параллельны ей, при этом расстояние между осями двух боевых элементов в рядом расположенных столбах как одного блока, так и примыкающего к нему столба соседнего блока составляет 0,10…0,25 калибра кассетной головной части, каждый боевой элемент в носовой части снабжен цилиндрическим насадком, в который входит стабилизатор последующего боевого элемента, а стабилизатор выполнен из текстильного материала, при этом боевые элементы ориентированы в каждом столбе стабилизатором в сторону передней части оболочки кассетной головной части.
Авторы предлагаемого изобретения провели экспериментальные исследования на стендах и аэродинамических трубах, направленные на поиск технических решений, позволяющих повысить боевую эффективность кассетной головной части реактивного снаряда и надежность функционирования за счет увеличения суммарного веса боевых частей элементов, минимизации габаритно-массовых параметров их стабилизаторов, ориентации боевых элементов, увеличить площадь разброса элементов, повысить надежность их разведения после выброса из оболочки, надежность функционирования кассетной головной части в целом.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами заявляемой кассетной головной части позволили, в частности, за счет выполнения:
- укладки блоков боевых элементов параллельно продольной оси оболочки - обеспечить максимальную плотность, упорядоченность укладки, ориентированный разлет боевых элементов после раскрытия перфорированного кожуха блока, уменьшить время разлета элементов из столба, парирования начальных угловых возмущений боевых элементов и выход их в вертикальное боевое положение у цели, что позволяет повысить надежность функционирования и боевую эффективность, уменьшить высоту вскрытия кассетной головной части, увеличить дальность стрельбы реактивного снаряда;
- ориентации осей столбов боевых элементов параллельно оси оболочки и удаленных от нее на различное расстояние - обеспечить равномерность распределения боевых элементов в направлении, перпендикулярном полету кассетной головной части, за счет использования действующих на элементы центробежных сил, повысить вероятность и надежность поражения целей, увеличить площадь разброса элементов и ширину зоны поражения, увеличить боевую эффективность кассетной головной части;
- расстояния между осями 2х боевых элементов в рядом расположенных столбах как одного блока, так и примыкающего к нему столба соседнего блока в пределах 0,10…0,25 калибра кассетной головной части - обеспечить наибольшую вероятность и эффективность поражающего действия кассетной головной части за счет оптимизации характеристик боевой эффективности и зоны поражения каждого боевого элемента и требуемой зоны поражения заданных площадных целей. Выполнение расстояния между осями элементов более 0,25 калибра кассетной головной части приводит к увеличению калибра боевого элемента и повышению его индивидуальной боевой эффективности, уменьшению их количества в оболочке, но уменьшает вероятность поражения целей по всей ширине зоны разброса элементов. Выполнение расстояния между осями элементов менее 0,10 калибра кассетной головной части приводит к уменьшению характеристик боевой эффективности каждого элемента, уменьшению калибра и габаритно-массовых его характеристик, уменьшается вероятность надежного и эффективного поражения целей кассетной головной частью;
- цилиндрического насадка в носовой части каждого боевого элемента, в который входит стабилизатор последующего элемента - повысить надежность защиты стабилизатора из текстильного материала от действия горячих газов в процессе работы пиротехнических устройств взведения исполнительных узлов боевого элемента и выброса блоков элементов, компактную укладку элементов в столбы, уменьшить время развала столба элементов, вытягивая стабилизатор последующего элемента, повысить эффективность поражающего действия боевой части элемента за счет формирования заданного направления воздействия на цель;
- стабилизатора из текстильного материала - обеспечить наибольшую боевую эффективность элемента за счет увеличения веса его боевой части при минимальных габаритах и весе стабилизатора, что приводит к повышению боевой эффективности кассетной головной части в целом;
- ориентации боевых элементов в каждом столбе стабилизатором в сторону передней части оболочки кассетной головной части - уменьшить время разлета элементов из столба за счет силы сопротивления стабилизатора, создающей аэродинамический момент относительно центра масс элемента, парирования начальных угловых возмущений элементов в процессе их расстыковки и выход в вертикальное боевое положение у цели, что повышает надежность функционирования элемента и головной части в целом, позволяет снизить высоту вскрытия головной части, уменьшить ветровую чувствительность элемента и его боковой снос, повысить дальность действия реактивного снаряда.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид кассетной головной части, на фиг.2 показано поперечное сечение головной части, на фиг.3 изображен продольный разрез столба боевых элементов.
Кассетная головная часть вращающегося реактивного снаряда состоит из оболочки 1, блоков 2 боевых элементов 3, столбов 4 боевых элементов. Боевые элементы 3 состоят из боевой части 5, стабилизатора 6 из текстильного материала (например, из капроновых лент). Столбы 4 элементов соединены в блоки 2 посредством перфорированных кожухов 7. Взведение боевых элементов в рабочее положение осуществляется пиротехническим устройством 8, выброс блоков 2 элементов из оболочки 1 пиротехническим устройством 9. Носовая часть элемента 3 снабжена цилиндрическим насадком 10, в который входит стабилизатор 6 последующего элемента при укладке их в столбы 4.
Блоки 2 боевых элементов уложены в оболочке 1 кассетной головной части параллельно ее продольной оси и продольные оси столбов 4 элементов удалены на различные расстояния от оси оболочки 1 и параллельны ей, при этом расстояние L2 между осями двух боевых элементов 3 в рядом расположенных столбах как одного блока 2, так и примыкающего к нему столба соседнего блока (L1) составляет 0,10…0,25 калибра d кассетной головной части. Боевые элементы 3 ориентированы в каждом столбе 4 стабилизатором в сторону передней части оболочки 1 кассетной головной части.
Кассетная головная часть вращающегося реактивного снаряда работает следующим образом. В заданной точке траектории полета реактивного снаряда срабатывает устройство 8 и давление газа через перфорированный кожух 7 взводит исполнительные узлы боевых элементов в рабочее положение. Через заданный промежуток времени срабатывает устройство 9 и блоки 2 элементов выталкиваются из оболочки 1 головной части. Происходит разлет блоков как в направлении полета вращающегося реактивного снаряда, так и в радиальном направлении за счет центробежных сил, действующих на них при вращении снаряда. Регулированием угловой скорости вращения реактивного снаряда обеспечивается величина разброса блоков боевых элементов. Далее происходит освобождение столбов 4 элементов от перфорированных кожухов, расхождение элементов друг от друга из столба за счет аэродинамических сил, действующих на стабилизатор каждого элемента, создающего вращающий момент относительно его центра масс, парирование начальных угловых возмущений и вертикальный подход к цели. Насадок 10 предыдущего элемента вытягивает стабилизатор последующего элемента, уменьшая время развала столба 4.
За счет ориентации боевых элементов в каждом столбе стабилизатором в сторону передней части оболочки головной части уменьшается время парирования угловых возмущений элементов и выход в вертикальное боевое положение, что повышает надежность функционирования элемента и головной части в целом, позволяет снизить высоту вскрытия головной части, повысить дальность полета реактивного снаряда.
Выполнение расстояния между осями 2х боевых элементов в рядом расположенных столбах как одного блока, так и примыкающего к нему столба соседнего блока в пределах 0,10…0,25 калибра d головной части обеспечивает наибольшую эффективность поражающего действия кассетной головной части за счет оптимизации соотношения характеристик боевой эффективности каждого боевого элемента и требуемой зоны поражения заданных площадных целей.
Укладка блоков боевых элементов параллельно продольной оси оболочки обеспечивает упорядоченность укладки, ориентированный разлет боевых элементов после раскрытия перфорированного кожуха, уменьшает время парирования начальных угловых возмущений. Ориентация осей столбов боевых элементов параллельно оси оболочки и удаленных от нее на различное расстояние обеспечивает равномерность распределения боевых элементов в направлении, перпендикулярном полету реактивного снаряда, за счет использования центробежных сил, позволяет увеличить площадь разброса элементов и ширину зоны поражения, увеличить боевую эффективность кассетной головной части.
Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями вращающихся реактивных снарядов систем залпового огня с кассетной головной частью, выполненной в соответствии с предлагаемым изобретением. Предложенное техническое решение позволило повысить боевую эффективность кассетной головной части, обеспечить заданное рассеивание боевых элементов в районе цели как в направлении полета, так и в боковом направлении
В настоящее время разработана конструкторская документация на предлагаемую кассетную головную часть вращающегося реактивного снаряда, проведены летные испытания, намечено серийное производство.
Кассетная головная часть вращающегося реактивного снаряда, содержащая оболочку, блоки боевых элементов, состыкованных между собой последовательно в столбы и ориентированных боевой частью к стабилизатору последующего элемента, с перфорированными кожухами соединения столбов в блоки, пиротехнические устройства взведения исполнительных узлов боевых элементов и выброса блоков из оболочки, отличающаяся тем, что блоки боевых элементов уложены в оболочке кассетной головной части параллельно ее продольной оси и продольные оси столбов элементов удалены на различные расстояния от оси оболочки и параллельны ей, при этом расстояние между осями двух боевых элементов в рядом расположенных столбах как одного блока, так и примыкающего к нему столба соседнего блока составляет 0,10…0,25 калибра кассетной головной части, каждый боевой элемент в носовой части снабжен цилиндрическим насадком, в который входит стабилизатор последующего боевого элемента, а стабилизатор выполнен из текстильного материала, при этом боевые элементы ориентированы в каждом столбе стабилизатором в сторону передней части оболочки кассетной головной части.
