РАКЕТНАЯ ЧАСТЬ СО СТАБИЛИЗИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА
ROCKET SECTION WITH STABILISING DEVICE OF PROJECTILE

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к ракетной части со стабилизирующим устройством реактивного снаряда системы залпового огня.
Объект изобретения представляет собой ракетную часть со стабилизирующим устройством реактивного снаряда системы залпового огня с улучшенными аэробаллистическими характеристиками, повышенной боевой эффективностью и надежностью функционирования.
Так, известны ракетные части со стабилизирующими устройствами к реактивным снарядам М8, М13 (см., например, Куров В.Д., Должанский Ю.М. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов.- М. Оборонгиз, 1961, с. 11), принятые за аналоги. Ракетные части содержат корпус с сопловым блоком, стабилизирующее устройство с прочно скрепленными с корпусом лопастями.
Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией ракетной части реактивного снаряда является наличие в составе М8, М13 корпуса с сопловым блоком, стабилизирующего устройства.
Указанные снаряды обеспечивают поражение крупноразмерных целей при стрельбе на небольшие дальности. Однако наличие нераскрывающегося стабилизирующего устройства не позволяет разместить на пусковой установке большое количество реактивных снарядов, что снижает боевую эффективность.
Известна также ракетная часть со стабилизирующим устройством реактивного снаряда М-21ОФ (см. Боевая машина БМ-21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Военное издательство МО СССР 1977, с. 74-75). Она содержит корпус с сопловым блоком, стабилизирующее устройство с раскрывающимися дугообразными лопастями, установленными под углом к продольной ее оси.
Указанная ракетная часть обеспечивает повышение боевой эффективности за счет стрельбы из трубчатой направляющей, характерной для пусковой установки реактивной системы залпового огня, и увеличения количества реактивных снарядов в пусковой установке.
Задние кромки лопастей стабилизирующего устройства реактивного снаряда М-21ОФ расположены на уровне донного среза сопел, что отрицательно сказывается на уменьшении его подъемной силы, приводит к разбросу аэробаллистических характеристик реактивного снаряда из-за воздействия струи реактивного двигателя, ухудшению точности и кучности при стрельбе залпом. При такой конструкции стабилизирующего устройства компенсировать уменьшение несущих свойств его лопастей возможно лишь за счет увеличения геометрических параметров, что приводит к росту сопротивления, потере дальности, увеличению нагрузок на лопасти.
Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией ракетной части реактивного снаряда является наличие в составе М-21ОФ корпуса с сопловым блоком, стабилизирующего устройства с раскрывающимися лопастями.
Для повышения несущих свойств стабилизирующих устройств, минимизации геометрических параметров раскрывающихся лопастей применяются конструкции, снабженные кольцевым стабилизатором.
В качестве прототипа принята ракетная часть ракеты по патенту РФ №2148778 кл. F42B 15/00, опубл. 10.05.2000 г. Ракетная часть содержит корпус с сопловым блоком, стабилизирующее устройство, включающее наружное кольцо с прорезями и раскрывающиеся лопасти.
Задачей данного технического решения являлось повышение устойчивости ракеты на дозвуковых скоростях полета за счет выбора формы раскрывающихся лопастей стабилизирующего устройства.
Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией ракетной части со стабилизирующим устройством реактивного снаряда является наличие в прототипе корпуса ракетной части с сопловым блоком, стабилизирующего устройства, включающего наружное кольцо с прорезями и раскрывающиеся лопасти.
В отличие от прототипа в предлагаемой ракетной части со стабилизирующим устройством реактивного снаряда корпус ракетной части перед стабилизирующим устройством выполнен с коническим кольцевым уступом с углом 10°…20° к его продольной оси, при этом больший диаметр корпуса расположен под наружным кольцом, а стабилизирующее устройство снабжено дополнительным внутренним кольцом, установленным на большем диаметре корпуса ракетной части и жестко соединенным посредством плоских продольных пилонов с наружным кольцом, наружное кольцо стабилизирующего устройства смещено относительно донного среза сопел блока и выступает за его пределы на 0,05…0,20 наружного своего диаметра, а лопасти в раскрытом положении удалены от задней кромки наружного кольца в сторону передней части корпуса ракетной части на 0,03…0,10 ширины данного кольца, в плоскости донного среза сопел блока закреплены фиксаторы в виде тонких планок в количестве, совпадающем с количеством раскрывающихся лопастей и входящие в соответствующие пазы каждой лопасти в закрытом их положении.
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, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является создание ракетной части со стабилизирующим устройством реактивного снаряда с повышенной боевой эффективностью и надежностью функционирования за счет уменьшения влияния реактивной струи на снижение подъемной силы раскрывающихся лопастей стабилизирующего устройства, обеспечения требуемых аэробаллистических характеристик при минимальных геометрических параметрах раскрывающихся лопастей, улучшить характеристики кучности реактивного снаряда за счет уменьшения разброса аэродинамических характеристик, обеспечить надежную фиксацию лопастей стабилизирующего устройства в закрытом положении при заряжании и разряжании, а также в различных условиях эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в ракетной части со стабилизирующим устройством реактивного снаряда, содержащей корпус с сопловым блоком, стабилизирующее устройство, включающее наружное кольцо с прорезями и раскрывающиеся лопасти, согласно изобретению корпус ракетной части перед стабилизирующим устройством выполнен с коническим кольцевым уступом с углом 10°…20° к его продольной оси, при этом больший диаметр корпуса расположен под наружным кольцом, а стабилизирующее устройство снабжено дополнительным внутренним кольцом, установленным на большем диаметре корпуса ракетной части и жестко соединенным посредством плоских продольных пилонов с наружным кольцом, наружное кольцо стабилизирующего устройства смещено относительно донного среза сопел блока и выступает за его пределы на 0,05…0,20 наружного своего диаметра, а лопасти в раскрытом положении удалены от задней кромки наружного кольца в сторону передней части корпуса ракетной части на 0,03…0,10 ширины данного кольца, в плоскости донного среза сопел блока закреплены фиксаторы в виде тонких планок в количестве, совпадающем с количеством раскрывающихся лопастей, и входящие в соответствующие пазы каждой лопасти в закрытом их положении.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами ракетной части и стабилизирующего устройства реактивного снаряда позволяют, в частности, за счет выполнения:
- корпуса ракетной части перед стабилизирующим устройством с коническим кольцевым уступом с углом 10°…20° к его продольной оси, у которого больший диаметр расположен под наружным кольцом - повысить подъемную силу стабилизирующего устройства за счет формирования требуемого характера обтекания задней части корпуса ракетной части. Увеличение угла конического уступа свыше 20° нецелесообразно, так как приводит к увеличению сопротивления ракетной части. Выполнение угла уступа менее 10° снижает подъемную силу стабилизирующего устройства;
- стабилизирующего устройства с дополнительным внутренним кольцом, установленным на большем диаметре корпуса ракетной части и жестко соединенным посредством плоских продольных пилонов с наружным кольцом - обеспечить равномерное устойчивое течение набегающего воздушного потока в кольцевом зазоре стабилизирующего устройства, уменьшить разброс аэробаллистических характеристик ракетной части и реактивного снаряда в целом, повысить технологичность конструкции;
- смещения наружного кольца стабилизирующего устройства относительно донного среза сопел блока и выступающим за его пределы на 0,05…0,20 наружного своего диаметра - повысить устойчивость ракетной части и реактивного снаряда за счет смещения координаты центра давления кольца, увеличить стабилизирующий момент относительно центра масс реактивного снаряда, обеспечить заданные аэробаллистические характеристики при меньших геометрических параметрах раскрывающихся лопастей стабилизирующего устройства, уменьшить сопротивление лопастей и увеличить дальность стрельбы. Смещение кольца на расстояние более 0,2 наружного диаметра приводит к уменьшению составляющей коэффициента подъемной силы стабилизирующего устройства, обусловленной кольцевым стабилизатором за счет уменьшения взаимной интерференции обоих колец. Выполнение указанного выше расстояния менее 0,05 наружного диаметра кольца приводит к снижению коэффициента подъемной силы лопастей за счет отрицательного влияния струй, истекающих из соплового блока, увеличению разброса аэробаллистических характеристик реактивного снаряда, ухудшению точности и кучности стрельбы;
- удаления лопастей в раскрытом положении от задней кромки наружного кольца в сторону передней части корпуса ракетной части на 0,03…0,10 ширины данного кольца - исключить отрицательное воздействие реактивной струи на уменьшение подъемной силы раскрывающихся лопастей стабилизирующего устройства, снизить разброс аэробаллистических характеристик реактивного снаряда и повысить тем самым точность и кучность стрельбы, повысить боевую эффективность. Увеличение расстояния от задней кромки наружного кольца до лопастей свыше 0,1 ширины наружного кольца приводит к уменьшению координаты центра давления лопастей, уменьшению момента стабилизирующего устройства относительно центра масс реактивного снаряда, ухудшению кучности стрельбы. Выполнение указанного расстояния менее 0,03 приводит к уменьшению подъемной силы раскрывающихся лопастей стабилизирующего устройства за счет воздействия реактивных струй соплового блока, ухудшению устойчивости снаряда и кучности стрельбы;
- крепления в плоскости донного среза сопел блока фиксаторов в виде тонких планок в количестве, совпадающем с количеством раскрывающихся лопастей и входящих в соответствующие пазы каждой лопасти в закрытом их положении - обеспечить фиксацию раскрывающихся лопастей стабилизатора в закрытом положении при заряжании и разряжании, а также в различных условиях эксплуатации, повысить надежность функционирования ракетной части и реактивного снаряда.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид ракетной части со стабилизирующим устройством и раскрытыми его лопастями, на фиг. 2 - с закрытыми лопастями.
1
1
Ракетная часть состоит из корпуса 1, соплового блока 2, стабилизирующего устройства 3, включающего наружное кольцо 4 с прорезями 5 и раскрывающиеся лопасти 6. Корпус 1 перед стабилизирующим устройством 3 выполнен с коническим кольцевым уступом 7, имеющим угол α=10°…20° к его продольной оси. Больший диаметр D корпуса расположен под наружным кольцом 4 с прорезями 5. Стабилизирующее устройство 3 снабжено дополнительным внутренним кольцом 8, установленным на большем диаметре D корпуса 1 ракетной части и жестко соединенным посредством плоских продольных пилонов 9 с наружным кольцом 4, имеющим прорези 5 для укладки раскрывающихся лопастей 6 при нахождении реактивного снаряда в транспортировочном положении.
1
2
2
2
Наружное кольцо 4 стабилизирующего устройства 3 смещено относительно донного среза сопел 10 блока 2 и выступает за его пределы на величину L=(0,05 …0,20) D, где D - наружный диаметр кольца 4. Лопасти 6 в раскрытом положении удалены от задней кромки наружного кольца 4 в сторону передней части корпуса 1 на расстояние L=(0,03…0,10) В, где В - ширина наружного кольца 4. В плоскости донного среза сопел 10 блока 2 закреплены фиксаторы 11 в виде тонких планок в количестве, совпадающем с количеством раскрывающихся лопастей 6, и входящие в соответствующие пазы 12 каждой лопасти 6 в закрытом их положении.
Применение фиксаторов 11 в виде тонких планок в количестве, совпадающем с количеством раскрывающихся лопастей 6, и входящих в соответствующие пазы 12 каждой лопасти, обеспечивает фиксацию раскрывающихся лопастей в закрытом положении при заряжании и разряжании, а также в различных условиях эксплуатации, повышает надежность функционирования ракетной части и реактивного снаряда.
Предлагаемая ракетная часть со стабилизирующим устройством работает следующим образом.
1
После запуска ракетной части корпус 1 с сопловым блоком 2 и стабилизирующим устройством 3, включающим наружное кольцо 4 с прорезями 5 и раскрывающиеся лопасти 6, за счет тяги реактивных струй, истекающих из сопел 10, начинает движение в трубчатой направляющей пусковой установки. Лопасти 6 стабилизирующего устройства 3 находятся в закрытом положении между наружным кольцом 4 и внутренним кольцом 8, установленным на большем диаметре D корпуса 1 ракетной части и жестко соединенным посредством плоских продольных пилонов 9 с наружным кольцом 4.
После выхода из направляющей пусковой установки реактивные струи воздействуют на фиксаторы 11, входящие в пазы 12 лопастей 6, освобождая их, и лопасти через прорези 5 наружного кольца 4 раскрываются в рабочее положение.
Реактивный снаряд начинает устойчивое движение по траектории. Наличие дополнительного внутреннего кольца 8, установленного на большем диаметре корпуса 1 ракетной части и жестко соединенного с наружным кольцом 4, обеспечивает равномерное устойчивое течение набегающего воздушного потока в кольцевом зазоре стабилизирующего устройства 3, уменьшается разброс аэробаллистических характеристик ракетной части и снаряда в целом.
1
2
При обтекании конического кольцевого уступа 7 с углом 10°…20° к продольной оси корпуса 1, у которого больший диаметр расположен под наружным кольцом 4, за счет формирования требуемого характера обтекания воздушного потока повышается подъемная сила стабилизирующего устройства 3. Благодаря смещению наружного кольца 4 относительно донного среза сопел 10 блока 2 и выступающим за его пределы на L=(0,05…0,20) D повышается устойчивость ракетной части и реактивного снаряда за счет смещения координаты центра давления наружного кольца 4, увеличивается стабилизирующий момент относительно центра масс-реактивного снаряда, обеспечиваются его аэробаллистические характеристики при меньших геометрических параметрах лопастей 6, уменьшается их сопротивление и увеличивается дальность стрельбы.
2
Удаление лопастей 6 в раскрытом их положении от задней кромки наружного кольца 4 в сторону передней части корпуса 1 ракетной части на расстояние L=(0,03…0,10) В исключает отрицательное воздействие на них реактивных струй сопел 10, увеличивается подъемная сила лопастей, снижается разброс аэробаллистических характеристик реактивного снаряда и повышается тем самым точность и кучность стрельбы, повышается боевая эффективность реактивного снаряда.
Кроме этого, улучшаются характеристики кучности снаряда с предлагаемой ракетной частью со стабилизирующим устройством за счет уменьшения разброса коэффициента сопротивления стабилизатора, улучшения аэробаллистических характеристик снаряда и обеспечения устойчивого полета, уменьшения поперечных аэродинамических сил и их асимметрии на лопастях стабилизирующего устройства с оптимальными геометрическими параметрами раскрывающихся лопастей.
Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями образцов реактивных снарядов с предлагаемой ракетной частью со стабилизирующим устройством, выполненной в соответствии с предлагаемым изобретением.