РАКЕТА "ВОЗДУХ-ВОЗДУХ" ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГИПЕРЗВУКОВОГО САМОЛЕТА ОТ РАКЕТ ПРОТИВНИКА
AIR-TO-AIR MISSILE TO PROTECT HYPERSONIC AIRCRAFT FROM ENEMY MISSILES

Изобретение относится к ракетам ловушкам класса "воздух-воздух", и может быть использовано для защиты гиперзвукового самолета от ракет "земля-воздух" с систем ПВО или ракет "воздух-воздух" с истребителей противника.
В известных технологиях защиты от ракет "земля-воздух" при создании тепловых ловушек как правило используются инфракрасные датчики для обнаружения ракет.
Проблема инфракрасных датчиков в том, что они весьма чувствительны к различным природным помехам. К примеру, нагретый воздух легко приводит к их ложному срабатыванию.
Ловушки для ракет в использованием ультрафиолетовых датчиков устраняют эти недостатки (см.: [https://iz.ru/908099/aleksei-ramm-aleksei-kozachenko-bogdan-stepovoi/teplovoi-udar-il-76-poluchat-novye-protivoraketnye-sistemy], опубл.: 11.08.2019.
Технической проблемой тепловых ловушек для ракет является эффективность их применения в основном против ПЗРК противника, в то время как против ракет системы ПВО противника они как правило малоэффективны.
Кроме того, обычно полеты гиперзвуковых самолетов проходят на больших высотах, которые не могут достичь ракеты, выпущенные из ПЗРК противника.
Таким образом, единственной существенной угрозой для гиперзвуковых самолетов являются ракеты систем ПВО противника с возможностями поражения на высотах от 10 км или ракеты "воздух-воздух" истребителей противника.
Заявленное изобретение не имеет аналогов.
Задачей изобретения является устранение указанной технической проблемы.
Техническим результатом изобретения является возможность эффективной защиты гиперзвукового самолета от ракет "земля-воздух" с систем ПВО или ракет "воздух-воздух" с истребителей противника.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена ракета "воздух-воздух" для защиты гиперзвукового самолета от ракет противника, состоящая из трех частей, соединенных друг с другом силовыми перегородками, а именно - передней алюминиевой обшивки корпуса с возможностью ее разрушения, средней части корпуса электронного блока управления ракетой, а также твердотопливного ракетного двигателя (ТТРД) с газодинамическим управлением и двигателями бокового разворота (ДБР); передняя алюминиевая часть обшивки корпуса имеет установленную спереди видеокамеру, а задняя часть корпуса прикреплена к газогенератору, находящемуся в алюминиевом корпусе; в передней алюминиевой обшивке корпуса уложены гондолы, выполненные из негорючего материала и плотно прикрепленные к воздуховоду, имеющему отверстия по всей длине трубы воздуховода и прикрепленного к алюминиевому корпусу газогенератора с размещенными внутри него пиропатронами, для каждого из которых установлены детонаторы.
Предпочтительно, электронный блок управления ракетой содержит антенну диапазона ультракоротких волн, блок усилителя высокой частоты (УВЧ), блок формирования видеосигнала, соединенного с видеокамерой, блок генерации сигнала ложной системы управления гиперзвуковым самолетом, имеющим соединение с металлическим покрытием внутри гондол, образованным путем напыления.
Предпочтительно, электронный блок управления ракетой дополнительно содержит: силовой блок управления детонаторами, расположенными в газогенераторе передней алюминиевой обшивки корпуса, детонаторы, приводящие в действие работу ТТРД, детонаторы, приводящие в работу газодинамическую систему управления ракетой в ДБР.
Предпочтительно, ТТРД содержит газодинамическую систему управления ракетой, а именно: ДБР, состоящий из сопла газодинамического разворота ракеты, а также трубопроводов, соединяющих с соплом обратные клапаны, которые соединены трубопроводами с баллонами, заполненными твердым топливом для управления ракетой, причем внутри баллонов расположены детонаторы для приведения в работу газодинамической системы управления ракетой.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показан общий вид ракеты "воздух-воздух".
На Фиг. 2 показан пример крепления ракет "воздух-воздух" к гиперзвуковому самолету (вид снизу).
На Фиг. 3 показан пример крепления ракет "воздух-воздух" к гиперзвуковому самолету (вид сверху в режиме гиперзвука).
На Фиг. 4 показан пример крепления ракет "воздух-воздух" к гиперзвуковому самолету (вид сбоку в режиме гиперзвука).
На Фиг. 5 показан пример режима сброса ракет "воздух-воздух" с гиперзвукового самолета (вид сбоку в режиме гиперзвука).
На Фиг. 6 показан пример гиперзвукового самолета в режиме защиты от поражения ракетой противника "земля-воздух" (вид сбоку).
На Фиг. 7 показан продольный разрез ракеты "воздух-воздух".
На Фиг. 8 показан продольный разрез газогенератора ракеты "воздух-воздух".
На Фиг. 9 показан поперечный разрез газогенератора ракеты "воздух-воздух".
На Фиг. 10 показан продольный разрез двигателя бокового разворота газодинамической системы управления.
На Фиг. 11 показан вид снизу ракеты "воздух-воздух".
На чертежах: 1 - ракета, 2 - передняя алюминиевая обшивка корпуса, 3 - электронный блок управления ракетой, 4 - твердотопливный ракетный двигатель (ТТРД), 5 - двигатели бокового разворота газодинамической системы управления, 6 - видеокамера, 7 - упор ракеты, 8 - передняя конусообразная часть обшивки, 9 - прорезь передней конусообразной части обшивки, 10 - фюзеляж самолета, 11 - обтекатель, 12 - отверстия передней алюминиевой обшивки корпуса ракеты, 13 - прорезь конусообразной части обшивки, 14 - задняя конусообразная часть обшивки, 15 - газогенератор, 16 - гондола, 17 - воздуховод газогенератора, 18 - отверстие на трубе воздуховода, 19 - пиропатроны газогенератора, 20 - стальные цилиндры для укладки пиропатронов в корпусе газогенератора, 21 - нижняя алюминиевая часть корпуса газогенератора, 22 - детонаторы газогенератора, 23 - силовые перегородки между передней алюминиевой обшивкой корпуса и электронным блоком, 24 - антенна УКВ диапазона электронного блока ракеты, 25 - детонаторы газодинамической системы управления ракетой, 26 - силовые перегородки между электронным блоком и ТТРД, 27 - воздуховод ТТРД, 28 - сопло ТТРД, 29 - рассеиватель газов в сопле ТТРД, 30 - сопло газодинамической системы управления ракетой, 31 - трубопроводы, соединяющие сопло с обратным клапаном, 32 - обратный клапан двигателя бокового разворота, 33 - трубопровод, соединяющий обратный клапан с баллоном, 34 - баллон двигателя бокового разворота, 35 - радиолокационная станция (РЛС) самолета, 36 - видеокамера, 37 - кабина самолета, 38 - ракета противника "земля-воздух", 39 - воздуховод самолета, 40 - направляющие лопатки воздуховода, 41 - механизм поворота захватов самолета, 42 - захваты задней части корпуса ракеты "воздух-воздух".
Осуществление изобретения
Заявленная ракета 1 состоит из трех частей, а именно - передней алюминиевой обшивки корпуса 2 с возможностью ее разрушения, средней части корпуса электронного блока 3 управления ракетой, а также твердотопливного ракетного двигателя 4 (ТТРД), с газодинамическим управлением ракетой, двигателями 5 бокового разворота (ДБР). Передняя алюминиевая часть обшивки корпуса 2 имеет установленную спереди видеокамеру 6 на упоре 7 передней конусообразной части 8, имеющей прорезь 9 для разрыва передней алюминиевой обшивки корпуса 2 с помощью упора 7. Закрепляется передняя алюминиевая обшивка корпуса 2 ракеты на фюзеляже 10 гиперзвукового самолета обтекателем 11. Передняя алюминиевая обшивка корпуса 2 ракеты закреплена передней конусообразной частью 8, имеющей прорезь 9.
На передней обшивке корпуса 2 расположены отверстия 12 вдоль по всей поверхности ее корпуса 2, служащие для разрушения алюминиевой обшивки.
Другая часть передней алюминиевой обшивки корпуса 2 прикреплена прорезью 13 к задней конусообразной части корпуса 14. Прорезь 13 необходима для разрушения передней алюминиевой обшивки корпуса 2 ракеты. Задняя конусообразная часть 14 корпуса 2 прикреплена к газогенератору 15, находящемуся в алюминиевом корпусе ракеты 1.
В передней алюминиевой обшивке корпуса 2 ракеты, где расположены отверстия 12, компактно уложены гондолы 16, выполненные из негорючего материала. Гондолы 16 плотно прикреплены к воздуховоду 17, имеющему отверстия 18 по всей длине трубы воздуховода 17 для заполнения газом уложенных гондол 16.
Воздуховод 17 прикреплен к алюминиевому корпусу газогенератора 15, имеющего внутри пиропатроны 19, которые установлены в стальных цилиндрах 20. В нижней алюминиевой части 21 расположены детонаторы 22 для каждого пиропатрона 19. Для приведения в работу газогенератора 15 алюминиевый корпус 2 ракеты 1 соединен силовыми перегородками 23 со средней частью корпуса, где расположен электронный блок 3 управления ракетой и антенна 24 УКВ диапазона. Силовые перегородки 23 выполнены пересекающимися друг с другом, образуя решетку, через отверстия которой могут выходить свободно пороховые газы от срабатывающих пиропатронов 19. Это позволяет предотвратить выход из строя электронных плат электронного блока управления 3 в случае срабатывания детонаторов 22, приводящих в работу пиропатроны 19 газогенератора 15, поскольку образуемые продукты горения порохов в пиропатронах 19 создают повышение температуры алюминиевого корпуса газогенератора 15, сильно нагревая его. Это может расплавить электронные платы электронного блока управления 3. Но, выходящие через решетку силовых перегородок 23 пороховые газы, не позволяют сильно перегреваться корпусу газогенератора 15.
Электронный блок 3 управления ракетой содержит: антенну 24 диапазона ультракоротких волн (УКВ диапазона), блок усилителя высокой частоты (УВЧ), блок формирования видеосигнала, соединенного с видеокамерой 6, расположенной спереди на упоре 7 передней конусообразной части 8, блок генерации сигнала ложной системы управления гиперзвуковым самолетом, имеющим соединение с металлическим покрытием внутри гондол 16, образованным, например, путем напыления. Электронный блок 3 управления ракетой также содержит: силовой блок управления детонаторами 22, расположенными в газогенераторе 15 передней алюминиевой обшивки корпуса 2, детонаторы (на чертежах не показаны), приводящие в действие работу основного твердотопливного ракетного двигателя (ТТРД) 4, детонаторы 25, приводящие в работу газодинамическую систему управления ракетой 1 в двигателях бокового разворота (ДБР) 5.
Электронные компоненты электронного блока 3 управления соединены силовыми перегородками 26 с корпусом ТТРД 4. Силовые перегородки 26 выполнены пересекающимися друг с другом, образуя решетку, через отверстия которой могут выходить свободно продукты горения топлива ТТРД 4.
Это позволяет предотвратить выход из строя электронных плат электронного блока управления 3 при работе ТТРД 4, поскольку образуемые при его работе продукты горения топлива создают повышение температуры, которое может расплавить электронные платы электронного блока управления 3. Но, выходящие через решетку силовых перегородок 26 продукты горения, не позволяют сильно перегреваться электронному блоку управления 3.
ТТРД 4 имеет воздуховод 27, соединенный с ракетным соплом 28, внутри которого расположен рассеиватель 29 газов горения топлива ТТРД 4. Рассеиватель 29 равномерно распределяет поток газов горения по внутренней поверхности ракетного сопла 28, а также продлевает время работы ТТРД 4.
В ТТРД 4 входит газодинамическая система управления ракетой 1, а именно: двигатель 5 бокового разворота, состоящий из сопла 30 газодинамического разворота ракеты, а также трубопроводов 31, соединяющих с соплом 30 обратные клапаны 32. Обратные клапаны 32 соединены трубопроводами 33 с баллонами 34, заполненными твердым топливом для управления ракетой 1.
Внутри баллонов 34 расположены детонаторы 25 для приведения в работу газодинамической системы управления ракетой 1.
Принцип работы ракеты "воздух-воздух" для защиты гиперзвукового самолета состоит в следующим.
Гиперзвуковой самолет, находясь в полете над зоной противника, имеет включенными приборы РЛС 35, видеокамер 36 высокой четкости изображения. У пилота в кабине 37 обнаруженная РЛС 35 ракета 38 противника (например, ракета "земля-воздух", выпущенная системой ПВО или ракета "воздух-воздух", выпущенная с истребителя противника) фиксируется на мониторе видеокамерами 36.
Пилот, находясь в кабине 37 гиперзвукового самолета, гасит скорость турбореактивных двигателей, включает реверс, подымающий кверху воздуховод 39 с направляющими лопатками 40, которые направляют отработанный газ в противоположное направление.
Гиперзвуковой самолет зависает таким образом в воздухе, а пилот подает сигнал на бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) на уничтожение ракеты 38 противника.
БЦВМ дает сигнал на силовой блок управления расцепки захватов удержания ракеты 1 "воздух-воздух" на фюзеляже 10 самолета, одновременно включает в работу электронный блок 3 управления ракетой 1.
Начинает работать передний обтекатель 11, перемещаясь вперед по горизонтали фюзеляжа 10 самолета, отцепляет переднюю алюминиевую обшивку корпуса 2 ракеты 1. Затем, сигнал управления поступает на механизм поворота 41 захватов 42 задней части корпуса ракеты 1. механизм поворота 41 поворачивает захваты 42, удерживающие ракету 1 на 90° относительно горизонтали фюзеляжа 10 самолета. После чего команда поступает на расцепку захватами 42 ракеты 1.
БЦВМ дает сигнал на электронный блок 3 управления ракетой 1, направляющий ракету в воздушную зону полета ракеты 38 противника. После того как видеокамера 6 ракеты 1 фиксирует изображение ракеты 38 противника, сигнал с видеокамеры 6 поступает на блок формирования видеосигнала. Далее сигнал с блока формирования видеосигнала поступает на силовой блок управления детонаторами.
Работает основной ТТРД 4 и одновременно работает газодинамическая система управления ракетой. Ракета 1 направляется в воздушную зону противника. С силового блока управления ракетой напряжение поступает на детонаторы 22 газогенератора 15. Срабатывают пиропатроны 19 в газогенераторе 15, поток газа горения порохов в пиропатронах 19 создает высокое давление в воздуховоде 17 газогенератора 15, приводящие к разрушению передней алюминиевой обшивки корпуса 2 ракеты и раскрытия гондол 16, во внутренней чаше которых присутствует металлическое напыление, имеющее проводное соединение с блоком генерации ложного сигнала управления работы самолета.
Ракета 38 противника фокусирует захват ориентировки на гондолу 16 ракеты 1 и приближается к ней.
После уверенного захвата цели ракетой 38 противника, пилот дает команду на БЦВМ, приводя самолет в боевую готовность, опуская воздуховод 39, набирает сверхзвуковую скорость, уходит из зоны воздушного поражения ракетой 38 противника, а ракета 38 атакует ложную цель в виде ракеты 1.
Если начальный захват цели выпущенной ракетой 38 противника ориентирован на самолет, то после гашения скорости двигателей самолета, и включения ложного сигнала управления работы самолета на ракете 1, последняя полностью имитирует гиперзвуковой самолет и воздушные потоки вокруг него, переводя захват цели с самолета на ракету 1.
Воздушные потоки образуются от заполненного газа в гондолах 16.