Результат интеллектуальной деятельности: РАКЕТА

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в двухступенчатых малогабаритных ракетах с отделяемым стартовым двигателем.

Известна двухступенчатая ракета с отделяемым стартовым двигателем (СД), см. патент РФ 2202761 от 20.04.2003, МПК 7 F 42 B 15/10, принятая нами за прототип.

Ракета содержит маршевую ступень (МС) и переходное устройство, объединяющее ее с СД. Кормовая часть маршевой ступени выполнена в виде двойного коаксиального корпуса, замкнутого с одной стороны, на внутреннем корпусе, со стороны донной части подвижно установлены направляющий патрубок и переходный шпангоут, поджатый к торцу внутреннего корпуса разрезной гайкой, а к торцу двигателя накидной гайкой. Направляющий патрубок и накидная гайка объединены П-образными зацепами и расперты распорной гайкой, а разрезная гайка установлена с охватом телескопического поршня и объединена с ним радиальной кольцевой шпонкой. Передняя крышка двигателя выполнена в виде стакана, полость которого сообщается с камерой сгорания (КС) СД отверстием. При этом привод механизма разделения ступеней ракеты выполнен в виде двойного телескопического поршня, заднее дно которого изолирует переднюю крышку СД, а переднее дно - полость внутреннего корпуса МС с пиросоставом. Оба дна поршня телескопически объединены внешними обечайками и центральным штуцером с образованием кольцевой камеры, соединенной с КС СД дроссельным отверстием, и зафиксированы от взаимного перемещения стопором. При этом центральный штуцер снабжен лучевым воспламенителем, изолированным от кольцевой камеры обтюратором с одной стороны и отрытым в форкамеру с пиросоставом с другой.

Основным недостатком приведенного устройства является невозможность применения его в составе ракет с блоками аппаратуры управления, размещенными в кормовом отсеке МС, то есть в составе управляемых ракет, у которых часть блоков бортовой аппаратуры управления (БАУ) обеспечивает связь (радио- или оптическую) с наземной аппаратурой управления (НАУ) и должна быть обращена в сторону НАУ.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение рассеивания ракет при расширении функциональных возможностей.

Для решения поставленной задачи в известной ракете, содержащей маршевую ступень, отделяемый стартовый двигатель, переходный шпангоут, разрезную гайку, газогенератор и пиросостав, на торце кормового отсека маршевой ступени с помощью зацепов закреплен насадок и зафиксирован от продольного перемещения упругой разрезной гайкой, в насадке с обтюрацией размещен газогенератор, изолированный от кормового отсека поршнем. При этом наружная часть насадка снабжена ступенчатой кольцевой канавкой, более глубокая часть которой заполнена кольцевыми секциями из материала, менее прочного чем материал насадка и переходного шпангоута. Причем внутренняя часть переходного шпангоута также снабжена кольцевой канавкой, глубина которой не меньше перепада ступени ступенчатой канавки, размещенной от ступенчатой канавки на расстоянии, не меньшем пути перемещения зацепов в переходном шпангоуте до их освобождения и не большем пути перемещения газогенератора в насадке после его освобождения разрезной гайкой. При этом переходный шпангоут снабжен коническим сбегом от внутренней поверхности к кольцевой канавке, а под каждой кольцевой секцией в насадке выполнены сквозные отверстия.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что в двухступенчатой ракете с отделяемым двигателем кормовой отсек маршевой ступени снабжен отделяемым насадком, в котором с обтюрацией размещен газогенератор с пиросоставом, изолированный от кормового отсека поршнем, при этом насадок снабжен кольцевыми секциями, под каждой из которых в нем выполнены сквозные отверстия, а переходный шпангоут снабжен кольцевой канавкой с коническим сбегом от нее до внутренней поверхности. По окончании работы двигателя, при исполнении команды разделения ступеней газогенератор, накачивая рабочее тело (газ) в запоршневую полость, сам перемещается до упора втулкой в двигатель. При этом разрезная гайка, западая в канавку втулки, освобождает насадок, который начнет перемещаться с МС, поршнем и зацепами от двигателя до тех пор, пока зацепы выйдут из переходного шпангоута и освободят МС. В это время кольцевые секции, проходя кольцевую канавку переходного шпангоута, перебрасываются в нее воздействием газа (газогенератора), поступающего через сквозные отверстия насадка, и останавливаются боковой стенкой этой канавки, а насадок, продолжая движение, воздействует на кольцевые секции боковой стенкой ступенчатой кольцевой канавки. Кольцевые секции, разрушаясь и деформируясь стенкой кольцевой канавки и коническим сбегом, тормозят насадок и останавливают его с поршнем в переходном шпангоуте, препятствуя также выпаданию газогенератора и фрагментов переходного отсека под действием остаточного давления в камере сгорания СД. В результате после разделения ступеней детали и сборки МР улавливаются и остаются в составе отделенного двигателя, который, снижаясь по баллистической траектории, освобождает линию визирования ракеты с наземной аппаратуры управления значительно быстрее потому, что двигатель с блоками МР тяжелее отдельных блоков.

Предложенная конструкция ракеты и особенности ее работы поясняются графическими материалами, где на фиг.1 изображена двухступенчатая ракета, содержащая маршевую ступень 1, отделяемый двигатель 2 переходный шпангоут 3 с баллистическим обтекателем,. На фиг.2 показан вид А, фиг.1, где подробно изображено переходное устройство в составе ракеты в исходном состоянии. На фиг.3 показан вид Б, фиг.2. На фиг.4, 5, 6 показано последовательно состояние устройства после исполнения команды на разделение ступеней.

Фиг.2 (вид А на фиг.1) и фиг.3 (вид Б на фиг.2) подробно раскрывают содержание предложенного устройства, в котором маршевая ступень 1 установлена в переходном шпангоуте 3, закрепленном на отделяемом двигателе 2. На торце кормового отсека КО маршевой ступени 1 с помощью зацепов 6 закреплен насадок 7 и зафиксирован от продольного перемещения упругой разрезной гайкой 8. В насадке 7 с обтюрацией размещен газогенератор 9 с пиросоставом 10, изолированный от кормового отсека поршнем 11, при этом наружная часть насадка снабжена ступенчатой кольцевой канавкой К, более глубокая часть которой заполнена кольцевыми секциями 12 из материала, менее прочного чем материал насадка и переходного шпангоута. Внутренняя часть переходного шпангоута снабжена кольцевой канавкой К1, отстоящей от ступенчатой канавки на расстоянии L, не меньшем пути S перемещения зацепов в переходном шпангоуте до их освобождения и не большем пути S1 перемещения газогенератора 9 в насадке 7 после его освобождения разрезной гайкой 8, и с глубиной j, не меньшей чем перепад j1 ступени ступенчатой канавки К, причем переходный шпангоут снабжен коническим сбегом СК от внутренней поверхности П к кольцевой канавке К1, а под каждой кольцевой секцией в насадке выполнены сквозные отверстия ОС.

Предложенное устройство работает следующим образом: по окончании работы двигателя командой на разделение ступеней производится задействование пиросостава 10, при сгорании которого образуется газ с избыточным давлением, выполняющим работу расширения в запоршневой полости ЗП, образованной газогенератором 9, насадком 7 и установленным с упором в него поршнем 11. В результате (см. фиг.4) газогенератор 9 перемещается до упора втулкой 13 в двигатель 2, при этом разрезная гайка 8 попадает в канавку втулки 13 и, сжимаясь (под действием сил упругой деформации), выходит из резьбового зацепления с насадком 7, который с МС начнет ускоренно перемещаться в переходном шпангоуте 3 до выхода зацепов 6 за его торец (см. фиг.5), освобождая МС 1 от насадка 7. В этот момент кольцевые секции 12 будут находиться в области кольцевой канавки К1 переходного шпангоута 3 и действием давления газа в запоршневой полости ЗП через сквозные отверстия ОС переместятся в нее, а насадок 7, продолжая движение, воздействует на кольцевые секции 12 боковой стенкой ступенчатой кольцевой канавки К и, деформируя, будет затягивать их в конический сбег СК переходного шпангоута 4. При этом газогенератор 9 выйдет из насадка 7, в результате откроется запоршневая полость ЗП и сбросится остаток рабочего газа в атмосферу.

Таким образом, предложенная конструкция двухступенчатой ракеты обеспечивает активное отделение отработанного СД с блоками переходного отсека, в результате чего обеспечивается энергичный увод фрагментов ракеты в составе отделенного СД с линии визирования маршевой ступени наземной аппаратурой управления.