РАКЕТА И СПОСОБ ЕЁ РАБОТЫ
MISSILE AND METHOD FOR ITS OPERATING

Изобретение относится к вооружению - противокорабельным и другим крылатым ракетам, а также к баллистическим межконтинентальным ракетам.
Известны крылатые ракеты, например «Экзосет», см. интернет-ресурс, википедия, «Экзосет». Недостатком противокорабельных ракет является то, что они, особенно - если они не совершают на заключительном этапе полета энергичных маневров, легко могут быть сбиты противоракетной обороной корабля. Известны баллистические ракеты, см. там же «Тополь-М», их недостаток тот же самый.
Задача и технический результат изобретения - создание условий для поражения цели другими ракетами.
РАКЕТА. Для этого ракета как обычно содержит корпус, двигатель и, возможно, крыло и боевую часть. Причем боевая часть, если она есть, будет уменьшенного размера и массы. Но в отличие от обычной ракеты эта ракета предназначена для противодействия системе ПРО (противоракетной обороны). С этой целью ракета несет одну или несколько меньших ракет или снарядов (далее «снарядов», чтобы не путать их с самой «вспомогательной ракетой») с противорадиолокационным наведением, и/или снарядов с пассивным радиолокационным наведением, и/или снарядов с инфракрасным наведением, и/или снарядов с баллистическим наведением (под таковым подразумевается инерционное или спутниковое ГЛОНАС наведение), и/или снарядов с тепловизионным наведением, и/или снарядов с комбинированным наведением, и/или ракеты класса «воздух-воздух», и/или станцию постановки радиопомех.
Если данная ракета имеет крейсерскую скорость меньше теплового барьера (примерно 1 км/с), какую обычно имеют крылатые и противокорабельные ракеты, то меньшие ракеты или снаряды имеют достаточно обычную для своего класса конструкцию. В частности, могут иметь раскладывающиеся крылья, в частности - несимметричные - верхнее крыло повернуто налево, а нижнее - направо, и имеют раскладывающиеся аэродинамические рули. Для уменьшения массы и аэродинамического сопротивления в снарядах и меньших ракетах применено плоское крыло (обычно применяется крестообразное), см. пат. №2439376. Снаряды и крылья могут быть выполнены из радиопрозрачного композитного материала.
Но если скорость основной ракеты достигает теплового барьера, как у баллистических ракет, то меньшие ракеты или снаряды имеют сбрасываемую теплозащиту носовой части. Корпус таких ракет может быть выполнен из титановых сплавов и иметь теплозащиту из пирографита, модифицированного нейтронным излучением.
Вспомогательная ракета может иметь собственный активный радиолокатор, в частности уменьшенного радиуса обнаружения, или может иметь пассивный радиолокатор, использующий для обнаружения цели излучение с другой ракеты (при групповой атаке на цель), или может иметь пеленгатор радиолокатора цели. Самым легким и малогабаритным является вариант с пеленгатором, потому что корабль, подвергающийся атаке, наверняка будет использовать свой радиолокатор. Правда, при атаке на группу кораблей не все корабли могут включить радиолокаторы, а только корабли охранения. Поэтому наиболее боеспособным является вариант с активным радиолокатором.
При атаке на авианосец наибольшую опасность для противокорабельных ракет представляют самолеты. Они могут подняться на нужную высоту и оттуда издалека обнаружат летящие на бреющем полете ракеты, полетят им навстречу и легко могут их сбить и ракетами «воздух-воздух», и из пушек. Поэтому данная вспомогательная ракета имеет процессор, в который заложена программа, определяющая характер, направление и число воздушных целей, аппроксимирующая их возможную траекторию по участкам известной траектории, и при прохождении этих целей на заданном расстоянии от вспомогательной ракеты, дающая команду на пуск по этим целям ракеты (ракет) класса «воздух-воздух».
Желательно, чтобы снаряды имели обтекаемую форму, то есть имели хвостовой обтекатель в форме конуса или оживального конуса. Но это увеличит габариты и вес «вспомогательной ракеты». Поэтому в данном случае снаряды имеют плоское дно и имеют надувной задний обтекатель из прочной ткани (зайлон, дайнима, спектра, вектран и т.п.), соединенный трубопроводом с отверстием на носовой части снаряда. Для предотвращения разрыва этого обтекателя от чрезмерного давления есть два способа:
а) Стравливание излишнего давления через поры ткани (каждая ткань, если она не прорезинена, имеет определенную воздухопроницаемость). Подобрав диаметр входного отверстия и место его расположения на носовой части (чем дальше от острия, тем давление скоростного напора будет меньше) с учетом величины динамического давления, можно достичь нужного равновесия.
б) Стравливание излишнего давления с помощью предохранительного клапана, который может быть размещен в конце заднего обтекателя или соединен с трубопроводом или донной поверхностью снаряда.
Для увеличения скорости снарядов после отделения их от вспомогательной ракеты они могут иметь ракетный двигатель (такие снаряды правильнее называть меньшими ракетами», см. выше). Но, чтобы сопло двигателя не создавало в полете лишнего аэродинамического сопротивления, меньшие ракеты имеют отделяемый ракетный двигатель, который соединен с боевой частью направляющей втулки или направляющими штырями. Для стабилизации направления полета двигатель должен иметь раскрывающиеся пружинные стабилизаторы. Более того, эти стабилизаторы могут слегка закручивать боевую часть меньшей ракеты. После отделения двигателей боевые части меньших ракет в нужный момент стабилизируются по крену своей системой наведения. То же относится и к снарядам. То есть снаряды и меньшие ракеты для ориентации по крену должны иметь в составе системы наведения один гироскоп с вертикальной осью вращения или два гироскопа с ортогональными осями вращения.
Если крылья и рули высоты снарядов складываются путем поворота их относительно оси, перпендикулярной или скрещивающейся с продольной осью снаряда, то для компактности и обтекаемости они могут быть расположены в лысках на цилиндрическом корпусе снаряда. Причем рули высоты, кроме механизма их поворота в рабочее положение и механизма управления, имеют механизм их выдвижения от поверхности снаряда (это необходимо для возможности их отклонения вверх-вниз после поворота в рабочее положение).
На фиг. 1, 2 показана вспомогательная ракета, на фиг. 3, 4 показан один из несомых ею снарядов. «Меньшая ракета» отличается от него наличием отделяемого ракетного двигателя сзади.
ПРИМЕР 1. Вспомогательная ракета может иметь сравнительно традиционную конструкцию, напоминающую самолет, но может иметь новые варианты конструкции, показанные на фиг. 1, 2.
На фиг. 1 показана трубчатая ракета с внутренним каналом в виде сопла Вентури или в виде «растянутого» сопла Вентури (то есть с цилиндрической частью между конфузором и диффузором), выполняющим роль прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Ракета состоит из трубы с наружной поверхностью в виде правильного цилиндра, а внутри имеет конфузор 1, плавно переходящий в цилиндрический участок 2 и затем плавно переходящий в диффузор 3. В задней части конфузора расположена форсунка 4, а в фокусе конфузора расположен излучатель и/или приемник радиоизлучения 5. В конце диффузора по диаметру расположены крест-накрест два руля 6 (такие рули менее заметны на радиолокаторе). Внутренние элементы ракеты не показаны. Как частный случай, излучатель 5 радиолокатора может совпасть с форсункой 4. Такое же устройство могут иметь и основные боевые ракеты. Консоли крыльев не показаны.
Работает ракета так: корпус расположен под некоторым углом атаки к набегающему потоку (имеется оптимум этого угла), набегающий воздух сжимается в конфузоре 1, затем в цилиндрический канал 2 через форсунку (форсунки) 4 впрыскивается нагретое до температуры самовоспламенения топливо, затем расширившийся газ расширяется в диффузоре 3, создавая реактивную тягу. Конфузор 1 является радиолокатором с излучателем 5. Управляется ракета газовыми рулями 6.
На фиг. 2 показан другой вариант вспомогательной ракеты. Она состоит из корпуса 7, в задней части которого соосно расположен двухконтурный турбореактивный двигатель 8. Он соединен с корпусом кронштейнами-пилонами 9. Такое расположение двигателя стало возможным благодаря изобретению «Турбодвигатель» пат. №2397351, в котором предусмотрена дополнительная предварительная неполноразмерная ступень компрессора в виде скоростной крыльчатки, которая разгоняет пограничный слой до или выше скорости основного потока. Ракета с таким расположением двигателя меньше заметна на радиолокаторе. На этом варианте применена крыльевая схема «неравновеликий тандем», состоящая из переднего низкорасположенного крыла 10 и заднего высокорасположенного крыла 11. Такое расположение крыльев не создает возмущений, влияющих на работу двигателя.
На фиг. 3 в виде сбоку и на фиг. 4 сзади показан снаряд, состоящий из цилиндрического веретенообразного или сигарообразного тела 12, имеющего две плоских горизонтальных (относительно условно рабочего положения снаряда) лыски в средней и задней частях корпуса (они хорошо видны на фиг. 5). В лысках прячутся два поворотных крыла 16 и два горизонтальных руля высоты 14. Рядом с ними неосесимметрично расположены два вертикальных киля 17. Причем для лучшего размещения килей крылья 16 и рули 14 в сложенном положении могут располагаться не строго продольно корпусу, а со смещением в сторону от килей. По бокам имеются два небольших горизонтальных стабилизатора 15. Сзади имеется надувной задний конусообразный обтекатель 18.
Работает снаряд так: в сложенном виде снаряды расположены в корпусе ракеты любым удобным способом, например в ракете на фиг. 1 их удобнее расположить в секторных отсеках по кольцу в районе цилиндрического участка 2, а в ракете на фиг. 2 снаряды можно расположить в двух-трех вертикальных бомболюках достаточно традиционной конструкции. Количество снарядов может составлять примерно 15-20, а количество «меньших ракет» (тот же снаряд с отделяемым ракетным двигателем) примерно 10-15. После катапультирования из люка через некоторое время раскрываются консоли крыла 16 и рули 14. Стабилизаторы 15 и киль 17 могут быть небольшого габарита и иметь нераскрывающуюся конструкцию.
СПОСОБ РАБОТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ РАКЕТЫ. Способ работы групповой и заключается в следующем:
а) при групповом пуске первой (первыми) запускается вспомогательная ракета с двумя типами ракет класса «воздух-воздух» - малой дальности (300-1000 м) для защиты от ракет противника класса «воздух-воздух», и средней дальности (50-60 км) для защиты от самолетов противника, при этом воздушные цели распознаются по сумме их параметров (радиолокационная сигнатура, направление и скорость полета, тепловое излучение),
б) затем запускается вспомогательная ракета (ракеты) с меньшими ракетами,
в) затем запускается вспомогательная ракета (ракеты) со снарядами, и отдельная или комбинированная с ней ракета с аппаратурой постановки радиолокационных помех,
г) затем запускается основная ракета (ракеты),
д) при приближении к цели на 40-60 км вспомогательная ракета с меньшими ракетами дополнительно разгоняется, и по цели выпускаются меньшие ракеты с указанными выше боеголовками,
е) при приближении к цели на 20-40 км вспомогательная ракета со снарядами дополнительно разгоняется, и по цели выпускаются снаряды с указанными выше боеголовками,
ж) основная ракета (ракеты) достигает цели. Причем последовательность действий б и в, а также действийд и е может быть поменяна местами.
Цель работы вспомогательной ракеты - подавление или истощение ПРО цели. Осуществляется этот способ так: ракеты запускаются в указанной последовательности, но почти одновременно. При этом первая (первые) ракета летит на большей высоте и, следовательно, с большей скоростью, поэтому опережает остальные. При встрече с самолетами противника (ракеты могут иметь систему опознавания «свой-чужой», или не иметь ее, в последнем случае своим самолетам не следует приближаться к летящей группе ракет) вспомогательные ракеты сбивают самолеты и направленные навстречу ракеты класса «воздух-воздух» соответственно средними и малыми ракетами. При израсходовании всех ракет вспомогательная ракета идет на таран самолета. При потере одной ракеты ее место занимает другая такая же. При потере всех вспомогательных ракет с ракетами класса «воздух-воздух» ее место (впереди и на большей высоте) занимает ракета с меньшими ракетами, которыми в этом случае будет осуществляться стрельба по вражеским самолетам и ракетам «воздух-воздух».
На расстоянии около 50 км до цели вспомогательная ракета разгоняется, используя мое изобретение «Форсаж турбодвигателя» пат. №2013107310, или какой-либо другой способ (например, топливо с добавкой нитроглицерина) до скорости около 1 км/с, делает горку (резкий набор высоты) под углом около 45 градусов до высоты 5-7 км и выпускает по цели меньшие ракеты. После выгорания их двигателей последние отделяются, а оставшиеся «снаряды» 80% времени летят по инерции, не раскрывая крылья и рули, чтобы меньше было их аэродинамическое сопротивление. На заключительном участке траектории снаряды раскрывают крылья и рули и поражают радиолокаторы и средства ПРО противника. При этом снаряды маневрируют не «по-ракетному» (как с крестообразным крылом), а «по-самолетному», то есть для поворота делают крен (см. изобретения пат. №№2439376 и 2400590).
Снаряды с тепловизионной системой наведения сравнивают в имеющемся процессоре изображение цели с изображением, заложенным в памяти процессора, и поражают прежде всего систему ПРО, особенно - боевой лазер.
Следует отметить, что в условиях тумана или дымовой завесы инфракрасные и тепловизионные системы наведения неработоспособны, поэтому в основном следует иметь снаряды с комбинированной системой наведения, например противорадарной - пассивной радиолокационной. Такой снаряд будет прежде всего поражать вражеские радиолокаторы всех типов, в том числе - на встречном самолете, а при их отсутствии будет реагировать на отраженный от цели радиолокационный сигнал радиолокатора вспомогательной ракеты.
На расстоянии около 30 км до цели вспомогательная ракета разгоняется до скорости около 1 км/с, делает горку под углом около 45 градусов до высоты 5-7 км и выпускает по цели снаряды. Расчеты показывают, что снаряды, выпущенные на высоте 5 км со скоростью 1 км/с пролетели бы в отсутствие атмосферы около 62 км. В реальности - примерно вдвое меньше, хотя при достаточном аэродинамическом качестве крыла наоборот - вдвое больше. Снаряды 80% времени летят по инерции, не раскрывая крылья и рули, а на заключительном участке траектории раскрывают крылья и рули и поражают радиолокаторы и средства ПРО противника.
Так как снаряды летят не быстрее вспомогательной ракеты, то последняя должна уменьшить скорость полета или сделать мертвую петлю или вираж, что подсвечивать цель до прилета последнего снаряда.
После израсходования всех снарядов вспомогательная ракета, также имеющая боеголовку, хотя и уменьшенного размера, попадает в цель. Желательно, чтобы в цель попала и ракета с аппаратурой постановки помех. При этом последняя должна быть настроена так, чтобы не создавать помехи своим радиолокаторам.
При такой последовательности действий ПРО цели атакуется двумя волнами, при этом задняя волна находится на безопасном расстоянии от цели. Желательно, чтобы перерыв между волнами был таким, чтобы противник не успел перезарядить средства своей ПРО. Но возможен и другой вариант, когда пункты б-в и д-е меняют местами, - тогда можно подобрать такое расстояние между волнами и такое время пуска меньших ракет и снарядов, что они прилетят к цели одновременно. При этом ПРО цели атакуются одновременно двумя волнами снарядов и меньших ракет, то есть одной волной, большей интенсивности. Какой из этих способов выбрать, однозначно сказать нельзя. Требуется компьютерное моделирование атаки с учетом особенностей конкретной цели.
Более того, если вспомогательной ракете с ракетами класса «воздух-воздух» не встретились самолеты или ракеты противника (это, правда, маловероятно), то она, естественно, тоже атакует назначенную цель - сначала своими ракетами, затем сама. В этом случае можно совместить в одновременном ударе по ПРО цели все три волны - средними ракетами класса «воздух-воздух», меньшими ракетами и снарядами. Малые ракеты класса «воздух-воздух» поразят цель чуть позднее.
Далее цель поражается основными боевыми ракетами.
Применение таких вспомогательных ракет уменьшает количество боевых ракет при неизменном общем их располагаемом количестве. Но без применения вспомогательных ракет поразить цель типа авианосца, который наверняка поднимет в воздух самолеты для перехвата противокорабельных ракет, абсолютно нереально.