РАКЕТА-ПЛАНЁР С РАДИОГИДРОАКУСТИЧЕСКИМ БУЕМ
GLIDING ROCKET WITH RADIO HYDROACOUSTIC BUOY

Изобретение относится к средствам подводного наблюдения.
В качестве аналога изобретения известен радиогидроакустический буй (РГАБ). Он представляет собой радиотехническое устройство, выставляемое в море кораблями или сбрасываемое с летательных аппаратов, и предназначен для получения данных о подводной обстановке акустическими методами с последующей передачей их по радиоканалу на летательный аппарат, корабль или береговой пост. РГАБ применяют для поиска подводных лодок (ПЛ), определения их координат и параметров движения, а также для получения данных о спектре, интенсивности подводных шумов и акустических полях кораблей, судов и других объектов. РГАБ классифицируют по носителям (авиационные и корабельные), по способу удержания места (якорные и плавающие), по используемым частотам (звукового диапазона и низкочастотные), по режиму работы (пассивные, активные и пассивно-активные, ненаправленные и направленные), по способу передачи информации (непрерывно действующие и по запросу). Наибольшее распространение получили пассивные, активные, ненаправленные и направленные РГАБ. Конструктивно они состоят из корпуса с электронными блоками, передатчиком информации, источниками питания и обеспечивающими устройствами, а также заглубляемого на кабеле гидрофона (акустической системы). РГАБ обычно снабжаются тормозными устройствами для уменьшения скорости снижения, которые после приводнения отделяются. Пассивные ненаправленные РГАБ позволяют определять наличие шумов (их спектральный состав и интенсивность) и выявлять наличие ПЛ. Эти РГАБ применяются автономно или совместно со сбрасываемыми с летательного аппарата взрывными источниками звука. Пассивные направленные РГАБ определяют пеленг на источник шумов. Активные ненаправленные РГАБ по эхосигналу определяют дальность до ПЛ (ее место определяется обработкой данных от нескольких РГАБ, а скорость по доплеровскому сдвигу частот); активные направленные РГАБ дают пеленг и дальность до объекта; пассивно-активные направленные РГАБ работают в двух режимах. Информация, получаемая РГАБ, может предварительно обрабатываться непосредственно на буе, а окончательно на летательном аппарате (корабле) оператором и бортовой ЦВМ. Дальность обнаружения ПЛ с помощью РГАБ достигает 10-12 км и более, дальность приема информации по радиоканалу - 60-80 км [1].
Известен радиогидроакустический буй реактивный (РГБР), принятый за прототип изобретения. Он предназначен для наблюдения за подводной средой и включает корпус, батарею, парашютную систему, передатчик и акустическую систему с приемником, гидрофонами, запоминающим устройством, кабель-тросом, антенной, механизмом автоотцепа, блоком управления и часовым механизмом. Для доставки акустической системы в заданную точку РГБР имеет реактивный двигатель, стабилизатор, устройство отделения двигателя, устройство ввода данных, датчик приводнения и поплавок с газогенератором. Для выстреливания РГБР служат пусковая установка и счетно-решающие приборы системы управления стрельбой [2]. Недостатком РГБР является небольшая дальность полета ракеты и доставки акустической системы в заданную точку, что обусловлено малыми размерами ракеты и, соответственно, небольшим количеством топлива, а также использованием баллистической траектории полета.
Известна французская противолодочная крылатая ракета-планер «Малафон», рассматриваемая в качестве аналога изобретения, имеющая стартовый ракетный двигатель, бортовую систему телеуправления полетом с каналами приема и передачи команд и сигналов, а также автопилот с электронным блоком для управления рулями. В головной части ракета несет противолодочную торпеду с акустической системой самонаведения. Ракета представляет собой моноплан со среднерасположенным крылом, рулями высоты и двухкилевым оперением. В хвостовой части ракеты на шарнирной подвеске установлен спаренный твердотопливный ракетный двигатель, под действием которого ракета разгоняется. После окончания работы двигатель отделяется от ракеты, и она планирует в район нахождения цели под управлением находящегося на стреляющем корабле оператора на дальность до 18 км. Команды управления по радиоканалу передаются на ракету, где по сигналам автопилота отрабатываются элеронами и рулем высоты, автоматически обеспечивающими необходимую подъемную силу при уменьшении скорости ракеты и коррекцию ее траектории. Высота полета ракеты контролируется с помощью высотомера. В расчетной точке торпеда отделяется от ракеты, на парашюте опускается в воду, погружается, включает систему самонаведения, обнаруживает цель и атакует ее [3]. Ракета используется только для доставки в заданную точку противолодочной торпеды.
Технической задачей и целью изобретения является разработка ракеты с малыми массогабаритными характеристиками для размещения ее на малых кораблях, летательных аппаратах и береговых пусковых установках. При этом ракета должна иметь повышенную дальность полета для доставки акустической системы подводного наблюдения в заданную точку и возможность передавать информацию об обнаруженных целях на пункт управления. Ряд свойств такой ракеты может быть достигнут с помощью уже известных технических решений.
Так для увеличения дальности полета ракеты достаточно обеспечить ее горизонтальный полет, для чего оборудовать ее несущим крылом и по окончании работы реактивного двигателя использовать режим планирования, аналогично ракете «Малафон».
Точность доставки акустической системы подводного наблюдения в заданную точку следует обеспечивать с помощью системы телеуправления или космической навигационной системы.
Уменьшение габаритов ракеты достигается рациональным размещением оборудования в ее корпусе. Для этого крылья и стабилизаторы целесообразно складывать внутрь корпуса ракеты при ее хранении и заряжании в пусковую установку, а после выстрела - их раскладывать.
Надув поплавка, удерживающего акустическую систему подводного наблюдения на заданной глубине, следует производить не газогенератором, увеличивающим массу ракеты и занимающим объем внутри ее корпуса, а с помощью невозвратного клапана, аналогичного клапану, используемому для надува поплавка в авиационной противолодочной бомбе [4].
Цели и задачи изобретения достигаются благодаря тому, что в ракете, доставляющей радиогидроакустический буй в заданную точку, и включающей реактивный двигатель, стабилизатор, устройство отделения двигателя, устройство ввода данных, парашютную систему, поплавок, акустическую систему подводного наблюдения с источником тока, передатчиком, антенной, приемником, гидрофонами, кабель-тросом, механизмом автоотцепа, блоком управления, часовым механизмом и запоминающим устройством дополнительно имеются: бортовая система управления или телеуправления с электронным блоком, антенной приема команд и антенной передачи ответных сигналов и/или космическая навигационная система, высотомер, складные несущее крыло, рули высоты и направления с механизмами их раскладки, механизм раскладки лопастей стабилизатора, невозвратный клапан поплавка.
Устройство ракеты-планера с радиогидроакустическим буем иллюстрируются чертежами (фиг. 1…3). Цифрами на них обозначены:
1 - отделяемая головная часть;
2 - катушка с кабелем и гидрофонами;
3 - узел крепления головной части к корпусу ракеты-планера и отделения от него (механизм автоотцепа);
4 - блок управления РГАБ с часовым механизмом и запоминающим устройством;
5 - бортовая система управления или телеуправления ракеты-планера с электронным блоком и/или космической навигационной системой;
6 - корпус ракеты-планера;
7 - радиоприемопередающее устройство;
8 - кабель, связывающий радиоприемопередающее устройство (7) с герметичным кабель-разъемом (19);
9 - источник тока;
10 - парашют;
11 - рули направления (курса) в сложенном и разложенном состоянии;
12 - механизм раскладки и поворота рулей направления;
13 - устройство отделения реактивного двигателя;
14 - реактивный двигатель;
15 - лопасть стабилизатора;
16 - поплавок с приемопередающей антенной РГАБ;
17 - невозвратный клапан;
18 - кабель-трос, связывающий в качестве гибкой связи корпус (6) ракеты-планера с поплавком (16) и его приемопередающей антенной РГАБ через герметичный кабель-разъем (19);
19 - герметичный кабель-разъем;
20 - гидрофон;
21 - кабель, связывающий гидрофоны акустической системы подводного наблюдения с блоком управления (4) РГАБ;
22 - устройство раскладки лопасти стабилизатора;
23 - сопла реактивного двигателя.
24 - несущее крыло в сложенном и разложенном состоянии;
25 - механизм раскладки и поворота несущего крыла;
26 - рули высоты в сложенном и разложенном состоянии.
Отделяемая головная часть (1) служит для размещения в ней катушки (2) с кабелем (21) и гидрофонами (20) акустической системы подводного наблюдения. Она отделяется от корпуса ракеты-планера после ее приводнения с помощью механизма автоотцепа (3) и погружается на установленную перед пуском ракеты глубину путем разматывания кабеля (21) с катушки (2), прикрепленного к герметичному разъему (19) корпуса ракеты-планера (6).
Реактивный двигатель (14) служит для доставки ракеты-планера с РГАБ в назначенную точку. Для стабилизации ракеты на стартовом участке служат лопасти (15) стабилизатора, раскладывающиеся после выхода ракеты из пусковой установки с помощью устройства раскладки (22). После сгорания топлива и окончания работы реактивного двигателя он отделяется от ракеты-планера при помощи устройства отделения (13).
После отделения реактивного двигателя (14) от ракеты-планера механизмы раскладки переводят рули направления (11), высоты (26) и несущее крыло (24) в рабочее положение, а саму ракету в режим управляемого горизонтального полета в заданную точку по командам с пункта управления или бортовой системы управления. Для этого используются командная система управления на пункте управления и бортовая система телеуправления ракеты с антенной приема команд и антенной передачи ответных сигналов или космическая навигационная система. Для регулирования высоты полета ракета-планер оборудуется высотомером с радиолокационным или барометрическим принципом действия.
Управление ракетой на траектории после отделения реактивного двигателя, ее приводнение и работа РГАБ показаны на фиг. 4. Цифровые обозначения фиг. 4 соответствуют данным, показанным на фиг. 1…3, а также дополнительно иллюстрируют следующие элементы:
27 - горизонтальная траектория полета ракеты-планера;
пол
28 - высота полета Н ракеты-планера, контролируемая высотомером;
29 - поверхность моря;
30 - команды управления ракетой-планером с пункта управления и сигналы ее бортовой системы телеуправления;
31 - точка начала маневра ракеты-планера для последующего приводнения в заданной точке;
32 - приемопередающая антенна РГАБ;
33 - зона подводного наблюдения РГАБ;
34 - дальность действия акустической системы подводного наблюдения;
35 - подводный объект (подводная лодка);
36 - сигналы от РГАБ на пункт управления об обнаружении подводного объекта при его входе в зону подводного наблюдения РГАБ.
В расчетной точке (31) ракета-планер (6) выполняет маневр для последующего приводнения в заданной точке, выпускает поплавок (16) и парашют (10), замедляющий движение ракеты и обеспечивающий ее приводнение. Поплавок с помощью невозвратного клапана (17) наполняется воздухом встречного потока и после приводнения ракеты удерживает ее корпус на глубине, равной длине кабель-троса (18).
Под действием механизма автоотцепа (3) узла крепления головной части к корпусу ракеты-планера она отделяется и, имея отрицательную плавучесть, погружается на заданную глубину путем разматывания кабеля (21) с катушки (2), гидрофоны (20) приходят в рабочее положение, и акустическая система подводного наблюдения, имея дальность действия (34), начинает работу, обследуя подводную область пространства (33). С обнаружением подводного объекта (35) через приемопередающую антенну РГАБ (32) на пункт управления передается (36) информация об обнаруженном объекте.
Техническим результатом изобретения является малогабаритная ракета-планер с радиогидроакустическим буем, доставляемым ракетой в заданный район и применяемым в качестве позиционного средства наблюдения за подводной средой и имеющим связь с пунктом управления. Ракета может применяться с малых кораблей, летательных аппаратов и береговых самоходных или стационарных пусковых установок, обеспечивая возможность дистанционной постановки акустической системы подводного наблюдения в заданном морском районе.
Источники информации, использованные при выявлении изобретения и составлении его описания:
1. Радиогидроакустический буй. Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989. 511 с. С. 352.
2. А.В. Новиков и др. Устройство радиогидроакустический буй реактивный. Патент на изобретение RU 2400392. М.: ФИПС, 2010. Бюл. №27.
3. А.В. Новиков и др. Противолодочное ракетное оружие индустриально развитых стран. СПб: ВМИ, 2002. 47 с. С. 15-16.
4. Г.А. Бабич и др. Способ повышения эффективности наведения на подводную цель корректируемого гравитационного снаряда противолодочной бомбы и устройство для его осуществления. Патент на изобретение RU 2289783. М.: ФИПС, 2006. Бюл. №35.