Результат интеллектуальной деятельности: Противоградовая ракета

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к противоградовым ракетам, используемым для активного воздействия на градовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков.

Известны различные конструкции противоградовых ракет, используемых для борьбы с такими стихийными явлениями, как град. К ним относятся противоградовые ракеты с реактивным (газодинамическим) стартом типа «Алазань-6» [1].

Недостатком известных противоградовых ракет является то, что при реактивном старте скорость выхода ракеты из канала направляющей не превышает 30 м/с, что приводит к тому, что, в результате воздействии на ракету поперечного приземного ветра, ее на конечном участке траектории полета относит в сторону на расстояние до 2-3 км, что приводит к снижению точности стрельбы, и, как следствие, к снижению эффективности противоградовой защиты.

Другим недостатком известных ракет является то, что из-за их конструктивных недостатков вокруг точки пуска ракет формируется не защищаемая «мертвая» зона радиусом 4 км, что снижает также эффективность применения ракет.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является противоградовая ракета «Ас», содержащая пластиковый корпус, внутри которого размещены маршевый двигатель с льдообразующим твердым топливом, сопловой блок со складывающимся в калибр оперением, к которому с помощью цангового замка прикреплен газогенератор, содержащий упирающуюся с торца в стопорную штангу пусковой трубы, центрирующую насадку, оснащенную газоотводящими каналами, для перетока газов из донного объема ракеты наружу из пусковой трубы, и воспламенитель с электрической проводкой для подключения к внешней управляющей цепи пуска ракеты [2]-ПРОТОТИП

Устройство усовершенствованной ракеты «Ас» представлено также в патенте РФ на изобретение № 2652595 [3].

В изделии «Ас» маршевый двигатель с льдообразующим твердым топливом обеспечивает реактивную тягу и засев облаков льдообразующими кристаллизующими частицами по траектории полета ракеты до точки самоликвидации.

Газогенератор предназначен для обеспечения повышенной скорости вылета ракеты из пусковой трубы с целью снижения влияния приземного ветра на точность полета.

Цанговый замок с усилием срыва в 25 кг служит для соединения газогенератора с корпусом ракеты. После старта ракеты корпус газогенератора остается в пусковой трубе, который затем удаляется.

Электрическая проводка служит для подачи электрического импульса на воспламенитель при запуске ракеты.

Ракета «Ас» отличается от своих аналогов высокими аэродинамическими качествами, малым весом и высокой эффективностью.

Однако опытно - промышленная эксплуатация ракеты выявила ряд серьезных его недостатков. Одним из таких недостатков является низкая надежность ракеты, обусловленная частыми разрушениями корпуса и перьев ракеты при сходе с пусковой трубы. Это обусловлено, прежде всего, тем, что между корпусом ракеты и внутренней поверхностью пусковой трубой образуется кольцевой асимметричный зазор, площадь верхней половины которой выше, чем нижней. Ракета как бы лежит свободно в пусковой трубе, контактируя с ней только нижней своей частью, а верхняя при этом остается свободной. Это приводит к тому, что под давлением газов формируется момент сил относительно точки соприкосновения корпуса ракеты с внутренней поверхностью пусковой трубы, приводящий к перекосу оси ракеты в канале пусковой трубы. Носовая часть ракеты при этом оказывается смещенной вниз, а хвостовая часть - вверх. Этому способствует и то, что значительная часть газов, истекая через верхнюю половину кольцевого ассиметричного зазора, также создает дополнительный момент сил относительно данной точки.

В этих условиях на ракету в канале пусковой трубы действует поперечная сила направленная сверху - вниз, которая прижимает ее к нижней внутренней части поверхности пусковой трубы. В результате при выходе ракеты из среза пусковой трубы, на стыке корпуса с обтекателем образуются обдиры, уменьшающие прочность конструкции.

Другой серьезный недостаток изделия заключается еще в том, что оперение, изготовленное из пластика, под действием высоких температур плавится и деформируется, меняя при этом свою форму. В результате ракета после выхода из пусковой трубы летит по спирали или зигзагообразно, нарушая регламент полета. Указанные недостатки снижают надежность и безопасность применения ракеты.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности и безопасности применения противоградовой ракеты.

Технический результат достигается тем, что в известной противоградовой ракете, содержащей пластиковый корпус, выполненный в форме усеченного конуса, который сопряжен большим основанием с головным обтекателем, а узким - с хвостовой частью ракеты, размещенный в корпусе маршевый двигатель с льдообразующим твердым топливом, на выходе которого размещен сопловой блок со складывающимся в калибр оперением, к которому с помощью цангового замка прикреплен газогенератор, содержащий, упирающуюся с торца в стопорную штангу пусковой трубы, центрирующую насадку, оснащенную газоотводящими каналами, для перетока газов из донного объема ракеты наружу из пусковой трубы, и воспламенитель с электрической проводкой для подключения к внешней управляющей цепи пуска ракеты, согласно изобретению корпус ракеты содержит на боковой поверхности продольно расположенные ребра жесткости, центрирующие ракету в канале пусковой трубы, при этом поперечный размер корпуса по контуру выступающих ребер жесткости, соответствует внутреннему диаметру пусковой трубы, с соответствующими размерными допусками.

Технический результат достигается тем, что ребра жесткости размещены на поверхности корпуса концентрично ее оси и на равных расстояниях друг от друга, при этом четыре из них размещены на поверхности корпуса по линии, совпадающей с линией расположения перьев оперения.

Технический результат достигается также и тем, что корпус и продольно расположенные ребра жесткости, выполнены из прочного влагостойкого и термостойкого композитного пластика.

Предложенное техническое решение позволяет повысить прочность корпуса, а также надежность противоградовой ракеты и безопасность его применения.

На чертежах схематично представлены:

фиг. 1 - общий вид ракеты;

фиг. 2 - ракета, размещенная в канале пусковой трубы (вид сбоку); фиг. 3 - ракета, размещенная в канале пусковой трубы (вид с торца).

Ракета, представленная на фиг. 1, 2, содержит корпус 1, выполненный в виде усеченного конуса, сопряженного большим своим основанием с головным обтекателем 2. Внутри корпуса 1 размещен маршевый двигатель с льдообразующим твердым топливом 3. В хвостовой части маршевого двигателя 3 под хвостовым обтекателем 4 размещен сопловой блок 5, со складывающимся в калибр оперением 6, шарнирно закрепленным в продольных пазах 7 хвостового обтекателя 4. Там же под хвостовым обтекателем 4 размещен механизм раскрытия стабилизаторов, состоящий из втулки и пружины сжатия (данный механизм не показан). К сопловому блоку 5 с помощью цангового замка 8 прикреплен газогенератор 9, который содержит в хвостовой части центрирующую насадку 10, оснащенную газоотводящими каналами 11.

Внутри корпуса 1 ракеты, на стыке соплового блока 5 и газогенератора 9, размещен воспламенитель, подключенный посредством электрической проводки 12 к внешней управляющей цепи пуска ракеты (воспламенитель и внешняя управляющая цепь пуска ракеты не показаны).

Центрирующая насадка 10 выполнена в виде заглушки, оснащенной с торца кольцевым выступом 13, фиксирующим ракету в канале пусковой трубы 14 при заряжании.

Для повышения прочности и надежности работы ракеты, корпус 1 содержит на боковой поверхности, по меньшей мере, четыре продольно расположенные ребра жесткости 15, центрирующие ракету в канале пусковой трубы 14. Поперечный размер корпуса 1 по контуру выступающих ребер жесткости 15, соответствует внутреннему диаметру пусковой трубы 14, с соответствующими размерными допусками.

Ребра жесткости 15 размещены на поверхности корпуса 1 концентрично ее оси и на равных расстояниях друг от друга, при этом четыре из них размещены на поверхности корпуса по линии, совпадающей с линией расположения перьев оперения 6.

Для повышения прочности конструкции, ребра жесткости 15 и корпус 1 выполнены в виде монолитной конструкции из прочного влагостойкого и термостойкого пластика.

При заряжании ракеты необходимо соблюдать следующие условия. Центрирующая насадка 10 должна передней своей частью плотно входит в пусковую трубу 14 и запирать ее, а торцевая ее часть должна при этом упираться в стопорную штангу 16, размещенную между двумя опорами 17 пусковой трубы 14. При установке ракеты в канал пусковой трубы 14 она должна быть размещена таким образом, чтобы газоотводящие каналы 11 центрирующей насадки 10 были расположены с двух сторон стопорной штанги 16, так, как показано на рисунке (фиг. 3, вид по «А»). В этом случае обеспечивается условие, когда газовая струя на выходе из газоотводящих каналов 11 не касается самой стопорной штанги 16, а обходит ее с двух сторон, что повышает КПД использования заряда газогенератора 9 при выстреле.

Ракета работает следующим образом.

При подаче электрического импульса на воспламенитель через электрическую проводку 12 срабатывает ракетный двигатель с топливным зарядом 3, от которого затем срабатывает газогенератор 9. При этом повышается давление газов в донной части ракеты, что приводит к разъединению цангового замка 8. После этого ракета начинает двигаться по каналу пусковой трубы 14, набирая скорость. При выходе ракеты из пусковой трубы 14 оперение 6 фиксируется в раскрытом положении. Одновременно, при разъединении цангового замка 8, газы, образующиеся в канале пусковой трубы 14 между двигателем 3 и газогенератором 9, начинают истекать через газоотводящие каналы 11 насадки 10 наружу. При движении ракеты в атмосфере с непрерывно работающим двигателем происходит генерация льдообразующих частиц, обеспечивающих засев облачной среды по траектории полета до точки ее самоликвидации. Таким образом, осуществляется активное воздействие на грозоградовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков.

Наличие продольно расположенных ребер жесткости на корпусе ракеты исключает все отмеченные выше его недостатки. Ракета в канале трубчатой направляющей движется строго вдоль продольной ее оси. При этом не происходит смещения оси ракеты от оси направляющей трубы, что повышает надежность и безопасность его применения, а также обеспечивает необходимую устойчивость и балансировку ракеты в полете.

ЛИТЕРАТУРА

1. Руководящий документ РД 52.37.710-2012. Порядок применения модернизированного противоградового комплекса «Алазань» для активных воздействий на метеорологические и другие геофизические процессы, Нальчик, 2012, с. 6-9.

2. Руководящий документ РД 52.37.821-2015. Порядок применения малогабаритного противоградового комплекса «Ас» для активных воздействий на метеорологические и другие геофизические процессы, Нальчик, 2015, с. 6-11 (прототип).

3. Патент РФ № 2652595. МПК F42B 12/46. Опубл. 27.04.2018. Бюл. №12.