Результат интеллектуальной деятельности: КОРПУС КАССЕТНОЙ БОЕВОЙ ЧАСТИ РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам с кассетной боевой частью.

Объект изобретения представляет собой корпус кассетной боевой части реактивного снаряда повышенной боевой эффективности и надежности функционирования.

Боевая эффективность реактивного снаряда с кассетной боевой частью (КБЧ) в немалой степени зависит от количества боевых элементов в корпусе боевой части, укладки и ориентации относительно друг друга и продольной оси корпуса, конструкции составных частей корпуса, обеспечивающих доставку боевых элементов к цели, надежность взведения взрывателя перед выбросом, надежный выброс с требуемыми характеристиками рассеивания в районе цели.

Кроме того, корпус КБЧ должен обеспечивать надежность и безопасность при транспортировке, длительном хранении в различных условиях.

Известен корпус КБЧ реактивного снаряда по патенту РФ №2156428 от 20.09.2000 г. Корпус содержит оболочку, контейнер в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, переднюю и заднюю крышки. Задняя крышка выполнена подвижной в осевом направлении с отверстиями, через которые проходят элементы фиксации контейнера в оболочке.

Данное техническое решение позволяет обеспечить жесткость и прочность корпуса, обеспечить радиальный разброс кассет с элементами, использовать его в крупногабаритных КБЧ.

Однако данное техническое решение не позволяет использовать его для доставки к цели боевых элементов, суббоеприпасов с газодинамическим взведением взрывателей в рабочее положение перед выбросом их из корпуса.

Таким образом, задачей известного технического решения являлось повышение прочности и жесткости конструкции, размещение суббоеприпасов различного назначения.

Общими признаками предлагаемой авторами конструкции корпуса КБЧ является наличие оболочки, контейнера (или другими словами рамы) в виде центральной штанги, переднего и заднего дисков.

Известен корпус кассетной боевой части вращающегося реактивного снаряда твердого топлива по патенту РФ №2328696 по кл. МПК F42B 12/58, опубл. 10.07.2008 г. Корпус содержит оболочку, контейнер (раму) в виде катушки, состоящей из центральной штанги, переднего и заднего дисков, между которыми на наружной поверхности центральной штанги закреплены продольные ребра, контактирующими своими наружными кромками с внутренней поверхностью оболочки.

В центральной зоне ребер и в местах их соединения со штангой выполнены перфорирующие окна, соединяющие внутренние радиальные полости между собой. В материалах аналога приведены соотношения между площадью окон и продольных ребер для распространения газа во всем внутреннем объеме корпуса.

Задачей известного технического решения являлась разработка конструкции корпуса КБЧ реактивного снаряда, обеспечивающего условия для газодинамического взведения взрывателей суббоеприпасов во всех внутренних полостях корпуса.

Наличие продольных ребер с окнами позволяет обеспечить повышение жесткости конструкции и решение поставленной задачи. Такое конструктивное решение применимо для корпусов крупногабаритных КБЧ большого калибра и удлинения.

Общими признаками предлагаемой авторами конструкции корпуса КБЧ является наличие оболочки, контейнера (или другими словами рамы) в виде центральной штанги, переднего и заднего дисков.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату является конструкция корпуса КБЧ реактивного снаряда с кассетной головной частью по патенту РФ №2435130 по кл. МПК F42B 12/58, опубл. 27.11.2011 г. Корпус головной части, принятый авторами за прототип, содержит оболочку, раму в виде центральной трубы, соединенной с передним диском и поршнем, контактирующим с внутренней поверхностью оболочки и соединенным посредством разрывных болтов с опорным диском, жестко скрепленным с оболочкой.

Указанная конструкция корпуса головной части позволяет обеспечить укладку большого количества боевых элементов, прочность и жесткость конструкции головной части.

Однако при длительном полете реактивного снаряда большой дальности с указанной конструкцией корпуса головной части внешние воздействия на ее оболочку (аэродинамический нагрев, вибрации от работы двигателя и других элементов конструкции и т.д.) в ряде случаев приводят к увеличению зазора между поршнем и внутренней поверхностью оболочки, возникновению вибраций и нежелательных изгибных напряжений в разрывных болтах, что снижает надежность функционирования головной части. Кроме того, особенность обтекания передней части рамы в виде диска набегающим воздушным потоком после вылета из оболочки приводит к задержке по времени выброса боевых элементов.

Общими признаками предлагаемой авторами конструкции корпуса кассетной боевой части реактивного снаряда являются наличие в прототипе оболочки, рамы в виде центральной трубы, соединенной с передним диском и поршнем, контактирующим с внутренней поверхностью оболочки и соединенным посредством разрывных болтов с опорным диском, жестко скрепленным с оболочкой.

В отличие от прототипа в предлагаемом корпусе кассетной боевой части реактивного снаряда в переднем диске равномерно на одинаковом расстоянии от центра выполнены сквозные наклонные газоводы под углом 25°…45° к продольной оси центральной трубы, центры входных отверстий которых расположены на окружности диаметром 0,4…0,7 внутреннего диаметра оболочки, а выходные отверстия газоводов размещены в промежутках между местами крепления боевых элементов, при этом на поршне, в периферийной его части смонтировано с возможностью взаимодействия с оболочкой герметизирующе-демпфирующее устройство, выполненное из эластичного материала.

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 корпуса для кассетной боевой части реактивного снаряда, обеспечивающего повышение надежности функционирования и боевой эффективности за счет значительного уменьшения воздействия на элементы конструкции аэродинамического нагрева, вибраций в процессе полета снаряда с увеличенной дальностью, обеспечение заданного равномерного рассеивания малогабаритных боевых элементов на местности за счет повышения надежности выброса их из рамы после вылета ее из оболочки.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе кассетной боевой части реактивного снаряда, содержащем оболочку, раму в виде центральной трубы, соединенной с передним диском и поршнем, контактирующим с внутренней поверхностью оболочки и соединенным посредством разрывных болтов с опорным диском, жестко скрепленным с оболочкой, согласно изобретению в переднем диске равномерно на одинаковом расстоянии от центра выполнены сквозные наклонные газоводы под углом 25°…45° к продольной оси центральной трубы, центры входных отверстий которых расположены на окружности диаметром 0,4…0,7 внутреннего диаметра оболочки, а выходные отверстия газоводов размещены в промежутках между местами крепления боевых элементов, при этом на поршне, в периферийной его части смонтировано с возможностью взаимодействия с оболочкой герметизирующе-демпфирующее устройство, выполненное из эластичного материала.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами заявляемого корпуса кассетной боевой части реактивного снаряда позволили, в частности, за счет выполнения:

- в переднем диске равномерно на одинаковом расстоянии от центра сквозных наклонных газоводов под углом 25°…45° к продольной оси центральной трубы, центры входных отверстий которых расположены на окружности диаметром 0,4…0,7 внутреннего диаметра оболочки - повысить надежность выброса боевых элементов из рамы после выхода ее из оболочки корпуса за счет использования скоростного напора набегающего воздушного потока, проходящего через газоводы, изменить структуру обтекания переднего диска и исключить прижатие боевых элементов к центральной трубе рамы. Выполнение диаметра окружности менее 0,4 внутреннего диаметра оболочки снижает эффективность воздействия воздушных струй, истекающих из выходных отверстий газоводов, на процесс выброса боевых элементов из корпуса. Увеличение диаметра окружности более 0,7 внутреннего диаметра оболочки приводит к снижению воздействия воздушных струй на процесс выбрасывания боевых элементов. Выполнение угла наклона газоводов в указанных пределах позволяет обеспечить равномерное и упорядоченное воздействие воздушного потока на выбрасывание боевых элементов из рамы после выхода ее из оболочки, снизить начальные возмущения на параметры динамики движения боевых элементов, обеспечить заданное равномерное рассеивание их на местности. Выполнение угла наклона газоводов менее 25° изменяет характер обтекания боевых элементов только в продольном направлении и не влияет на процесс их выбрасывания в радиальном направлении. Увеличение угла свыше 45° не влияет на процесс выбрасывания боевых элементов из рамы;

- выходных отверстий газоводов в промежутках между местами крепления боевых элементов - повысить надежность выброса боевых элементов в радиальном направлении от продольной оси центральной трубы за счет использования скоростного напора набегающего воздушного потока;

- в периферийной части поршня герметизирующе-демпфирующего устройства, смонтированного с возможностью взаимодействия с оболочкой и выполненного из эластичного материала - исключить перетекание горячего газа из полости между поршнем и опорным диском во внутренний объем оболочки в процессе выбрасывания рамы из оболочки и исключить воздействие его на боевые элементы, обеспечить требуемую продольную силу для надежного выбрасывания рамы, уменьшить воздействие на элементы конструкции корпуса (поршень, раму, разрывные болты и т.д.) аэродинамического нагрева оболочки, осуществить демпфирование возможных поперечных вибраций в процессе полета снаряда с увеличенной дальностью, повысить надежность функционирования кассетной головной части и боевых элементов, повысить их боевую эффективность.

Сущность изобретения поясняется чертежом фиг. 1, где представлен общий вид корпуса кассетной боевой части реактивного снаряда.

Корпус кассетной боевой части реактивного снаряда состоит из оболочки 1, рамы 2, состоящей из центральной трубы 3, соединенной с передним диском 4 и поршнем 5.

Поршень 5 соединен посредством разрывных болтов 6 с опорным диском 7, жестко скрепленным с оболочкой 1. На поршне 5, в периферийной его части смонтировано с возможностью взаимодействия с оболочкой 1 герметизирующе-демпфирующее устройство 8, выполненное из эластичного материала.

В переднем диске 4 равномерно на одинаковом расстоянии от центра выполнены сквозные наклонные газоводы 9 под углом α=25°…45° к продольной оси центральной трубы 3. Центры входных отверстий газоводов 9 расположены на окружности диаметром d=(0,4…0,7)D внутреннего диаметра оболочки 1, а выходные отверстия газоводов 9 размещены в промежутках между местами крепления боевых элементов.

Функционирование предлагаемого корпуса кассетной боевой части реактивного снаряда происходит следующим образом.

В заданной точке траектории полета реактивного снаряда подается сигнал на вышибной заряд, который создает давление в полости между поршнем 5 и опорным диском 7. После разрыва болтов 6 поршень 5 начинает перемещаться вдоль оболочки 1 и выталкивает из нее раму 2, состоящую из центральной трубы 3, переднего диска 4 и поршня 5.

Герметизирующе-демпфирующее устройство 8, выполненное из эластичного материала и смонтированное в периферийной части поршня 5, препятствует перетеканию горячего газа из полости между поршнем 5 и опорным диском 7 во внутренний объем оболочки 1 в процессе перемещения поршня 5, исключает воздействие его на боевые элементы. Отсутствие перетекания горячего газа позволяет обеспечить необходимую продольную силу для надежного выталкивания рамы с боевыми элементами из оболочки. Кроме этого уменьшается воздействие на элементы конструкции корпуса (поршень, раму, разрывные болты и т.д.) аэродинамического нагрева оболочки, происходит демпфирование возможных поперечных вибраций в процессе полета снаряда, что в совокупности повышает надежность функционирования кассетной головной части реактивного снаряда и ее боевую эффективность.

За счет предлагаемой конструкции корпуса боевой части обеспечивается направленный вылет рамы с боевыми элементами с нулевыми углами атаки, исключаются начальные возмущения, влияющие на динамику движения элементов. После вылета рамы 2 из оболочки 1 набегающий воздушный поток проходит через сквозные наклонные газоводы 9 переднего диска 4, изменяет характер обтекания диска, воздействует на боевые элементы за счет повышения давления внутри оболочки и способствует их разлету в радиальном направлении от продольной оси центральной трубы 3.

За счет выбора оптимальных геометрических параметров газоводов 9 повышается надежность выбрасывания боевых элементов из рамы 2, обеспечивается равномерное и упорядоченное воздействие набегающего воздушного потока на выбрасывание боевых элементов, что позволяет снизить начальные возмущения на боевые элементы, обеспечить заданное рассеивание их на местности.

Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями образцов корпуса кассетной боевой части реактивного снаряда, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением.