Результат интеллектуальной деятельности: Радиоуправляемый снаряд

Предлагаемое изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в ракетной технике.

В управляемых снарядах широко применяются радиокомандные системы управления. В их состав входит располагаемая на борту снаряда приемопередающая радиоаппаратура с антенной системой. При полете на сверхвысоких скоростях в плотных слоях атмосферы на снаряд действуют высокие силовые нагрузки, а также интенсивно действует набегающий поток воздуха, нагревающий наружные элементы снаряда до высоких температур. Элементы антенной системы, располагаемые на наружной поверхности, - важное звено системы управления и требуют защиты от внешнего воздействия, при этом нежелательно наличие защитных элементов антенны, выступающих за калибр снаряда, так как они увеличивают лобовое сопротивление и ухудшают его баллистику.

Известен радиоуправляемый снаряд [Патент РФ на изобретение №2233421, МПК F42B 15/00, F41G 7/28 от 01.10.2002], выбранный в качестве прототипа настоящего предлагаемого изобретения, содержащий корпус с аэродинамическим стабилизатором, радиоаппаратуру, антенную систему. Антенная система выполнена в виде антенны с коническим диэлектрическим наконечником, размещенным за задним торцом корпуса, и наружной антенны, соединенной с торцевой антенной посредством расположенного на наружной поверхности кормовой части волновода с соединительным фланцем, установленным на диэлектрический наконечник. На кормовую часть корпуса установлен отделяемый поддон, предохраняющий полость корпуса и волновод от попадания пороховых газов при разгоне. Поддон снабжен полостью, в которой размещены диэлектрический наконечник и соединительный фланец, который механически связан с поддоном.

Это устройство позволяет во время кратковременного разгона снаряда использовать наружную антенну, а по окончании разгона ее отделяют вместе с поддоном и используют более защищенную от набегающего потока воздуха корпусом снаряда торцевую антенну.

Недостатки такого устройства заключаются в следующем:

- размещение волновода на наружной поверхности корпуса под поддоном может привести к его повреждению при деформациях корпуса и поддона от действия боковых перегрузок в процессе разгона, а даже небольшое изменение профиля сечения волновода может привести к нарушению структуры сигнала и нарушению работоспособности линии связи;

- размещение диэлектрического наконечника за торцом корпуса может привести к его повреждению при отделении поддона, а после отделения поддона на углах атаки на наконечник действует высокотемпературный поток воздуха, способный изменить его форму. Изменение формы наконечника изменяет диаграмму направленности антенны и ухудшает свойства линии связи.

Задачей данного предлагаемого изобретения является повышение надежности работы линии связи за счет исключения механических и высокотемпературных воздействий на антенную систему при разгоне снаряда, отделении поддона и в полете.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в радиоуправляемом снаряде, содержащем разгонный двигатель, отделяемый поддон, установленный на кормовую часть корпуса снаряда радиоаппаратуру с антенной системой, выполненной в виде антенны с коническим диэлектрическим наконечником, размещенным на заднем торце корпуса, и наружной антенны, размещенной за стабилизатором и выполненной в виде волновода с наконечником, соединенной с торцевой антенной посредством соединительного фланца, установленного на диэлектрический наконечник и механически связанного с поддоном, новым является то, что волновод и соединительный фланец размещены внутри корпуса вдоль его боковой поверхности, при этом волновод выведен из корпуса через отверстие, выполненное в его стенке перед поддоном, на заднем торце корпуса выполнена круговая проточка с обеспечением зазора между поверхностью диэлектрического наконечника и стенкой корпуса, причем вершина наконечника выполнена не выступающей за торец корпуса, а передний торец поддона снабжен юбкой, установленной в проточку.

Сущность данного предлагаемого изобретения заключается в том, что защита волновода, соединительного фланца и диэлектрического наконечника обеспечивается корпусом снаряда на всех этапах полета, что повышает надежность антенной системы. Юбка на поддоне, контактирующая с круговой проточкой корпуса, повышает жесткость стыка поддон-корпус и предохраняет наконечник при сборке.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен общий вид снаряда, на фиг. 2 - снаряд после разделения, на фиг. 3 - диаграмма направленности диэлектрической антенны.

Радиоуправляемый снаряд (фиг. 1) содержит разгонный двигатель 1, отделяемый поддон 2 с юбкой 3, корпус снаряда 4, радиоаппаратуру управления 5 с антенной системой, выполненной в виде антенны 6, диэлектрического наконечника 7, наружной антенны, выполненной в виде волновода 8 с наконечником 9 и соединительного фланца 10, механически связанного с поддоном винтом 11. В корпусе выполнено отверстие 12, через которое посредством высокочастотного разъема 13 наружная антенна связана с волноводом, на заднем торце корпуса выполнена круговая проточка 14 (фиг. 2) с образованием зазора 15 между корпусом и диэлектрическим наконечником.

Принцип работы радиоуправляемого снаряда заключается в следующем: при разгоне снаряда двигателем поддон удерживает снаряд на двигателе и предохраняет от действия боковых перегрузок и действия пороховых газов, юбка на поддоне, взаимодействуя с круговой проточкой на торце корпуса снаряда, повышает жесткость стыка поддон-снаряд и компенсирует ослабление прочности кормовой части корпуса от введения круговой проточки. Связь радиоаппаратуры снаряда с наземной аппаратурой управления ведут через наружную антенну, высокочастотный разъем по коаксиальному волноводу, соединительный фланец и торцевую антенну. Так как снаряд находится на относительно небольшом расстоянии от места пуска, то, несмотря на потери энергии в соединениях волноводов и наличия факела двигателя, мощности радиосигналов бортовой и наземной аппаратур вполне хватает для обеспечения управления на разгонном участке. Размещение волновода и соединительного фланца внутри корпуса снаряда повышает его защищенность от изгибных деформаций, возникающих в снаряде под действием команд управления, что позволяет выполнить волновод компактным и технологичным коаксиальным кабелем.

По окончании разгона поддон вместе с двигателем отделяют, связанный с поддоном соединительный фланец рвет коаксиальный волновод, наружная антенна полностью отключается и сбрасывается вместе с поддоном. При боковых возмущениях поддона торцевая антенна защищена от механических повреждений корпусом, который также обеспечивает защиту диэлектрического наконечника от высокотемпературного набегающего потока воздуха на углах атаки. Наличие увеличивающегося зазора между корпусом снаряда и коническим наконечником обеспечивает незначительное влияние на диаграмму направленности антенны, так как угол излучения между осью наконечника и направлением излучения зависит от отношения диаметра наконечника (d) и длины волны (λ), с уменьшением этого отношения увеличивается количество энергии, переносимой вне стержня, - на выходе из волновода отношение максимальное и излучение минимальное, на конце диэлектрического наконечника - соотношение минимальное, а излучение максимальное (Г.Б. Белоцерковский. «Основы радиотехники и антенны», часть II, «Антенны», М., «Советское радио», 1969, с.185-188).

Таким образом, повышается защищенность антенной системы снаряда от механических повреждений и действия потока высокотемпературных газов при эксплуатации.