Боевое снаряжение ракеты
Владельцы патента RU 2769035:
Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени академика П.Д. Грушина" (RU)
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ХИМИИ И МЕХАНИКИ" (RU)
Изобретение относится к области военной техники, а именно к боевому снаряжению ракет типа «земля-земля», «земля-воздух» и «воздух-воздух», и может быть использовано при разработке управляемых ракет, противоракет и баллистических ракет. Осколочно-фугасная боевая часть ракеты направленного действия содержит электронный блок расчета задержки времени подрыва, контактный и неконтактный датчики цели, разрывной заряд и установленные на нем предохранительно-исполнительные механизмы, детонаторы которых радиально смещены относительно оси заряда. В качестве неконтактного датчика положения цели применяется трехкоординатная всеракурсная многолепестковая оптическая или радиолокационная станция ближней локации. Детонаторы предохранительно-исполнительных механизмов соединены в многоточечную систему инициирования, выполненную с возможностью инициирования всех детонаторов предохранительно-исполнительных механизмов по временной циклограмме, рассчитываемой электронным блоком расчета задержки времени подрыва. Техническим результатом является увеличение плотности поля поражающих элементов и скорости их метания в направлении на цель. 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области военной техники, а именно к боевому снаряжению ракет типа «земля-земля», «земля-воздух» и «воздух-воздух», и может быть использовано при разработке управляемых ракет, противоракет и баллистических ракет.
Уровень техники
Известны конструкции осколочно-фугасных боевых частей ракет и систем управления этими боевыми частями:
- Карпенко А.В. Российское ракетное оружие 1943-1993 г., справочник, издание второе, СПБ, «ПИКА», 1993, стр. 135, 145, 146;
- Авиация ПВО России и научно-технический прогресс: Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра/ под ред. Е.А. Федосова, М., Дрофа, 2001, стр. 214, 215, 282, 286-290;
- Изобретение «Осколочно-фугасный снаряд (его варианты)», патент РФ 2018779, F42B 12/32, дата публикации: 30.08.1994;
- Изобретение «Управляемая ракета» патент РФ 2046281, F42B 12/10, дата публикации: 20.10.1995;
- Изобретение «Осколочно-фугасная боевая часть», патент РФ 2247928, F42B 12/20, дата публикации: 23.06.2003;
- Патент US 5037040, F42B 12/10, дата публикации: 06.08.1991;
- Патент US 6978965, F42B 12/10, дата публикации: 27.12.2005.
Общими недостатками этих изобретений, по-нашему мнению, являются:
- отсутствие возможности определения величины, стороны и фазы промаха ракеты относительно цели;
- отсутствие возможности перераспределения энергии осколочно-фугасного поля поражения (управления характеристиками поля поражения) в направлении стороны пролета.
В качестве прототипов изобретения могут быть рассмотрены технические решения, предложенные в патентах РФ - изобретение «Осколочно-фугасная боевая часть», патент №RU 2301957 С1, дата публикации 27.06.2007 и изобретение «Осколочно-фугасная боевая часть направленно-кругового действия», патент №RU 2301958 С1, дата публикации 27.06.2007. Оба патента решают задачу парирования отмеченных недостатков аналогов и отличаются только типами датчиков положения цели для решения задачи определения стороны промаха ракеты относительно цели.
Предложенное в прототипах техническое решение включает применение осколочно-фугасной боевой части направленно-кругового действия, характеризующаяся наличием разрывного заряда и взрывательного устройства, включающего предохранительно-исполнительные механизмы, конечные узлы (детонаторы) которых радиально смещены относительно оси заряда, неконтактный датчик положения цели, а также электронный блок расчета времени задержки подрыва, снабженный устройством, обеспечивающим подачу команды на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма, конечный узел (детонатор) которого смещен в сторону, противоположную стороне пролета, для инициирования разрывного заряда взрывчатого вещества (ВВ). Предполагается, что количество каналов датчика положения цели кратно количеству предохранительно-исполнительных механизмов.
По мнению разработчиков данных технических решений, входящий в состав взрывательного устройства многоканальный неконтактный датчик положения цели осуществляет регистрацию излучения, поступающего на приемные блоки каждого из каналов в соответствующих секторах обзора. При появлении в секторе обзора сигнала от цели он воспринимается соответствующим каналом неконтактного датчика положения цели (НДЦ). Это обеспечивает определение стороны пролета с дискретностью по экваториальному углу, определяемому шириной сектора обзора канала НДЦ.
При получении сигнала об обнаружении цели и регистрации номера канала датчика положения цели, получившего отраженный от цели сигнал, устройство, производящее расчет задержки времени срабатывания, по величинам относительной скорости и угла встречи осуществляет расчет задержки времени подрыва, после реализации которой выдает команду на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма, радиально смещенного относительно оси заряда в сторону, противоположную стороне пролета.
Применение неконтактного датчика положения цели, реагирующего на наличие сигнала цели, позволяет по мнению авторов изобретения-прототипа обеспечить срабатывание взрывателя непосредственно в заданной точке пространства за счет чего уменьшаются ошибки срабатывания взрывателя по дальности пролета (по оси X). Подрыв разрывного заряда ВВ через конечный узел предохранительно-исполнительного механизма, смещенного относительно оси заряда ВВ в сторону противоположную стороне пролета, позволяет обеспечить перераспределение в сторону цели энергии осколочного и фугасного полей поражения.
В зависимости от величины экваториального угла сектора, соответствующего каналу датчика положения цели, получаемое увеличение энергии осколочного и фугасного полей поражения может составлять от нескольких единиц процентов до нескольких десятков процентов. Увеличение точности срабатывания и энергии поля поражения (поражающего действия) позволит увеличить эффективность действия боевой части ракеты (БЧ).
Недостатками прототипа изобретения являются:
- существенное снижение эффективности применения предлагаемого боевого снаряжения в ракетах классов «земля-воздух» и «воздух-воздух» при стрельбе по целям «на параметре», который обычно составляет 60-80% от максимальной дальности стрельбы (см. Справочник офицера ПВО под редакцией Г.В. Зимина - М, Воениздат, 1987 г.);
- невысокое получаемое увеличение энергии осколочного и фугасного полей поражения.
Указанные недостатки снижают эффективность стрельбы ракетами классов «земля-воздух» и «воздух-воздух» при стрельбе по целям «на параметре», особенно по скоростным и баллистическим целям, высокозащищенным целям с проникающим или полупроникающим боевым снаряжением.
Раскрытие сущности изобретения.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в:
- увеличении плотности поля поражающих элементов и скорости их метания в направлении цели за счет инициирования ВВ всеми детонаторами предохранительно-исполнительного механизма последовательно во времени для синфазного сложения детонационных волн от каждого детонатора предохранительно-исполнительного механизма аналогично фронту ударной волны в боевой части кумулятивного действия;
- обеспечении измерения и экстраполяции с высокой точностью трассы полета цели в связанной с ракетой системе координат, вычислении модуля, стороны и фазы промаха ракеты относительно цели и расчета момента времени срабатывания боевой части для накрытия цели полем поражающих элементов максимальной плотности.
Осколочно-фугасная боевая часть ракеты направленного действия содержит электронный блок расчета задержки времени подрыва, контактный и неконтактный датчики цели, разрывной заряд и установленные на нем предохранительно-исполнительные механизмы, детонаторы которых радиально смещены относительно оси заряда. В качестве неконтактного датчика положения цели применяется трехкоординатная всеракурсная многолепестковая оптическая или радиолокационная станция ближней локации. Детонаторы предохранительно-исполнительных механизмов соединены в многоточечную систему инициирования, выполненную с возможностью инициирования всех детонаторов предохранительно-исполнительных механизмов по временной циклограмме, рассчитываемой электронным блоком расчета задержки времени подрыва.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан пример расчета точки подрыва боевой части при стрельбе ракетой «на параметре».
Цифрами обозначены:
1 - Точка завязки трассы полета цели 1.
2 - Точка завязки трассы полета цели 2.
3 - Точка подачи команды на подрыв БЧ по цели 1.
4 - Точка подачи команды на подрыв БЧ по цели 2.
5 - Точка встречи поражающий элементов с целью 1.
6 - Точка встречи поражающий элементов с целью 2.
7 - Разброс момента срабатывания боевой части от модуля, стороны и фазы промаха ракеты относительно цели.
8 - Эллипс промаха ракеты относительно цели.
9 - Скорость полета цели.
10 - Скорость полета ракеты.
11 - Скорость полета поражающих элементов.
В зависимости от реализуемых в конкретных условиях стрельбы модуля, стороны и фазы промаха ракеты относительно цели моменты выдачи команды на срабатывание боевой части для надежного накрытия цели поражающими элементами существенно отличаются. При реализации условий увеличения плотности поля поражающих элементов и скорости их метания в направлении на цель без точного расчета модуля, стороны и фазы промаха ракеты относительно цели цель стрельбы - поражение цели не достигается.
На фиг. 2 показан вариант конструкции БЧ с системой многоточечного инициирования. Цифрами обозначены:
12 - Детонатор предохранительно-исполнительного механизма.
13 - Оболочка боевой части с поражающими элементами.
14 - Предохранительно-исполнительный механизм.
15 - Заряд ВВ.
На фиг. 3 показано распределение скоростей поражающих элементов (V, км/сек), реализуемое системой многоточечного инициирования в зависимости от экваториального (α°) и меридионального (ϕ°) углов в связанной с ракетой системе координат.
Осуществление изобретения
Предлагаемая осколочно-фугасная боевая часть (фиг. 2), содержит оболочку боевой части с поражающими элементами (13) и установленным на ней предохранительно-исполнительным механизмом (14) с детонаторами (12), а также разрывной заряд ВВ (15). Детонаторы предохранительно-исполнительного механизма (12) размещены по окружности заряда ВВ.
Подрыв разрывного заряда ВВ (15) осуществляется через все детонаторы предохранительно-исполнительного механизма (12), смещенные относительно оси заряда ВВ, по временной циклограмме, рассчитываемой электронным блоком расчета задержки времени подрыва и обеспечивающей сложение детонационных волн от каждого детонатора предохранительно-исполнительного механизма (12) в направлении на ожидаемое местоположение цели, что позволяет обеспечить перераспределение в сторону цели большего числа поражающих элементов и обеспечить их метание с большей скоростью по сравнению с их разлетом при инициировании ВВ одним детонатором предохранительно-исполнительного механизма. Принцип работы боевого снаряжения показан на фиг. 1.
В качестве НДЦ используется трехкоординатная всеракурсная многолепестковая оптическая или радиолокационная станция ближней локации, обеспечивающая построение трассы полета цели в связанной с ракетой системе координат с точностью, превышающей линейные размеры области разлета поражающих элементов боевой части (БЧ) в расчетной точке встречи поля поражающих элементов и цели.
Подрыв разрывного заряда ВВ осуществляется через все детонаторы предохранительно-исполнительного механизма, смещенные относительно оси заряда ВВ по временной циклограмме, рассчитываемой электронным блоком расчета задержки времени подрыва и обеспечивающей сложение детонационных волн от каждого детонатора в направлении на ожидаемое местоположение цели, что позволяет обеспечить перераспределение в сторону цели большего числа поражающих элементов и обеспечить их метание с большей скоростью по сравнению с их разлетом при инициировании ВВ одним детонатором.
Увеличение плотности поля поражающих элементов и скорости их метания в направлении на цель осуществляется за счет сложения в массе ВВ детонационных волн от различных детонаторов предохранительно-исполнительного механизма, вызванных разновременностью подачи команды на их срабатывание аналогично формированию фазового фронта электромагнитных волн в фазированной антенной решетке. Форма фронта ударной волны создается аналогичной фронту ударной волны в боевой части кумулятивного действия, что позволяет сконцентрировать поле поражающих элементов в направлении на цель и увеличить скорость их метания.
Для более точного накрытия цели полем поражающих элементов максимальной плотности по дальности и угловым координатам цели в качестве неконтактного датчика положения цели применяется трехкоординатная всеракурсная многолепестковая оптическая или радиолокационная станция ближней локации, обеспечивающей построение трассы полета цели в связанной с ракетой системе координат и ее экстраполяцию с точностью, превышающей линейные размеры области разлета поражающих элементов боевой части (БЧ) в расчетной точке встречи поля поражающих элементов и цели.
Осколочно-фугасная боевая часть ракеты направленного действия, содержащая электронный блок расчета задержки времени подрыва, контактный и неконтактный датчики цели, разрывной заряд и установленные на нем предохранительно-исполнительные механизмы, детонаторы которых радиально смещены относительно оси заряда, отличающаяся тем, что в качестве неконтактного датчика положения цели применяется трехкоординатная всеракурсная многолепестковая оптическая или радиолокационная станция ближней локации, детонаторы предохранительно-исполнительных механизмов соединены в многоточечную систему инициирования, выполненную с возможностью инициирования всех детонаторов предохранительно-исполнительных механизмов по временной циклограмме, рассчитываемой электронным блоком расчета задержки времени подрыва.
