Авиационная торпеда

Авиационная торпеда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам бомбардировки надводных целей.

Известна авиационная бомба, содержащая систему управления по патенту РФ на изобретение №2232973.

Недостаток - низкая скорость полета на конечном участке траектории и недостаточная эффективность управления.

Известна управляемая авиационная бомба FX 1400, Германия, сайт Интернет http;//base13/glasnet.ru. Эта бомба содержит корпус, внутри которого установлено взрывное устройство, систему управления, стабилизаторы, привода стабилизаторов.

Известна торпеда авиационная из сайта Интрнет http://www.airwar.ru, которая содержит осесимметричный корпус, установленные внутри него взрывное устройство, винтовой гидравлический двигатель с приводом от воздушной турбины и баллон со сжатым воздухом, а также систему управления при помощи рулей. Система управления работает только под водой.

Известна авиационная торпеда, содержащая систему управления по патенту РФ на изобретение №2232973 - прототип, содержащая цилиндрический корпус, внутри которого установлено взрывное устройство и реактивный двигатель.

Недостатки такой торпеды: низкая скорость на последнем участке траектории и очень низкая точность попадания. Вероятность поражения линкора при бомбометании с высоты 7 км составляет 0,13, а при бомбометании с высоты 4-5 км примерно 0,2-0,3, что практически недопустимо из-за большой стоимости бомбы и невозможности бомбардировок с более низких и даже с указанных высот. При бомбардировке с высоты 20-30 км бомбардировщик остается практически неуязвимым, но вероятность попадания даже управляемой авиационной бомбы в круг диаметром 1 км равна практически нулю.

Задача создания изобретения - повышение скорости полета авиационной торпеды и точности попадания при ее сбрасывании на большом расстоянии от цели и с очень больших высот.

Решение указанных задач достигнуто в авиационной торпеде, содержащей корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, пневматическая турбина, и систему управления, отличающейся тем, что внутри корпуса установлен топливный бак, газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, топливный бак соединен с газотурбинным двигателем топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, к ротору газотурбинного двигателя подсоединена пневматическая турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического двигателя при движении торпеды под водой, на корпусе установлены с возможностью поворота четыре гидроаэродинамических руля, система управления содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером рулей. Контроллер рулей соединен с приводами рулей. Привод насоса соединен с контроллером двигателя. К бортовому компьютеру подключено приемно-передающее устройство с антенной. Система управления содержит приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру. Система управления содержит видеокамеру, подключенную к бортовому компьютеру.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

на фиг.1 приведена принципиальная схема простейшего варианта авиационной торпеды,

на фиг.2 приведен схема авиационной торпеды с автономным управлением,

на фиг.3 приведена радиоуправляемая авиационная торпеда,

на фиг.4 - приведена авиационная торпеда с управлением при помощи системы глобального позиционирования,

на фиг.5 приведена авиационная торпеда с видеокамерой,

на фиг.6 приведена схема управляемого (бесконтактного)подрыва взрывного устройства авиационной торпеды.

Авиационная торпеда (фиг.1) содержит осесимметричный корпус 1, содержащий цилиндрическую и коническую части. Внутри корпуса 1 установлены взрывное устройство 3 и топливный бак 4. Предпочтительно топливный бак 4 выполнить тороидальной формы.

Внутри корпуса 1 вдоль его оси в центральной части установлен газотурбинный двигатель 5, работающий на жидком топливе (возможно применение сверхзвукового газотурбинного двигателя).

Газотурбинный двигатель ГТД 5 состоит из воздухозаборника 6 с центральным обтекателем конической формы, компрессора 7, состоящего, в свою очередь, из статора компрессора 8 и ротора компрессора 9, камеры сгорания 10 с форсунками 11, к которым подключен топливопровод 12 с топливным насосом 13, имеющим привод насоса 14. За камерой сгорания 10 установлена турбина 15, содержащая сопловой аппарат 16 и рабочее колесо турбины 17. На выходе турбины 15 установлено реактивное сопло 18. На валу 19, установлены все узлы ротора, а именно ротор компрессора 9, рабочее колесо турбины 17 и главная пневматическая турбина 20. Все остальные узлы газотурбинного двигателя 4 образуют статор двигателя 21, в который входят сверхзвуковой воздухозаборник 6, статор компрессора 8, камера сгорания 10 и сверхзвуковое реактивное сопло 18. Авиационная бомба оборудована четырьмя рулями 22, установленными в нижней части с возможностью поворота и оборудованными приводами рулей 23, к которым подключен контроллер рулей 24, подключенный, в свою очередь, к бортовому компьютеру 28.

К воздушному баллону 4 подсоединен и главный воздуховод 25 с главным регулятором 26, другой конец главного воздуховода 25 подсоединен к главной пневматической турбине 20.

Система управления сверхточной авиационной торпеды содержит контроллер двигателя 27, подключенный к главному регулятору 26, и контроллер рулей 24, подключенный к приводам рулей 23. При этом контроллеры 24 и 27 подключены к бортовому компьютеру 28. Контроллер двигателя 27 также соединен с приводом насоса 14 (фиг.3).

Система управления сверхточной авиационной торпеды содержит акселерометр 29 и магнетометр 30 для измерения углов ориентации авиационной торпеды в полете и под водой, которые соединены с бортовым компьютером 28. К бортовому компьютеру 28 может быть подсоединено приемно-передающее устройство 31 (фиг.4), к которому подсоединена антенна 32. Антенна 32 имеет кольцевую форму, а участок корпуса 1 в районе расположения антенны 32 выполнен радиопрозрачным.

Внутри корпуса 1 (фиг.5) может быть установлено приемное устройство системы глобального позиционирования 33, которое также подключено к бортовому компьютеру 28 и к антенне 32. Все соединения выполнены проводными связями 34. В глобальную систему позиционирования (Глонас или GPS) входят спутники 35, связанные с антенной по радиоканалам 36.

Возможна установка во вращающейся части корпуса 1 видеокамеры 37, которая соединена с бортовым компьютером 28. (фиг.6).

Возможно применение схемы (фиг.1) подрыва с контроллером подрыва 38, подключенным к бортовому компьютеру 28 и к взрывному устройству 4.

1-й вариант управления (автономное наведение)

При применении торпеды авиационной в автономном режиме в оперативную память бортового компьютера 28 вводят исходные данные полета. Авиационная торпеда сбрасывается с борта самолета-торпедоносца, потом запускают газотурбинный двигатель 5, при этом бортовой компьютер 28 подает команду на контроллер двигателя 27, далее на привод насоса 14, и на топливный насос 13, и на главный регулятор 26. Топливо подается из топливного бака 4 в камеру сгорания 10 через форсунки 11, где воспламеняется при помощи электрозапальника (на фиг.1-6 не показан). Продукты сгорания приводят в действие рабочее колесо турбины 17, которое раскручивает через вал 19 ротор компрессора 9.

Применение жидкого топлива, а также кислорода атмосферного воздуха позволяет получить преимущество в дальности полета по сравнению с твердотопливными реактивными снарядами, т.к. теплотворная способность жидкого топлива больше, чем у твердого в 3-4 раза, а окислитель в форме кислорода воздуха берется из атмосферы. Контроль положения осуществляют акселерометр 29 и магнетометр 30. После подлета к цели на расстояние 300-500 м на торпеде авиационной бортовой компьютер 28 выключает газотурбинный двигатель 5. Потом сверхточная авиационная торпеда погружается под воду и включается главный регулятор 27, который подает сжатый воздух из баллона сжатого воздуха 4 в главную пневматическую турбину 20. Главная пневматическая турбина 20 раскручивает вал 19 газотурбинного двигателя 5, который переходит на подводный режим работы, т.е. в режим работы винтового гидравлического двигателя. Управление по курсу и дифференту в воздухе и под водой осуществляется за счет поворота гидроаэродинамических рулей 22 приводами рулей 23, на которые сигнал управления подается с бортового компьютера 28 через контроллер рулей 24.

2-й вариант управления (управление по радио)

Управляющий сигнал подается с компьютера самолета торпедоносца (на фиг.1-6 не показано) по радиоканалу 36 на антенну 32 и далее на приемно-передающее устройство 31 и на бортовой компьютер 28.

3-й вариант управления (управление с применением системы глобального позиционирования)

При полете приемник системы глобального позиционирования 33 (системы Глонас или GPS) принимает сигнал с трех спутников 35 системы по радиоканалам 36 и определяет собственные координаты. Используя заложенную программу, посредством воздействия бортового компьютера 28 на привод насоса 14 и далее на топливный насос 13 можно уменьшить или увеличить тягу газотурбинного двигателя 5 и тем самым изменить траекторию полета авиационной торпеды. При движении под водой бортовой компьютер 28 подает команду на главный регулятор 26 и сжатый воздух поступает на главную пневматическую турбину 20, которая раскручивается и приводит во вращение вал 19. Управление по углам движения под водой осуществляется гидроаэродинамическими рулями 22.

По команде с бортового компьютера 28, переданной на контроллер подрыва 38 (фиг.1), взрывное устройство 2 может быть взорвано, например, в полете или в воде до попадания в борт цели.

Исходные данные об угловой ориентации сверхточной авиационной торпеды постоянно контролируют акселерометр 29 и магнетометр 30. Магнетометр 30 определяет азимут движения авиационной торпеды, а акселерометр 29 - его отклонение от направления вектора тяжести.

Применение изобретения позволило:

- повысить скорость подлета авиационной торпеды к цели до сверхзвуковой, за счет применения газотурбинного двигателя,

- повысить скорость движения торпеды авиационной под водой за счет работы газотурбинного двигателя в режиме винтового гидравлического двигателя,

- повысить точность попадания до 0,1-0,5 м при сбрасывании торпеды на расстоянии до 100 км от цели и с высоты более 20 км,

- обеспечить хорошую стабилизацию снаряда в полете и под водой, уменьшить нагрузки на приборы и датчики системы управления торпеды за счет их рационального размещения в корпусе торпеды,

- стабилизировать положение снаряда в полете,

- улучшить и упростить управляемость торпедой в полете в атмосфере и в движении под водой за счет использования для этого гидроаэродинамических рулей и единой системы управления без ее переключения при входе торпеды под воду.

- обеспечит особенно эффективное управление торпедой под водой, особенно на заключительном этапе движения.

1. Авиационная торпеда, содержащая корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, винтовой гидравлический двигатель с пневматической турбиной, и систему управления, отличающаяся тем, что внутри корпуса установлена емкость с топливом, газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, топливный бак соединен с газотурбинным двигателем топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, к ротору газотурбинного двигателя подсоединена пневматическая турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического двигателя при движении торпеды под водой, на корпусе установлены с возможностью поворота четыре гидроаэродинамических руля, а система управления содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером рулей.

2. Авиационная торпеда по п.1, отличающаяся тем, что контроллер рулей соединен с приводами рулей.

3. Авиационная торпеда по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод насоса соединен с контроллером двигателя.

4. Авиационная торпеда по п.1 или 2, отличающаяся тем, что к бортовому компьютеру подключено приемно-передающее устройство с антенной.

5. Авиационная торпеда по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что система управления содержит приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру.

6. Авиационная торпеда по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что система управления содержит видеокамеру, подключенную к бортовому компьютеру.