КАССЕТНАЯ ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА
JET PROJECTILE CASSETTE-TYPE WARHEAD

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к кассетной головной части реактивного снаряда системы залпового огня.
Объект изобретения представляет собой кассетную головную часть повышенной боевой эффективности и надежности функционирования.
Боевая эффективность кассетной головной части зависит от получения требуемого разброса боевых элементов в районе цели, осколочного поля каждого элемента с заданными характеристиками, а также от суммарного веса боевых частей боевых элементов, количества боевых элементов, от минимизации веса и габаритов стабилизатора элементов (см., например, Гогин В., Федосеев А. Перспективы развития реактивных систем залпового огня - «Зарубежное военное обозрение», №1, 1995 г.).
Для обеспечения максимального поражающего действия боевого элемента необходим вертикальный подход его к грунту с нулевым углом атаки, которые в основном определяются геометрическими параметрами стабилизатора.
Известно устройство для минирования площадей по патенту Франции №2897153 (приоритет от 27.03.1992 г.), содержащее корпус, модули (кассеты) с минами и вышибным зарядом. Каждый модуль снабжен стабилизатором в виде парашюта, уменьшающего скорость к моменту выброса мин, и выталкивается из корпуса устройства по мере движения. Применение парашюта в качестве стабилизатора из-за его ветровой чувствительности влияет на разброс модулей и мин. Устройство предназначено для сброса с самолета при скоростях гораздо меньших, чем скорость реактивного снаряда, ракеты.
Известны также кассетные головные части вращающейся ракеты по патентам РФ №2076302, №2186330, кл. F42B 12/58, содержащие корпус, раму, вышибной заряд, крупногабаритные боевые элементы цилиндрической формы. Конструкция головной части по патенту РФ №2186330 позволяет решать задачу упорядоченного размещения и доставки элементов в район цели, повышения надежности выброса боевых элементов за счет увеличения ее жесткости и дальнейшего разведения боевых элементов после выброса. Требования по разбросу крупногабаритных боевых элементов обеспечиваются их конструкцией, а не другими конструктивными элементами кассетной головной части.
Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией кассетной головной части реактивного снаряда являются наличие в составе аналогов корпуса, боевых элементов цилиндрической формы, вышибного заряда.
В качестве прототипа принята кассетная головная часть по патенту РФ №2299396, кл. F42B 12/58. Она содержит корпус, трубчатые кассеты, вышибной заряд, боевые элементы цилиндрической формы со стабилизатором.
Трубчатые кассеты обеспечивают защиту боевых элементов и, прежде всего, стабилизаторов от воздействия аэродинамических сил во время их автономного полета, однако характеристики рассеивания боевых элементов на местности после выброса из кассет зависят от компоновки элементов и вышибного заряда внутри нее, ориентации стабилизатора элемента относительно соседних элементов. Кроме того, боевая эффективность кассетной головной части зависит от плотности укладки боевых элементов внутри трубчатых кассет, габаритно-массовых характеристик кассет.
Общими признаками с предлагаемой кассетной головной частью реактивного снаряда является наличие в прототипе корпуса, трубчатых кассет, вышибных зарядов, боевых элементов цилиндрической формы с раскрывающимся стабилизатором.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>20</mn><mo>…</mo><mn>.50</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><msup><mi>D</mi><mn>4</mn></msup><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>D</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>t</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>4</mn></msup></mrow></msqrt></mrow><mi>D</mi></mfrac></mrow>
В отличие от прототипа в предлагаемой кассетной головной части реактивного снаряда раскрывающийся стабилизатор каждого боевого элемента в закрытом состоянии образует полость, с внутренним диаметром не менее калибра корпуса элемента, в которую входит носовая часть последующего боевого элемента и на которую опираются его дугообразные стабилизирующие поверхности, боевые элементы уложены в трубчатой кассете таким образом, что носовая часть последующего боевого элемента вплотную примыкает к задней части корпуса предыдущего элемента, и длина корпуса элемента, входящего во внутреннюю полость закрытого стабилизатора, составляет 0,5…2,0 калибра элемента, а в задней части корпуса каждого элемента смонтировано подпружиненное распорное кольцо, в начальном положении смещенное в сторону его носовой части, при этом стабилизаторы элементов ориентированы в трубчатой кассете в сторону носовой части корпуса кассетной головной части, а длина каждой трубчатой кассеты выбрана в пределах
,
где D - наружный диаметр трубчатой кассеты;
t - толщина стенки трубчатой кассеты.
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 защиты, во всех случаях достаточны.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение боевой эффективности кассетной головной части реактивного снаряда за счет увеличения количества боевых элементов, а следовательно, суммарного веса их боевых частей путем обеспечения их плотной укладки, минимизации габаритно-массовых параметров раскрывающихся стабилизаторов, трубчатых кассет и соответствующего выбора их геометрических параметров, обеспечение надежного разброса боевых элементов после выброса из трубчатых кассет, получение заданного рассеивания боевых элементов в районе цели, повышение надежности функционирования боевых элементов и кассетной головной части в целом.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>20</mn><mo>…</mo><mn>.50</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><msup><mi>D</mi><mn>4</mn></msup><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>D</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>t</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>4</mn></msup></mrow></msqrt></mrow><mi>D</mi></mfrac></mrow>
Указанный технический результат достигается тем, что в кассетной головной части, содержащей корпус, трубчатые кассеты с вышибным зарядом, боевые элементы цилиндрической формы с раскрывающимся стабилизатором, согласно изобретению раскрывающийся стабилизатор каждого боевого элемента, в закрытом состоянии образует полость с внутренним диаметром не менее калибра корпуса элемента в которую входит носовая часть последующего боевого элемента и на которую опираются его дугообразные стабилизирующие поверхности, боевые элементы уложены в трубчатой кассете таким образом, что носовая часть последующего боевого элемента вплотную примыкает к задней части корпуса предыдущего элемента и длина корпуса элемента, входящего во внутреннюю полость закрытого стабилизатора составляет 0,5…2,0 калибра элемента, а в задней части корпуса каждого элемента смонтировано подпружиненное распорное кольцо, в начальном положении смещенное в сторону его носовой части, при этом стабилизаторы элементов ориентированы в трубчатой кассете в сторону носовой части корпуса кассетной головной части, а длина каждой трубчатой кассеты выбрана в пределах
,
где D - наружный диаметр трубчатой кассеты;
t - толщина стенки трубчатой кассеты.
Авторы предполагаемого изобретения провели экспериментальные исследования, направленные на поиск технических решений, позволяющих повысить боевую эффективность кассетной головной части реактивного снаряда за счет увеличения их количества, а следовательно, увеличения суммарного веса боевых частей элементов и минимизации габаритно-массовых параметров их стабилизаторов и трубчатых кассет, обеспечить заданное рассеивание элементов в районе цели, повысить надежность их разведения после выталкивания из трубчатых кассет, надежность функционирования боевых элементов и кассетной головной части в целом.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами заявляемой кассетной головной части реактивного снаряда позволили, в частности, за счет выполнения:
- раскрывающегося стабилизатора каждого боевого элемента такой конструкции, что в закрытом состоянии он образует полость с внутренним диаметром не менее калибра корпуса элемента, в которую входит носовая часть последующего элемента и на которую опираются его дугообразные стабилизирующие поверхности - обеспечить плотную укладку боевых элементов и увеличить их количество в кассете, что позволяет повысить боевую эффективность кассетной головной части;
- длины корпуса элемента, входящего во внутреннюю полость закрытого стабилизатора, в пределах 0,5…2,0 калибра элемента - повысить надежность раскрытия стабилизатора за счет дополнительного воздействия на него корпуса последующего элемента после выброса из трубчатой кассеты. При длине части корпуса, входящего в полость стабилизатора, менее 0,5 калибра дополнительное воздействие его на раскрытие стабилизирующих поверхностей уменьшается. Увеличение длины полости свыше 2,0 калибров элемента нецелесообразно из-за увеличения длины стабилизирующих поверхностей. Лопасти большого удлинения, как показали испытания в аэродинамических трубах, при наличии люфта в месте их крепления к корпусу, геометрической асимметрии, особенности обтекания донной части элемента с раскрытым стабилизатором создают вращающий момент крена и появляется раскачка из-за резонансных явлений. В результате этого снижается боевая эффективность элемента и кассетной головной части в целом;
- в задней части корпуса каждого элемента подпружиненного распорного кольца, в начальном положении смещенного в сторону его носовой части, - обеспечить принудительное разведение элементов после выброса из кассеты, повысить надежность их функционирования и головной части в целом, обеспечить заданное рассеивание элементов в районе цели;
- ориентации стабилизаторов элементов в трубчатой кассете в сторону носовой части корпуса кассетной головной части - повысить надежность раскрытия стабилизатора и разведение элементов относительно друг друга, использовав при этом энергию набегающего потока воздуха, уменьшить время переходных процессов при парировании начальных углов атаки в процессе стабилизации и уменьшить в связи с этим начальную высоту вскрытия головной части, увеличить дальность стрельбы, обеспечить вертикальный подход элементов к грунту;
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>20</mn><mo>…</mo><mn>.50</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><msup><mi>D</mi><mn>4</mn></msup><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>D</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>t</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>4</mn></msup></mrow></msqrt></mrow><mi>D</mi></mfrac></mrow>
- длины каждой трубчатой кассеты в пределах
,
где D - наружный диаметр трубчатой кассеты,
t - толщина стенки трубчатой кассеты - обеспечить необходимое соотношение длины и толщины трубчатой кассеты при заданном наружном диаметре и минимальный ее вес, повысить надежность функционирования кассетной головной части. За счет этого увеличивается вес боевых частей элементов, повышается боевая эффективность кассетной головной части. Увеличение длины кассеты свыше рекомендуемого предела приводит к снижению надежности ее функционирования, изгибу под действием аэродинамических нагрузок и заклиниванию боевых элементов в процессе их выброса посредством вышибного заряда. Уменьшение длины трубчатой кассеты приводит к уменьшению количества располагаемых в ней элементов, снижению боевой эффективности кассетной головной части.
Сущность изобретения поясняется чертежами фиг.1, фиг.2. На фиг.1 представлена схема предлагаемой кассетной головной части реактивного снаряда. На фиг.2 показано поперечное сечение кассетной головной части.
Кассетная головная часть реактивного снаряда состоит из корпуса 1, трубчатых кассет 2 с вышибным зарядом 3, боевых элементов 4 с раскрывающимся стабилизатором 5, имеющим дугообразные стабилизирующие поверхности.
1
В закрытом состоянии дугообразные стабилизирующие поверхности стабилизатора 5 образуют полость, с внутренним диаметром не менее калибра d корпуса элемента 4, в которую входит носовая часть последующего боевого элемента и на которую опираются эти стабилизирующие поверхности. Длина L корпуса элемента 4, входящего во внутреннюю полость закрытого стабилизатора 5, составляет 0,5…2,0 калибра d элемента.
2
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>20</mn><mo>…</mo><mn>.50</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><msup><mi>D</mi><mn>4</mn></msup><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>D</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>t</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>4</mn></msup></mrow></msqrt></mrow><mi>D</mi></mfrac></mrow>
В задней части корпуса каждого боевого элемента 4 смонтировано подпружиненное распорное кольцо 6, в начальном положении смещенное в сторону его носовой части. Длина L каждой трубчатой кассеты 2 выбрана в пределах
,
где D - наружный диаметр трубчатой кассеты 2,
t - толщина стенки трубчатой кассеты 2.
Стабилизаторы 5 боевых элементов 4 ориентированы в трубчатой кассете 2 в сторону носовой части корпуса 1 кассетной головной части.
Выше описанная кассетная головная часть реактивного снаряда работает следующим образом. В заданной точке полета реактивного снаряда производят отделение от него кассетной головной части. Задняя часть корпуса 1 кассетной головной части остается соединенной с реактивным двигателем, а трубчатые кассеты 2 выталкиваются вперед из головной части и начинают самостоятельное движение под воздействием аэродинамических и центробежных сил.
Через заданное время вышибной заряд 3 выбрасывает элементы 4 из трубчатых кассет 2. Благодаря указанной укладке элементов в трубчатой кассете 2 обеспечивается в ней их максимальное количество. За счет оптимизации соотношения длины и толщины стенки кассеты при заданном наружном диаметре обеспечивается увеличение веса боевых частей элементов и максимальное их количество в кассетной головной части, в результате чего повышается боевая эффективность кассетной головной части.
Элементы 4 ориентированы стабилизатором 5 в сторону носовой части корпуса головной части, то есть в направлении ее движения. С учетом дополнительного воздействия скоростного напора на внутренние стабилизирующие поверхности обеспечивается надежное раскрытие стабилизаторов 5. Благодаря подпружиненным распорным кольцам 6 происходит принудительное разведение боевых элементов 4 относительно друг друга, стабилизатор 5 каждого боевого элемента обеспечивает ему устойчивость, парирует начальные углы атаки боевого элемента, обеспечивает торможение элемента и вертикальный подход к грунту с нулевым углом атаки.
Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями реактивных снарядов систем залпового огня с кассетной головной частью, выполненной в соответствии с предлагаемым изобретением.
Предложенное техническое решение позволило повысить боевую эффективность кассетной головной части за счет увеличения количества боевых элементов и увеличения суммарного веса их боевых частей, минимизации габаритно массовых параметров раскрывающихся стабилизаторов боевых элементов, оптимизации геометрических параметров трубчатой кассеты, обеспечить заданное рассеивание боевых элементов в районе цели, обеспечить требуемые углы подхода боевых элементов к грунту, повысить надежность функционирования боевых элементов и кассетной головной части в целом.
В настоящее время разработана конструкторская документация на предлагаемую кассетную головную часть реактивного снаряда, проведены летные испытания, намечено серийное производство.