Торпеда

Изобретение относится к боевой технике и предназначено для торпедной атаки надводных, подводных и наземных береговых целей. Торпеда содержит корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство и баллон со сжатым воздухом. Торпеда также содержит баки окислителя и горючего, жидкостный ракетный двигатель, установленный вдоль оси корпуса и содержащий камеру и турбонасосный агрегат с турбиной и насосами окислителя и горючего. Баки окислителя и горючего соединены топливопроводами с турбонасосным агрегатом. Перед турбиной установлен газогенератор, внутри которого размещен катализатор. Газогенератор посредством трубопровода окислителя, содержащего регулятор расхода и отсечной клапан, соединен с выходом насоса окислителя. Бак окислителя заправлен перекисью водорода, а бак горючего - спиртом. Изобретение направлено на повышение боевых и эксплуатационных характеристик торпеды. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам бомбардировки надводных, подводных и наземных береговых целей.

Известна авиационная бомба, содержащая систему управления по патенту РФ на изобретение №2232973.

Недостаток - низкая скорость полета на конечном участке траектории и недостаточная эффективность управления.

Известна управляемая авиационная бомба FX 1400, Германия, сайт Интернет http://base13/glasnet.ru. Эта бомба содержит корпус, внутри которого установлено взрывное устройство, систему управления, стабилизаторы, привода стабилизаторов.

Известна торпеда авиационная из сайта Интернет http://www.airwar.ru, прототип, (Приложение 1), которая содержит осесимметричный корпус, установленные внутри него взрывное устройство, винтовой гидравлический двигатель с приводом от воздушной турбины и баллон со сжатым воздухом, а также систему управления при помощи рулей. Система управления работает только под водой.

Недостатки такой торпеды: низкая скорость на последнем участке траектории и очень низкая точность попадания. Вероятность поражения линкора при бомбометании с высоты 7 км составляет 0,13, а при бомбометании с высоты 4…5 км примерно 0,2…0,3, что практически не допустимо из-за большой стоимости торпеды и невозможности бомбардировок с более низких и даже с указанных высот. При бомбардировке с высот 20 км…30 км бомбардировщик остается практически неуязвимым, но вероятность попадания торпеды в круг диаметром 1 км равна практически нулю.

Известно применение глобальных навигационных систем для определения координат объекта с использованием спутников специального назначения.

Если известно расстояние до одного спутника, то координаты приемника определить нельзя (он может находиться в любой точке сферы радиусом, описанной вокруг спутника). Пусть известна удаленность приемника от второго спутника. В этом случае определение координат также не представляется возможным - объект находится на окружности, которая является пересечением двух сфер. Расстояние до третьего спутника сокращает неопределенность в координатах до двух точек. Этого уже достаточно для однозначного определения координат - дело в том, что из двух возможных точек расположения приемника лишь одна находится на поверхности Земли (или в непосредственной близости от нее), а вторая, ложная, оказывается либо глубоко внутри Земли, либо очень высоко над ее поверхностью. Таким образом, для трехмерной навигации теоретически достаточно знать расстояния от приемника до 3 спутников.

Глобальная Навигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) - советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации. Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трех орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой 19100 км. Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Федеральное космическое агентство (Роскосмос) и ОАО «Российские космические системы».

Российская глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским сигналам ГЛОНАСС в любой точке земного шара на основании указа Президента РФ предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом Постановлением Правительства РФ в июле 2009 г. был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ОАО «Навигационно-информационные системы».

Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Таким образом, группировка КА ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче.

Известна торпеда авиационная по пат. РФ на изобретение №2348003, МПК F42D 17/00, опубл. 27.02.2008 г.

Торпеда имеет газотурбинный двигатель, что позволяет увеличить ее скорость до Μ=0,3…0,5.

Недостатки - относительно небольшая скорость и невозможность запуска торпед с кораблей и подводных лодок.

Известна торпеда по пат. РФ на изобретение №2289091, МПК F42B 19/18, опубл. 10.12.2008 г. Эта торпеда содержит пороховой заряд, аксиально-поршневой двигатель и гидравлический винт.

Недостаток - низкая скорость движения торпеды.

Известна торпеда с ЖРД (жидкостным ракетным двигателем) по св. РФ на полезную модель №26603, МПК А02К 9/48, опубл. 10.12.2002 г., прототип.

Торпеда содержит корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, баки окислителя и горючего, жидкостный ракетный двигатель, и систему управления.

Недостатки - относительно небольшая скорость и невозможность запуска торпед с кораблей и подводных лодок.

Задача создания изобретения - повышение скорости полета авиационной торпеды, и точности попадания на большом расстоянии от цели.

Решение указанных задач достигнуто в торпеде, содержащей корпус осесимметричной формы, внутри корпуса которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, баки окислителя и горючего, жидкостный ракетный двигатель, установленный вдоль оси корпуса и содержащий камеру и турбонасосный агрегат с турбиной и насосами окислителя и горючего, баки окислителя и горючего соединены топливопроводами с турбонасосным агрегатом, тем, что перед турбиной установлен газогенератор, внутри которого установлен катализатор, газогенератор с трубопроводом окислителя, содержащим регулятор расхода и отсечной клапан, соединен с выходом из насоса окислителя, бак окислителя заправлен перекисью водорода, а бак горючего - спиртом. Параллельно камере установлены четыре управляющих сопла. На заднем торце установлена быстросбрасываемая герметичная заглушка. Торпеда может содержать бортовой компьютер, соединенный с контроллером управления. Контроллер управления может быть соединен средствами связи с регуляторами расхода. К бортовому компьютеру средствами связи может быть подключено приемно-передающее устройство с антенной. Торпеда может содержать приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру. Торпеда может содержать видеокамеру, подключенную средствами связи к бортовому компьютеру.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…7, где:

на фиг. 1 приведена принципиальная схема простейшего варианта торпеды,

на фиг. 2 приведена схема ЖРД,

на фиг. 3 приведен вид торпеды универсальной сзади,

на фиг. 4 приведена схема торпеды с автономным управлением,

на фиг. 5 приведена радиоуправляемая торпеда,

на фиг. 6 приведена торпеда с управлением при помощи системы глобального позиционирования,

на фиг. 7 приведена торпеда с видеокамерой,

Торпеда (фиг. 1…7) содержит корпус 1 осесимметричной формы, содержащий коническую часть 2, крылья-стабилизаторы 3. Внутри корпуса 1 установлены взрывное устройство 4 и баки окислителя и горючего 5 и 6. Предпочтительно баки 5 и 6 выполнить торроидальной формы. Бак окислителя 5 заправлен перекисью водорода, бак горючего 6 - спиртом.

Также внутри корпуса 1, вдоль его оси в центральной части установлен ЖРД (жидкостный ракетный двигатель) 7. Жидкостный ракетный двигатель 7 состоит из камеры 8 и ТНА 9. Камера 8 имеет головку 10, цилиндрическую часть 11 и сопло 12.

Турбонасосный агрегат 9 (фиг. 1 и 2) содержит основную турбину 13, насос окислителя 14, насос горючего 15 и пусковую турбину 16, к которой присоединена выхлопная труба 17. Над ТНА 9 установлен газогенератор 18, внутри которого установлен катализатор 19. Основная турбина 13 и головка 10 камеры 8 соединены газоводом 20. Камера 8 выполнена с возможностью регенеративного охлаждения и содержит внешнюю стенку 21, внутреннюю стенку 22 с зазором 23 между ними. В нижней части сопла 12 выполнен нижний коллектор 24, полость которого соединена с зазором 23 и к нему подсоединен трубопровод горючего 25, содержащий клапан горючего 26. Другой конец трубопровода горючего 25 соединен с выходом из насоса горючего 15 (фиг. 2). ЖРД 7 оборудован системой продувки, которая содержит баллон инертного газа 27, трубопровод продувки 28 с клапаном продувки 29. Трубопровод продувки 28 присоединен к нижнему коллектору 24.

Торпеда универсальная оборудована четырьмя управляющими соплами 30 (фиг. 1, 2 и 3), управляющие сопла 30 работают на продуктах разложения перекиси водорода, т.е. для этого к основной турбине 15 (к входу или выходу) присоединен трубопровод отбора газа 31, к которому присоединены четыре трубопровода 32, содержащих регуляторы расхода 33.

Выход насос окислителя 15 трубопроводом окислителя 34, содержащим регулятор расхода 35 и клапан окислителя 36, соединен со входом в газогенератор 19.

ЖРД 7 также оборудован системой запуска, которая содержит баллон сжатого воздуха 37, трубопровод высокого давления 38 с пусковым клапаном 39. Трубопровод 38 присоединен к входу в пусковую турбину 17 (фиг. 3).

Бак окислителя 5 ракетным трубопроводом 40, содержащим ракетный клапан 41, соединен с ТНА 9, конкретно со входом в насос окислителя 15, аналогично бак горючего 6 ракетным трубопроводом 42, содержащим ракетный клапан 43 соединен с ТНА 9, конкретно со входом в насос горючего 15.

На камере сгорания 8 установлены запальные устройства 44, ТНА 9 закреплен на камере 8 при помощи двух кронштейнов 45 и шарниров 46 и 47.

Баки окислителя и горючего 5 и 6 (фиг. 1) оборудованы системами наддува, которые содержат баллон сжатого воздуха 48. Бак окислителя 5 трубопроводом наддува 49, содержащим клапан наддува 50, соединен с баллоном сжатого воздуха 48, аналогично бак горючего 6 трубопроводом надува 51, содержащим клапан наддува 52 соединен с баллоном сжатого воздуха 48.

Кроме того, торпеда имеет систему управления, содержащую бортовой компьютер 53, соединенный электрической связью 54 с контроллером управления 55. В систему управления входят приемно-передающее устройство 56, к которому присоединена антенна 57, и приемное устройство системы дистанционного позиционирования 58, к которому электрической связью 54 присоединена антенна 59.

К контроллеру управления 55 присоединены датчики, в том числе акселерометр 60 и магнетометр 61. К контроллеру управления 55 присоединен взрыватель 62 (фиг. 1 и 2). Акселерометр 60 и магнетометр 61 предназначены для измерения углов ориентации торпеды в движении (полете) и соединены с контроллером управления 55 (фиг. 1, 2 и 7)·

Торпеда оборудована заглушкой 63 на заднем торце, которая уплотнена относительно корпуса 1 уплотнением 64. На заднем торце корпуса 1 установлены механизмы ее сброса 65, например, пиропатроны. Торпеда универсальная предназначена для движения преимущественно по поверхности воды 66 и в некоторых случаях кратковременно - под водой, в воздухе, по льду и по снегу. Для дистанционного управления (фиг. 1 и 2) используется пульт управления (не показано)

Торпеда может быть оборудована видеокамерой 67, подсоединенной при помощи электрической связи 54 к бортовому компьютеру 53.

БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ТОРПЕДЫ

При пуске торпеды (фиг. 1…7) сначала ее сбрасывают на поверхность воды 66, потом сбрасывают герметичную заглушку 63, например при помощи механизмов сброса 65. Затем запускают ЖРД 7.

Для этого по команде с бортового компьютера 53, передаваемой по электрическим связям 54 сначала на контроллер управления 55, открывают пусковой клапан 39 и сжатый воздух по трубопроводу высокого давления 38 поступает в пусковую турбину 17. Потом открывают ракетные клапаны наддува 59 и 52, ракетные клапаны 41, 43, клапаны 26, 36 и клапан высокого давления 37 и включают запальные устройства 46 (фиг. 2). Окислитель - перекись водорода при помощи катализатора 19 разлагается в газогенераторе 18 и поступает в камеру 8. При разложении перекиси водорода в газогенераторе 18 парогазовая смесь имеет температуру 500…700°С, а в камере 8 сгорает при высокой температуре до 3500°С. Управление движением торпеды осуществляет бортовой компьютер 53 при помощи регуляторов расхода 33 (фиг. 2).

Управление снарядом по углам тангажа и рыскания (по ракетной терминологии) в движении осуществляется согласно фиг. 1 посредством включения управляющих сопел 30, открытием соответствующего регулятора расхода газа 33. Исходные данные об угловой ориентации торпеды авиационный постоянно контролируют акселерометр 60 и магнетометр 61. Магнетометр 61 определяет азимут движения торпеды, а акселерометр 60 - ее отклонение от направления вектора тяжести.

Применение изобретения позволило:

- повысить скорость подлета торпеды к цели под водой до М=0,4…0,5 и в воздухе до сверхзвуковой за счет применения жидкостного ракетного двигателя, работающего на перекиси водорода и спирте,

- повысить скорость движения торпеды под водой за счет работы жидкостного ракетного двигателя,

- повысить точность попадания до 2…5 м при сбрасывании торпеды на расстоянии до 100 км от цели и с высоты более 20 км,

- обеспечить хорошую стабилизацию снаряда в движении по поверхности воды, в полете и под водой,

- уменьшить нагрузки на приборы и датчики системы управления универсальной торпеды за счет их размещения в корпус снаряда,

- стабилизировать положение универсальной торпеды в полете,

- улучшить и упростить управляемость торпедой в полете, особенно на заключительном этапе полета и движения под водой.

- обеспечить стрельбу торпедой с кораблей, подводных лодок и самолетов всех типов, в том числе бомбардировщиков и истребителей,

- обеспечить поражение наземных береговых целей,

- обеспечить прицельное поражение наземных целей в зимнее время.

1. Торпеда, содержащая корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, отличающаяся тем, что она содержит баки окислителя и горючего, жидкостный ракетный двигатель, установлений вдоль оси корпуса и содержащий камеру и турбонасосный агрегат с турбиной и насосами окислителя и горючего, при этом баки окислителя и горючего соединены топливопроводами с турбонасосным агрегатом, а перед турбиной установлен газогенератор, внутри которого установлен катализатор, при этом газогенератор посредством трубопровода окислителя, выполненного с регулятором расхода и отсечным клапаном, соединен с выходом насоса окислителя, бак окислителя заправлен перекисью водорода, а бак горючего - спиртом.

2. Торпеда по п. 1, отличающаяся тем, что параллельно камере установлены четыре управляющих сопла.

3. Торпеда по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на заднем торце установлена быстросбрасываемая герметичная заглушка.

4. Торпеда по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером управления.

5. Торпеда по п. 4, отличающаяся тем, что в контроллер управления соединен средствами связи с регуляторами расхода.

6. Торпеда по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что к бортовому компьютеру средствами связи подключено приемно-передающее устройство с антенной.

7. Торпеда по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру.

8. Торпеда по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит видеокамеру, подключенную средствами связи к бортовому компьютеру.