Результат интеллектуальной деятельности: РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД

Предлагаемое изобретение относится к реактивным снарядам, снабженным преимущественно кассетными боевыми частями.

Объект изобретения представляет собой реактивный снаряд системы залпового огня с повышенной кучностью стрельбы, предназначенный для вооружения ракетно-артиллерийских частей сухопутных войск, и может найти широкое применение в области ракетной техники.

Известны ракетные снаряды М8 и М13, обеспечивающие поражение площадных целей (см. , например, В.Д.Куров, Ю.М.Должанский. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов. - М.: ОБОРОНГИЗ, 1961, с.11, фиг.1, 7), принятые авторами за аналоги. Они содержат реактивный двигатель на баллиститном твердом ракетном топливе, аэродинамический стабилизатор и моноблочную головную часть. Достоинством этих снарядов является возможность нанесения внезапного массированного удара по групповым площадным целям при простоте конструкции, обслуживания и боевого применения.

В то же время достигнутые для этих снарядов характеристики кучности стрельбы (величина отклонения точек падения снарядов залпа от центра их группирования) не обеспечивают достаточно эффективного поражения целей.

Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка реактивных снарядов, обеспечивающих поражение площадных целей.

Общими признаками с предлагаемым авторами реактивным снарядом является наличие в составе реактивных снарядов - аналогов аэродинамического стабилизатора ракетного двигателя на твердом топливе и боевой части.

В настоящее время для повышения эффективности стрельбы широкое применение нашли различные разделяющиеся (кассетные) боевые части, обеспечивающие процесс формирования боевых порядков поражающих элементов начиная от момента отхода маршевого двигателя и кончая отделением последнего боевого элемента.

Поэтому наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является ракета по патенту РФ 2125704 (опубл. 27.01.99), принятая авторами за прототип. Она содержит блок системы управления с датчиком ускорений и отрывным разъемом, кассетную боевую часть с механизмом ее вскрытия и ракетную часть с ведущим штифтом.

Ракета, принятая за прототип, функционирует следующим образом.

Перед стартом ракеты через отрывной разъем, связывающий до старта блок системы управления ракеты и наземную аппаратуру, электрическими сигналами устанавливают время вскрытия боевой части. По факту начала движения ракеты начинается отсчет времени вскрытия боевой части и измерение датчиком ускорений проекции линейного ускорения центра масс ракеты на ее продольную ось. Измеренная датчиком ускорений величина продольного ускорения интегрируется и полученная величина скорости сравнивается с рассчитанной для конкретных условий стрельбы перед стартом. По полученной разности заданной и фактической скоростей в момент окончания работы двигателя вычисляется поправка времени вскрытия боевой части, суммирующаяся с временем вскрытия боевой части, введенным перед стартом. По истечении суммарного времени блок системы управления формирует команду в механизм вскрытия боевой части, который через исполнительный орган запускает процесс формирования боевых порядков боевых элементов, обеспечивающий их рациональное распределение на местности, тем самым повышая характеристики эффективности стрельбы.

Однако в силу случайного распределения положений измерительных осей датчиков ускорений ракет, расположенных в соседних направляющих, величины измеряемых ими проекций ускорения силы тяжести будут также иметь случайный характер, приводящий к невозможности дальнейшего уменьшения ошибки вычисления поправки времени вскрытия боевой части и улучшения характеристик кучности стрельбы.

Таким образом, задачей технического решения - прототипа являлась разработка реактивного снаряда с характеристиками кучности стрельбы, обеспечивающими удовлетворительные характеристики эффективности стрельбы систем залпового огня.

Общими признаками с предлагаемым авторами реактивным снарядом являются наличие в ракете-прототипе блока системы управления с датчиком ускорений и отрывным разъемом, боевой части с механизмом ее вскрытия и ракетной части с ведущим штифтом.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами реактивном снаряде датчик ускорений жестко связан с блоком системы управления, смонтированным по посадке с зазором и зафиксированным на силовом шпангоуте, неподвижно скрепленном с боевой частью, которая жестко связана с ракетной частью, а отклонение угла разворота плоскости, проходящей через ось отрывного разъема и продольную ось снаряда, относительно плоскости, проходящей через ось ведущего штифта и продольную ось снаряда, не превышает 0,035 радиана.

Именно 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 реактивного снаряда, обеспечивающего за счет обеспечения единства и достоверности измерений датчиков ускорений всех реактивных снарядов, назначенных к залпу, улучшить (по сравнению с прототипом) характеристики кучности стрельбы и, следовательно, эффективность поражения целей.

Новая совокупность конструктивных элементов, выражающаяся в наличии узлов, новых в сравнении с прототипом, взаимное расположение узлов, наличие и тип связей между узлами, а также соотношения размеров, в частности, за счет:
- жесткой связи датчика ускорений с блоком системы управления - зафиксировать в определенном положении измерительные оси датчика ускорений относительно базовых элементов блока системы управления, в том числе относительно отрывного разъема;
- монтажа блока системы управления по посадке с зазором и фиксации его на силовом шпангоуте, неподвижно скрепленном с боевой частью, которая жестко связана с ракетной частью - обеспечить возможность регулировки (настройки) угла разворота плоскости, проходящей через ось отрывного разъема и продольную ось снаряда, относительно плоскости, проходящей через ось ведущего штифта и продольную ось снаряда, с отклонением, не превышающим 0,035 радиана;
- выполнения угла разворота плоскости, проходящей через ось отрывного разъема и продольную ось снаряда, относительно плоскости, проходящей через ось ведущего штифта и продольную ось снаряда, с отклонением, не превышающим 0,035 радиана - зафиксировать в определенном положении измерительные оси всех реактивных снарядов, назначенных к залпу, обеспечив тем самым единство и достоверность измерений проекций ускорения силы тяжести на измерительные оси датчиков ускорений снарядов, расположенных в соседних направляющих, и, следовательно, обеспечить характеристики кучности стрельбы, обеспечивающие требуемые характеристики эффективности. В случае превышения отклонения угла разворота плоскости, проходящей через ось отрывного разъема и продольную ось снаряда, относительно плоскости, проходящей через ось ведущего штифта и продольную ось снаряда, величины 0,035 радиана, проекции ускорения силы тяжести на измерительные оси датчиков ускорений снарядов, расположенных в соседних направляющих, будут иметь величины, приводящие к резкому росту их разности. В свою очередь, указанный рост увеличивает разность измеренных датчиками ускорений величин продольного ускорения соседних снарядов и полученных интегрированием величин скоростей. При этом резко увеличивается ошибка вычисления поправки времени вскрытия боевой части, приводящая к ухудшению характеристик кучности и соответственно эффективности стрельбы.

Сущность изобретения заключается в том, что в реактивном снаряде системы залпового огня, содержащем блок системы управления с датчиком ускорений и отрывным разъемом, боевую часть с механизмом ее вскрытия и ракетную часть с ведущим штифтом в отличие от прототипа согласно изобретению, датчик ускорений жестко связан с блоком системы управления, смонтированным по посадке с зазором и зафиксированным на силовом шпангоуте, неподвижно скрепленным с боевой частью, которая жестко связана с ракетной частью, а отклонение угла разворота плоскости, проходящей через ось отрывного разъема и продольную ось снаряда, относительно плоскости, проходящей через ось ведущего штифта и продольную ось снаряда, не превышает 0,035 радиана.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид реактивного снаряда; на фиг.2 - выносной элемент А; на фиг.3 - вид Б; на фиг. 4 - приведена зависимость характеристик кучности стрельбы от величины отклонения угла α разворота плоскости, проходящей через ось отрывного разъема и продольную ось снаряда, относительно плоскости, проходящей через ось ведущего штифта и продольную ось снаряда.

Реактивный снаряд состоит из блока системы управления 1 с датчиком ускорений 2 и отрывным разъемом 3, боевой части 4 с исполнительным органом 5 механизма вскрытия 6 и ракетной части 7 с ведущим штифтом 8. В блоке системы управления 1 расположены счетный механизм 9 времени вскрытия боевой части 4, сумматор 10, блок 11 вычисления поправки времени вскрытия боевой части 4.

Датчик ускорений 2 жестко связан с блоком системы управления 1, смонтированным по посадке с зазором 12, например скользящей, и зафиксированным, например, стопорным винтом 13 на силовом шпангоуте 14, через боевую часть 4 неподвижно скрепленным с ракетной частью 7, а отклонение угла α разворота плоскости 15, проходящей через ось отрывного разъема 3 и продольную ось снаряда, относительно плоскости 16, проходящей через ось ведущего штифта 8 и продольную ось снаряда, не превышает 0,035 радиана.

Датчик ускорений 2, блок 11 вычисления поправки времени вскрытия боевой части 4, сумматор 10, счетный механизм 9 времени вскрытия боевой части 4 и механизм вскрытия 6 боевой части 4 связаны между собой электрическими связями 17.

Описанный реактивный снаряд работает следующим образом.

Перед стартом в счетный механизм 9 через отрывной разъем 3 устанавливают время вскрытия боевой части 4, определенное для траектории полета на заданную дальность с учетом реальных условий стрельбы. При старте ракеты задействуются счетный механизм 9, который начинает отсчет времени вскрытия боевой части 4, и датчик ускорений 2, измеряющий проекцию линейного ускорения центра масс ракеты на ее продольную ось. Поскольку угол α разворота плоскости 15, проходящей через ось отрывного разъема 3 и продольную ось снаряда, относительно плоскости 16, проходящей через ось ведущего штифта 8 и продольную ось снаряда, при сборке снаряда выставлен с отклонением, не превышающим 0,035 радиана, за счет его регулировки путем проворота вокруг продольной оси (и последующей фиксации стопорным винтом 13) блока системы управления 1, смонтированного по посадке с зазором 12 на силовом шпангоуте 14, неподвижно скрепленным через боевую часть 4 с ракетной частью 7 и ведущим штифтом 8, отклонение измерительных осей датчика ускорений 2, жестко связанного с блоком системы управления 1, также не превышает указанной величины.

При отклонении угла α разворота плоскости 15, проходящей через ось отрывного разъема 3 и продольную ось снаряда, относительно плоскости 16, проходящей через ось ведущего штифта 8 и продольную ось снаряда, не превышаем 0,035 радиана, максимальная величина составляющей от ускорения силы тяжести в измеряемой датчиком ускорений 2 величине не превышает уровня инструментальной ошибки средств измерений и не влияет на точность измерения суммарной проекции ускорений на продольную ось снаряда.

Измеренная датчиком ускорений 2 величина продольного ускорения в виде электрического сигнала по связи 17 поступает в блок 11, где интегрируется, и полученная величина скорости сравнивается с рассчитанной для конкретных условий стрельбы перед стартом. По полученной разности заданной и фактической скоростей в блоке 11 вычисляется поправка времени вскрытия боевой части 4 и по связям 17 поступает в сумматор 10, в котором алгебраически суммируется с временем, введенным в счетный механизм 9 перед стартом ракеты. По достижении суммарного времени счетный механизм 9 выдает электрическую команду в механизм вскрытия 6 боевой части 4.

Как показали многочисленные экспериментально-теоретические исследования, в случае отклонения угла α разворота плоскости 15, проходящей через ось отрывного разъема 3 и продольную ось снаряда, относительно плоскости 16, проходящей через ось ведущего штифта 8 и продольную ось снаряда, на величину, превышающую 0,035 радиана, проекции ускорения силы тяжести на измерительные оси датчиков ускорений 2 снарядов, расположенных в соседних направляющих, будут иметь величины, приводящие к резкому росту их разности. В свою очередь, указанный рост увеличивает разность измеренных датчиками ускорений 2 величин продольного ускорения соседних снарядов и полученных интегрированием величин скоростей. При этом резко увеличивается ошибка вычисления поправки времени вскрытия боевой части 4, приводящая к ухудшению характеристик кучности, и соответственно эффективности стрельбы.

Выполнение реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволило за счет обеспечения единства и достоверности измерений датчиков ускорений всех реактивных снарядов, назначенных к залпу, улучшить на ~10-15% (по сравнению с прототипом) характеристики кучности стрельбы и, следовательно, эффективность поражения целей.

Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями опытных образцов реактивного снаряда, выполненного в соответствии с изобретением.