РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД С ОТДЕЛЯЕМОЙ РАКЕТНОЙ ЧАСТЬЮ
ROCKET SHELL WITH SEPARATED ROCKET PART

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам (ракетам).
Объект изобретения представляет собой реактивный снаряд с отделяемой ракетной частью и может найти применение в области ракетной техники.
Одним из основных путей повышения боевой эффективности является использование разделяющихся на траектории реактивных снарядов (см. например, Гогин В., Федосеев А. Перспективы развития реактивных систем залпового огня. - «Зарубежное военное обозрение», №1, 1995 г. или Анисимов В. Боеприпасы с высокоточными боевыми элементами. - «Зарубежное военное обозрение», №11, 1994 г.), обеспечивающих эффективное поражение живой силы, небронированной и бронированной техники. В этих реактивных снарядах, благодаря отделению ракетной части и вертикализации траектории при подходе боевой части к цели, достигается многократное повышение боевой эффективности по сравнению с традиционными снарядами с баллистической траекторией.
Так известны конструкции боеприпасов, защищенные патентами США №3946672, №3491689, №3636877, принятые авторами как аналоги. Данные конструкции представляют собой реактивные снаряды, в состав которых входят отделяемая ракетная часть, головная часть и заряд разделения.
Задачей данных технических решений являлось повышение боевой эффективности за счет увеличения угла подхода к цели головной части.
Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией реактивного снаряда является наличие в составе аналогов отделяемой ракетной части, головной части и заряда разделения.
Существенным недостатком данных конструкций является возможность соударения реактивного двигателя и головной части после разделения. В результате такого соударения изменяется заданная траектория движения головной части, или могут быть выведены из строя ее конструктивные элементы (система торможения и стабилизации, приборное оснащение).
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является ракета по патенту РФ №2202098 (опубл. 10.04.2003 г. БИ №10), принятая авторами за прототип. Она включает в себя отделяемую ракетную часть, головную часть (боевой модуль) и пиротехническое (газодинамическое) устройство разделения.
В данной ракете при подаче команды на разделение происходит воспламенение заряда устройства разделения, между головной частью (боевым модулем) и ракетной частью создается избыточное давление, которое приводит к разрушению силовых элементов (оболочки или болтов), связывающих две эти части, и отстрелу боевого модуля от ракетной части. Благодаря снабжению ракетной части трубчатой направляющей и выполнению хвостовой части боевого модуля с кольцевым ведущим элементом, диаметр которого равен внутреннему диаметру трубчатой направляющей, существенно снижена вероятность соударения разделяемых отсеков.
Недостатком данной конструкции является повышенное рассеивание точек падения боевых модулей, связанное как с разбросом внешнебаллистических параметров точки разделения, так и с нестабильностью газодинамических параметров (в первую очередь давления) в устройстве разделения.
Задачей данного технического решения (прототипа) являлось повышение надежности функционирования за счет снижения вероятности соударения отделившейся ракетной части и боевого модуля.
Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом с отделяемой ракетной частью является наличие в ракете-прототипе отделяемой ракетной части, головной части (боевого модуля), размещенного между ними пиротехнического (газодинамического) устройства с пороховым зарядом разделения.
В отличие от прототипа в предлагаемом реактивном снаряде на переднем торце ракетной части перед зарядом разделения размещен узел демпфирования в виде комплекта из не менее чем шести пластинчатых компенсаторов одинаковой формы, выполненных из двух различных материалов, плотность которых различается в 5…7 раз, а модуль упругости в 30…40 раз, при этом количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляет целую часть от отношения:
max
где m - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
min
m - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
pe
m - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
ном
m - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
Это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является создание реактивного снаряда с отделяемой ракетной частью, обеспечивающего повышение боевой эффективности за счет повышения стабильности параметров разделения (давления в устройстве разделения, скорости и времени разделения) и снижения разброса внешнебаллистических параметров точки разделения.
Указанный технический результат достигается тем, что в реактивном снаряде с отделяемой ракетной частью, содержащем отделяемую ракетную часть, головную часть и размещенный между ними пороховой заряд разделения, согласно изобретению на переднем торце ракетной части перед зарядом разделения размещен узел демпфирования в виде комплекта из не менее чем шести пластинчатых компенсаторов одинаковой формы, выполненных из двух различных материалов, плотность которых различается в 5…7 раз, а модуль упругости в 30…40 раз, при этом количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляет целую часть от отношения:
max
где m - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
min
m - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
pe
m - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
ном
m - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между узлами реактивного снаряда позволяют, в частности, за счет:
- размещения на переднем торце ракетной части перед зарядом разделения узла демпфирования в виде комплекта пластинчатых компенсаторов одинаковой формы, выполненных из двух различных материалов, модуль упругости которых различается в 30…40 раз, обеспечить стабильность давления, возникающего при сгорании порохового заряда разделения, в зоне между ракетной и головной частью за счет деформации пластин с меньшим модулем упругости при превышении допустимого уровня давления, увеличении объема, занимаемого газами, и соответственно «срезании» пиковых значений давления. В результате этого отделение ракетной части от головной происходит в один и тот же заданный момент времени с одной и той же скоростью независимо от случайных отклонений геометрии порохового заряда разделения, энергетических характеристик заряда или объема между головной и ракетной частями, а значит снижается рассеивание точек падения головных частей и повышается боевая эффективность. Одинаковая форма пластинчатых компенсаторов позволяет обеспечить стабильность начального объема между головной и ракетной частями независимо от количества компенсаторов первого или второго типа, а предлагаемая разница в модулях упругости - устранять пиковые «выскоки» давления, которые при неизменном объеме (несминаемых компенсаторах) достигают 20% от заданного уровня;
- использования комплекта не менее чем из шести пластинчатых компенсаторов, выполненных из двух различных материалов, плотность которых различается в 5…7 раз, и количество пластинчатых компенсаторов, выполненных из материала с наименьшей плотностью, составляющее целую часть от отношения:
max
где m - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наибольшей плотностью;
min
m - масса одного пластинчатого компенсатора, выполненного из материала с наименьшей плотностью;
pe
m - фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов;
ном
m - номинальная (чертежная) масса собранного реактивного снаряда;
n - количество пластинчатых компенсаторов в комплекте.
в 3…8 раз снизить разброс массы снаряда и за счет этого повысить стабильность внешнебаллистических характеристик снаряда в точке разделения, а следовательно, снизить рассеивание точек падения головных частей и повысить боевую эффективность.
Снижение количества компенсаторов менее шести и увеличение или уменьшение разности в их плотности снижает диапазон компенсируемого разброса массы снаряда и точность компенсации (остающийся разброс массы).
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже изображен общий вид предлагаемой конструкции реактивного снаряда с отделяемой ракетной частью. Предлагаемый реактивный снаряд содержит отделяемую ракетную часть 1, головную часть 2, размещенный между ними заряд разделения 3. На переднем торце ракетной части 4 перед зарядом разделения 3 размещен узел демпфирования 5, состоящий из пластинчатых компенсаторов 6 и 7. Компенсаторы 6 и 7 выполнены из разного материала (например, стали и пластика), так что их плотность и модуль упругости различаются соответственно в 5…7 и в 30…40 раз.
Устройство работает следующим образом.
В процессе сборки реактивного снаряда взвешиванием определяется фактическая масса реактивного снаряда без комплекта компенсаторов и путем сравнения ее с номинальной массой снаряда по предлагаемой формуле определяется количество пластинчатых компенсаторов каждого типа 6 и 7 в комплекте. Комплект компенсаторов 5, являющийся одновременно узлом демпфирования, устанавливается на переднем торце 4 ракетной части 1. При этом обеспечивается заданный объем полости между отделяемой ракетной частью 1 и головной частью 2 и масса реактивного снаряда, соответствующая номинальной.
После запуска реактивный снаряд движется по траектории, максимально близкой к расчетной, и в заданный момент времени в заданной точке траектории происходит срабатывание заряда разделения 3. Давление образующихся при сгорания заряда разделения газов воздействует на пластинчатые компенсаторы узла демпфирования 5. Происходит деформирование пластинчатых компенсаторов с меньшим модулем упругости 6 (выполненных, например, из полиэтилена). Степень деформации пропорциональна величине давления в полости между отделяемой ракетной частью 1 и головной частью 2. В результате этого происходит стабилизация давления (при случайном положительном отклонении давления от расчетного объем полости увеличивается, а при случайном отрицательном отклонении давления объем полости оказывается меньше расчетного, и в обоих случаях давление выравнивается). Под действием давления газов заряда разделения происходит отделение ракетной части 1 от головной части 2 в заданной точке траектории с заданными параметрами (скоростью и ускорением) и точное попадание головной части в цель.
Изобретение может быть использовано при разработке различных реактивных снарядов с отделяемой ракетной частью.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов реактивных снарядов с отделяемой ракетной частью, выполненных в соответствии с изобретением.
В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены летные испытания, намечено серийное производство.