УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД
GUIDED SHELL

Изобретение относится к области вооружения, в частности к области малогабаритных управляемых снарядов с одноканальной системой управления, преимущественно с дозвуковыми и трансзвуковыми скоростями полета, и может быть использовано в конструкциях управляемых снарядов с различными аэродинамическими схемами, в том числе и с компоновкой по схеме «утка».
Известен управляемый снаряд [Патент на изобретение RU2088890 (ГУП Конструкторское бюро приборостроения) 27.08.1997 г.], принятый за прототип.
Управляемый снаряд состоит из воздушно-динамического рулевого привода в головном отсеке корпуса снаряда, аэродинамических органов управления - рулей с пилонами, установленными перед рулями, блока стабилизатора, маршевого двигателя, боевой части.
Снаряд выстреливается из трубы-контейнера с малой начальной скоростью 50…70 м/с.
Недостатком прототипа является невысокая эффективность воздушно-динамического рулевого привода с воздухозаборником в носовой части снаряда. При полете на больших углах атаки из-за срыва потока происходит нестабильное обтекание носовой части корпуса, влияющее на эффективность рулевого привода. Кроме того, такой воздухозаборник не позволяет оптимально использовать головную часть для установки дополнительной боевой части (лидера) в противотанковых управляемых снарядах, в управляемых ракетах по зенитным целям установки неконтактного датчика цели (НДЦ), а также головки самонаведения.
Задачей данного изобретения является повышение эффективности управления снаряда за счет повышения эффективности воздушно-динамического рулевого привода и аэродинамических органов управления.
Решение задачи заключается в том, что в управляемом снаряде, выполненном по аэродинамической схеме «утка», содержащем воздушно-динамический рулевой привод в головном отсеке корпуса снаряда, аэродинамические органы управления - рули с установленными перед ними пилонами, новым является:
1. Воздухозаборники воздушно-динамического рулевого привода встроены в пилоны и выполнены в виде биплановых П-образных пластин с переходом в моноплан по задней кромке с забором воздуха через П-образное отверстие в передней кромке пилона, далее по воздушному протоку между планами и через отверстие на корпусе снаряда на рулевой привод.
2. В передней кромке пилона воздухозаборное П-образное отверстие выполнено с соотношением ширины между планами к размаху пилона как 0,15…0,50. Длина отверстия на корпусе выполнена с соотношением 0,80…0,85 длины бортовой хорды пилона, а руль, установленный за пилоном, выполнен с переменным углом стреловидности по передней кромке - 0 градусов от корневой хорды до 0,30…0,50 размаха консоли руля, далее 50…60 градусов до полного размаха. При этом соотношение корневых хорд пилона и руля выполнено как 0,5…1,0, соотношение размахов консолей пилона и руля выполнено как 0,30…0,50, а зазор между консолями от задней кромки пилона до передней кромки руля составляет 0,05…0,20 длины корневой хорды консоли руля.
По сравнению с прототипом при наличии общих конструктивных признаков и свойств управляемый снаряд с предложенной конструкцией позволяет повысить эффективность управления, повысить баллистические характеристики снаряда, позволяет совместить воздухозаборник с пилоном, оптимально использовать компоновку головного отсека снаряда.
Принцип действия и устройство предлагаемого решения поясняется графическими материалами.
ур
'эф
ур+п
'эф
ур+п+вз
'эф
'эф
α
p
p
α
Управляемый снаряд предлагаемой конструкции представлен на фиг.1. На фиг.2 - головной отсек корпуса снаряда с воздухозаборником, встроенным в консоль пилона, установленного перед рулем. На фиг.3, 4, 5 - схема конструкции воздухозаборника, встроенного в консоль пилона. На фиг.6: 1 - кривая зависимости подъемной силы руля без пилона от эффективного угла атаки С=f(α), 2 - кривая зависимости подъемной силы руля с пилоном С=f(α); 3 - кривая зависимости подъемной силы руля со встроенным воздухозаборником в пилон С=f(α). α=k·α+δ, где α - угол атаки снаряда; δ - угол отклонения руля; k - коэффициент интерференции корпуса на руль.
Управляемый снаряд предлагаемой конструкции [фиг.1] состоит из головного отсека корпуса снаряда 1, воздушно-динамического рулевого привода 2, руля 3, воздухозаборника, встроенного в пилон 4, маршевого двигателя 5, боевой части 6, блока стабилизатора 7.
Забор воздуха осуществляется через П-образное отверстие в передней кромке пилона, далее по воздушному протоку между планами и через отверстие на корпусе снаряда на рулевой привод.
Обозначения, приведенные на фиг.2…5, характеризуют геометрические параметры элементов планера управляемого снаряда:
p
L - размах консоли руля;
п
вз
L, L - размах консоли пилона и воздухозаборника;
р
п
В, B - корневая хорда руля и пилона;
вз
В - длина отверстия воздухозаборника на корпусе снаряда;
вз
Н - ширина между планами воздухозаборника;
взк
Н - ширина отверстия воздухозаборника на корпусе снаряда;
χ′ - угол стреловидности руля от корневой хорды;
χ′′ - угол стреловидности руля от 0,3…0,5 размаха руля;
ΔХ - зазор между пилоном и рулем;
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>λ</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>L</mi><mi>p</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><msub><mi>S</mi><mi>p</mi></msub></mrow></mfrac><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
λ - удлинение консоли руля
;
p
S - площадь консоли руля.
Р
'эф
p
Для управляемых снарядов, выполненных по схеме «утка» (противотанковых, зенитных), со скоростями полета дозвуковыми, трансзвуковыми (Мах=0,5…1,0), диапазон линейных углов атаки составляет 3…4 градусов. Данные значения углов атаки приведены для управляемых снарядов с рулем малого удлинения (λ=2,0…2,5) без пилона при углах отклонения δ=13…14 градусов. При этом эффективные углы атаки руля составляют α=18…20 градусов. Для руля с пилоном (прототип) эффективный угол увеличивается до 24…26 градусов (α=5…6 градусов, δ=16…18 градусов °).
p
Для снарядов с предлагаемой конструкцией руля с встроенным воздухозаборником в консоль монопланового пилона эффективный угол атаки составляет 30…32 градуса (α=8…10 градусов, δ=18…20 градусов °). Вследствие этого дальность полета управляемого снаряда увеличивается на 15…20% за счет увеличения подъемной силы руля, увеличения располагаемой перегрузки
Итак, выполнение аэродинамических органов управления в виде руля малого удлинения с переменной стреловидностью по передней кромке с установленным перед рулем пилоном с встроенным воздухозаборником повышает эффективность управления снаряда.
Проведенные исследования и летные испытания позволили определить конструктивные параметры пилона с встроенным воздухозаборником, а также определить оптимальные соотношения руля и пилона. Данная конструкция, примененная на управляемом снаряде зенитного комплекса, позволит увеличить максимальную дальность полета на 15…20%. При этом за счет выполнения неконтактного датчика цели (НДЦ) в носовой части корпуса снаряда позволит эффективно поражать зенитные цели. Кроме того, применение данного предложения на управляемых противотанковых снарядах позволит за счет установки в носовой части корпуса дополнительной боевой части («лидера») повысить бронепробиваемость снаряда.