Аэродинамический стабилизатор реактивного снаряда

Аэродинамический стабилизатор реактивного снаряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к аэродинамическим стабилизаторам реактивных снарядов систем залпового огня.

Объект изобретения представляет собой аэродинамический стабилизатор для реактивных снарядов, запускаемых из трубчатых направляющих, и может найти широкое применение в области ракетной техники.

Для борьбы со многими наземными целями в настоящее время широко применяются реактивные снаряды, запускаемые из трубчатых направляющих, в состав которых входят аэродинамические стабилизаторы.

Так, известна конструкция реактивных снарядов С8 и С13, обеспечивающая поражения площадных целей (см., например, Зуенко Ю.А., Коростелев С.Е., Боевые самолеты России. Справочник. - М.: ЭЛАКОС, 1994, с.162-164.). Данная конструкция представляет собой реактивный снаряд, в состав которого входит аэродинамический стабилизатор.

Задачей данного технического решения являлось обеспечение устойчивости полета снаряда до цели при простоте его конструкции, обслуживания и боевого применения.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией аэродинамического стабилизатора является наличие в составе аналогов размещенного на осях подпружиненного складывающегося оперения.

Существенным недостатком данной конструкции является то, что достигнутые для этих снарядов характеристики устойчивости полета и кучности стрельбы (величина отклонения точек падения снарядов в залпе от центра группирования) не обеспечивают достаточно эффективного поражения целей.

Этот недостаток обусловлен большим разбросом конструктивных параметров аэродинамического стабилизатора, отрицательно влияющим на устойчивость полета и кучность стрельбы.

Как показал опыт развития ракетной техники, наиболее эффективными для снарядов, запускаемых из трубчатых направляющих и работающих в диапазоне скоростей полета до 4М (М - число Маха), являются стабилизаторы с лопастным оперением, складывающимся вокруг корпуса ракетной части снаряда, в которых используются обтекатели с элементами фиксации в них лопастей.

Поэтому наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к изобретению является аэродинамический стабилизатор реактивного снаряда, известный из RU 2166178, принятый авторами за прототип.

Данный аэродинамический стабилизатор содержит раскрывающиеся дугообразные лопасти, установленные выпуклыми поверхностями в направлении вращения снаряда.

Однако надежность работы данной конструкции в условиях действия на нее значительных аэродинамических нагрузок существенно зависит от выбора величин конструктивных параметров лопастей и стабилизатора в целом. Несоответствие параметров стабилизатора и их соотношений рациональным, как показывает опыт проектирования, ведет к потере устойчивости снаряда в полете, его раскачке на траектории, увеличению рассеивания и снижению дальности стрельбы.

Задачей данного технического решения являлось создание аэродинамического стабилизатора реактивного снаряда, обеспечивающего повышенную устойчивость полета и кучность стрельбы.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией аэродинамического стабилизатора является наличие в составе прототипа обтекателя с пазами и размещенных в нем складывающихся изогнутых лопастей, выполненных в виде пластин с поперечным сечением трапецеидальной формы, с упорными поверхностями и взаимодействующими с ними пружинами.

В отличие от прототипа, в предлагаемом аэродинамическом стабилизаторе лопасть выполнена изогнутой по радиусу, составляющему 0.4...0.5 калибра снаряда, на участке, равном 0.6...0.8 высоты лопасти, при этом толщина основания лопасти к толщине ее конца составляет 1.8...2.0, а число упорных поверхностей и пружин составляет не менее двух на каждую лопасть.

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 предполагаемого изобретения является создание аэродинамического стабилизатора реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей, обеспечивающего увеличение устойчивости полета, дальности и кучности стрельбы путем оптимизации конструктивных параметров стабилизатора.

Указанный технический результат достигается тем, что в аэродинамическом стабилизаторе, содержащем обтекатель с пазами и размещенные в нем складывающиеся изогнутые лопасти, выполненные в виде пластин с поперечным сечением трапецеидальной формы, с упорными поверхностями и взаимодействующими с ними пружинами, лопасть выполнена изогнутой по радиусу, составляющему 0.4...0.5 калибра снаряда, на участке, равном 0.6...0.8 высоты лопасти, при этом толщина основания лопасти к толщине ее конца составляет 1.8...2.0, а число упорных поверхностей и пружин составляет не менее двух на каждую лопасть.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами аэродинамического стабилизатора позволяют, в частности, за счет выполнения:

- лопастей в виде пластин с поперечным сечением трапецеидальной формы повысить устойчивость лопасти к изгибающим силам и моментам, действующим на нее в полете, при одновременном сохранении минимального лобового сопротивления стабилизатора. При отношении толщины основания лопасти к толщине ее конца менее 1.8 падает изгибная жесткость лопасти, что приводит к ее случайным деформациям под действием аэродинамических нагрузок, вызывая потерю устойчивости полета, дальности и снижение кучности стрельбы. При увеличении соотношения указанных толщин сверх 2.0 наблюдается рост лобового сопротивления стабилизатора и падение дальности стрельбы;

- лопасти, изогнутой по радиусу, составляющему 0,4...0,5 калибра снаряда, на участке, равном 0,6...0,8 высоты лопасти, повысить изгибную жесткость лопасти в условиях действия пиковых аэродинамических нагрузок. Указанное профилирование лопасти на участке, меньшем 0,6 высоты лопасти, не решает задачи достаточного повышения изгибной жесткости, а профилирование лопасти на участке, большем 0,8 высоты лопасти, ведет к недопустимому снижению размаха лопастей стабилизатора в раскрытом состоянии, что вызывает потерю устойчивости и дальности полета снаряда. Уменьшение радиуса изгиба ниже 0,4 калибра снаряда ведет к недопустимому снижению размаха лопастей стабилизатора в раскрытом состоянии, потере устойчивости и дальности полета снаряда. Увеличение радиуса изгиба лопасти сверх 0.5 калибра снаряда приводит к падению ее изгибной жесткости и потере устойчивости полета снаряда при пиковых аэродинамических нагрузках;

- числа упорных поверхностей и взаимодействующих с ними пружин не менее двух на каждую лопасть позволит повысить надежность фиксации лопастей в пазах обтекателя и тем самым исключить возможные люфты лопастей при пиковых аэродинамических нагрузках, отрицательно влияющие на устойчивость полета снаряда.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид аэродинамического стабилизатора.

На фиг.2 изображено сечение изогнутой лопасти, где R - радиус изгиба, d - калибр снаряда, h₂ - толщина основания лопасти, h₁ - толщина конца лопасти.

На фиг.3 изображен вид стабилизатора с носика снаряда с раскрытыми лопастями, обращенными выпуклыми поверхностями (Б) в направлении вращения (ω_х).

Предлагаемый аэродинамический стабилизатор состоит из обтекателя 1 с пазами 2, пружин 3, осей 4 и лопастей 5 с упорными поверхностями 6 (фиг.1).

Работа данной конструкции происходит следующим образом.

Перед пуском и в процессе движения снаряда по трубчатой направляющей лопасти 5 находятся в закрытом положении, пружины 3 сжаты. После выхода из направляющей под действием пружин 3 происходит раскрытие лопастей 5. Одновременно пружины 3 осуществляют перемещение лопастей 5 в осевом направлении до полного вхождения их в пазы обтекателя 1. Благодаря этому лопасти 5 фиксируются в раскрытом положении.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность функционирования стабилизатора и полностью устранить неустойчивость полета снарядов, обеспечивая повышение дальности и кучности стрельбы.

Изобретение может быть использовано при разработке дальнобойных реактивных снарядов залпового огня.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов реактивных снарядов, укомплектованных аэродинамическими стабилизаторами, выполненными в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены летные испытания, намечено серийное производство снарядов с предлагаемым аэродинамическим стабилизатором.

Аэродинамический стабилизатор реактивного снаряда, содержащий обтекатель с пазами и размещенные в нем складывающиеся изогнутые лопасти, выполненные в виде пластин с поперечным сечением трапецеидальной формы, с упорными поверхностями и взаимодействующими с ними пружинами, отличающийся тем, что лопасть выполнена изогнутой по радиусу, составляющему 0,4-0,5 калибра снаряда, на участке, равном 0,6-0,8 высоты лопасти, при этом толщина основания лопасти к толщине ее конца составляет 1,8-2,0, а число упорных поверхностей и пружин составляет не менее двух на каждую лопасть.