Противоградовая ракета
ANTI-HAIL ROCKET

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к противоградовым ракетам, используемым для активного воздействия на градовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков.
Известны различные конструкции противоградовых ракет, используемых для борьбы с такими стихийными явлениями, как град. К ним относятся противоградовые ракеты с реактивным (газодинамическим) стартом типа «Алазань-6» [1].
Недостатком известных противоградовых ракет является то, что при реактивном старте скорость выхода ракеты из канала направляющей не превышает 30 м/с, что приводит к тому, что, в результате воздействии на ракету поперечного приземного ветра, ее на конечном участке траектории полета относит в сторону на расстояние до 2-3 км, что приводит к снижению точности стрельбы, и, как следствие, к снижению эффективности противоградовой защиты.
Другим недостатком известных ракет является то, что из-за их конструктивных недостатков вокруг точки пуска ракет формируется незащищаемая «мертвая» зона радиусом 4 км, что снижает также эффективность применения ракет.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является противоградовая ракета «Ас», содержащая пластиковый корпус, внутри которого размещены маршевый двигатель с льдообразующим твердым топливом, сопловой блок со складывающимся в калибр оперением, к которому с помощью цангового замка прикреплен газогенератор, содержащий упирающуюся с торца в стопорную штангу пусковой трубы, центрирующую насадку, оснащенную газоотводящими каналами, для перетока газов из донного объема ракеты наружу из пусковой трубы, и воспламенитель с электрической проводкой для подключения к внешней управляющей цепи пуска ракеты [2] - прототип.
В изделии «Ас» маршевый двигатель с льдообразующим твердым топливом обеспечивает реактивную тягу и засев облаков льдообразующими кристаллизующими частицами по траектории полета ракеты до точки самоликвидации.
Газогенератор предназначен для обеспечения повышенной скорости вылета ракеты из пусковой трубы с целью снижения влияния приземного ветра на точность полета.
Цанговый замок с усилием срыва в 25 кг служит для соединения газогенератора с корпусом ракеты. После старта ракеты корпус газогенератора остается в пусковой трубе, который затем удаляется.
Электрическая проводка служит для подачи электрического импульса на воспламенитель при запуске ракеты.
Ракета «Ас» отличается от своих аналогов [1] высокими аэродинамическими качествами, малым весом и высокой эффективностью. Выход льдообразующих ядер кристаллизации у данной ракеты в несколько раз превышает выход у всех известных аналогов. В настоящее время изделие находится на стадии внедрения в практику противоградовых работ.
Вместе с тем данному изделию присущ и ряд недостатков.
Так, например, конструкция центрирующей насадки газогенератора не позволяет эффективно использовать энергетический потенциал заряда ракетного двигателя и самого газогенератора для компенсации ударной силовой нагрузки, действующей на пусковую установку с ракетами при выстреле. Это обусловлено тем, что профиль газоотводящих каналов в центрирующей насадке не обеспечивает сверхзвуковую скорость истечения газов в окружающую среду. В результате при каждом выстреле на пусковую установку, заряженную ракетами, действует ударная силовая нагрузка, которая может достигать 380 и более килограмм. Такая многократная встряска может привести к нарушению целостности пусковой установки и корпусов ракет, а в итоге, и к взрыву ракет в канале пусковой трубы из-за полученных дефектов, что снижает также безопасность их применения.
Техническим результатом заявленного технического решения является снижение ударной силовой нагрузки на пусковую установку с боеприпасами ракет при выстреле, а также повышение безопасности их применения.
Технический результат достигается тем, что в известной противоградовой ракете, содержащей корпус, внутри которого размещен маршевый двигатель с льдообразующим твердым топливом, сопловой блок со складывающимся в калибр оперением, к которому с помощью цангового замка прикреплен газогенератор, содержащий упирающуюся с торца в стопорную штангу пусковой трубы центрирующую насадку, оснащенную газоотводящими каналами, для перетока газов из донного объема ракеты наружу из пусковой трубы и воспламенитель с электрической проводкой для подключения к внешней управляющей цепи пуска ракеты, согласно изобретению центрирующая насадка выполнена в виде запирающей пусковую трубу цилиндрической заглушки, оснащенной с торца кольцевым выступом, ограничивающим движение ракеты в канале пусковой трубы в направлении выстрела при заряжании, при этом газоотводящие каналы центрирующей насадки выполнены в виде сверхзвуковых сопел, размещенных с двух сторон от стопорной штанги пусковой трубы, при этом расстояние между контурами расширяющихся сверхзвуковых сопел выполнено равным или превышающим диаметр.
Технический результат достигается и тем, что центрирующая насадка выполнена в виде монолитной конструкции, объединяющей корпус газогенератора с корпусом центрирующей насадки.
Предложенное техническое решение позволяет снизить ударную силовую нагрузку на пусковую установку с боеприпасами при выстреле, и тем самым обеспечивает безопасность применения ракеты.
На чертежах схематично представлены:
фиг. 1 - общий вид ракеты;
фиг. 2 - ракета, размещенная в канале пусковой трубы (вид сбоку);
фиг. 3 - ракета, размещенная в канале пусковой трубы (вид с торца).
Ракета содержит корпус 1 с головным обтекателем 2 (на фиг. 1). Внутри корпуса 1 размещен маршевый двигатель 3 с льдообразующим твердым топливом. В хвостовой части маршевого двигателя 3 под хвостовым обтекателем 4 размещен сопловой блок 5, состоящий из четырех пластинчатых стабилизаторов 6, шарнирно закрепленных в продольных пазах 7 хвостового обтекателя 4. Там же под хвостовым обтекателем 4 размещен механизм раскрытия стабилизаторов, состоящий из втулки и пружины сжатия (данный механизм не показан). К сопловому блоку 4 с помощью цангового замка 8 прикреплен газогенератор 9, который содержит в хвостовой части центрирующую насадку 10, оснащенную газоотводящими каналами, которые выполнены в виде сверхзвуковых сопел 11. Центрирующая насадка 10 выполнена в виде монолитной конструкции, объединенной с корпусом газогенератора 9. Внутри корпуса 1 ракеты, на стыке соплового блока 5 и газогенератора 9, размещен воспламенитель, подключенный посредством электрической проводки 12 к внешней управляющей цепи пуска ракеты (воспламенитель и внешняя управляющая цепь пуска ракеты не показаны).
Центрирующая насадка 10 выполнена в виде заглушки, оснащенной с торца кольцевым выступом 13, фиксирующим ракету в канале пусковой трубы 14 при заряжании (на фиг. 1-3).
При заряжании ракеты необходимо соблюдать следующие условия. Центрирующая насадка 10 должна передней своей частью плотно входит в пусковую трубу 14 и запирать ее, а торцевая ее часть должна при этом упираться в стопорную штангу 15, размещенную между двумя опорами 16 пусковой трубы 14. При установке ракеты в канал пусковой трубы 14 она должна быть размещена таким образом, чтобы сверхзвуковые сопла 11 центрирующей насадки 10 были расположены зеркально и параллельно относительно осевой линии (х-х) стопорной штанги 15, так, как показано на фиг. 3, вид по «А». В этом случае обеспечивается условие, когда газовая струя на выходе из сверхзвуковых сопел 11 не касается самой стопорной штанги 15, а обходит ее, что повышает КПД использования заряда газогенератора 9 при создании силы, противодействующей осевой ударной силовой нагрузке при выстреле.
Ракета работает следующим образом.
При подаче электрического импульса на воспламенитель через электрическую проводку 12 срабатывает ракетный двигатель 3, от которого затем срабатывает газогенератор 9. При этом повышается давление газов в донной части ракеты между двигателем 3 и газогенератором 9, что приводит к разъединению цангового замка 8. После этого ракета начинает двигаться по каналу пусковой трубы 14, набирая скорость. При выходе ракеты из пусковой трубы 14 стабилизаторы 6 фиксируются в раскрытом положении. Одновременно, при разъединении цангового замка 8, газы, образующиеся в канале пусковой трубы 14 между двигателем 3 и газогенератором 9, начинают истекать через сверхзвуковые сопла 11 центрирующей насадки 10 наружу, обеспечивая, таким образом, реактивную силу, компенсирующую ударную силовую нагрузку от выстрела на пусковую установку.
При движении ракеты с непрерывно работающим двигателем 3 происходит генерация льдообразующих частиц, обеспечивающих засев облачной среды по траектории полета до точки ее самоликвидации. Таким образом, осуществляется активное воздействие на грозоградовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков.
В отличие от прототипа [2], где газы через газоотводящие каналы истекают с дозвуковой скоростью, в предлагаемом техническом решении обеспечивается сверхзвуковая скорость истечения газов через сопла 11 наружу, что позволяет эффективно использовать энергетический потенциал заряда ракетного двигателя и самого газогенератора для компенсации ударной силовой нагрузки на пусковую установку с боеприпасами. В результате существенно снижается ударная силовая нагрузка на пусковую установку при выстреле, а также повышается безопасность его применения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Руководящий документ РД 52.37.710-2012. Порядок применения модернизированного противоградового комплекса «Алазань» для активных воздействий на метеорологические и другие геофизические процессы, Нальчик, 2012, с. 6-9.
2. Руководящий документ РД 52.37.821-2015. Порядок применения малогабаритного противоградового комплекса «Ас» для активных воздействий на метеорологические и другие геофизические процессы, Нальчик, 2015, с. 6-11  (прототип).