Устройство для точной доставки полезного груза

Устройство для точной доставки полезного груза

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к военной технике, а именно к устройствам для точной доставки полезного груза в виде ракетных снарядов с отделяемыми головными частями, и может быть использовано для защиты военных и гражданских объектов от управляемого оружия противника путем постановки в воздухе и/или на водной поверхности ложных целей различного принципа действия.

Конструкции используемых в настоящее время устройств напрямую зависят от специфики использования доставляемого полезного груза, чаще это либо постановка облака пассивных помех, либо источника ИК-излучения в виде факела. В связи с появлением новых видов управляемого оружия насущной задачей является создание комплексных систем защиты объектов.

Известна конструкция ракеты «Honeydew» (см. журнал «Maritime Defence», October, 1978, фиг.4:2.4, прилагается). Она включает пусковую установку и собственно снаряд, состоящий из ракетного двигателя и отделяемой головной части с узлами отделения и торможения. Известная конструкция действует следующим образом. После отстрела из пусковой установки в заданном направлении запускается ракетный двигатель. На заданном участке траектории полета срабатывает узел отделения и двигатель отбрасывается. Затем срабатывает узел торможения и раскрывается купол парашюта, плавно опускающий головную часть на поверхность воды. Происходит отстрел крепящих элементов, вытяжка верхнего контейнера с полезным грузом и нижнего с надувным резиновым поплавком и противовесом. Вся конструкция занимает вертикальное положение, начинает действовать полезный груз в виде горящего факела (ИК-ложная цель).

Недостатками известной конструкции является то, что она предназначена только для доставки на водную поверхность полезного груза в виде баллона горючего и механизма его воспламенения после приводнения.

В качестве прототипа выбрана конструкция, описанная в патенте РФ 2231016 от 17.03.2003 г., кл. 7 F42B 15/36, F42B 10/56, публ. 20.06.2004 г. Она включает снаряд, содержащий ракетную и отделяемую головную части, а также узлы разделения и форсирования. Головная часть снабжена парашютным отсеком в виде кожуха с дном, полезным грузом и исполнительным устройством в виде механизма вскрытия, жестко закрепленного в дне отсека и выполненного в виде цилиндра с поршнем, снабженным зарядом вскрытия, и полым толкателем, скрепленным с кожухом отсека, в полости толкателя размещен заряд отделения, газодинамически связанный с полостью отделения, между доньями парашютного отсека и головной части выполнена полость, газодинамически связанная с зарядом вскрытия. Причем оба заряда газодинамически связаны с размещенным в поршне исполнительным механизмом.

Известная конструкция действует следующим образом.

После пуска снаряда в требуемый момент времени срабатывает исполнительный механизм, от его импульса воспламеняется заряд отделения, продукты его горения заполняют полость толкателя, затем полость отделения. Под действием давления газов на кожух парашютного отсека разрушаются осевые разрывные болты (узел форсирования), головная часть с парашютным отсеком разгоняется по направляющей трубе и отделяется от ракетной части. Через заданный промежуток времени срабатывает исполнительный механизм, воспламеняя заряд вскрытия, газы горения которого действуют через поршень и толкатель на стенки кожуха, разрушаются радиальные срезные винты (узел форсирования). Освобождается парашют, раскрывается его купол и осуществляется стабилизированный спуск головной части в район цели.

Недостатками известной конструкции является то, что она предназначена для точной доставки и попадания по цели отделяемых головных частей, то есть служит только уничтожению оружия противника. Также не предполагается постановка отделяемой головной части на водную поверхность.

Предлагаемая конструкция лишена этих недостатков, так как она более универсальна за счет использования сменных модульных элементов в ее отделяемой головной части и может быть применена как минимум в двух вариантах: а) без использования устройства обеспечения плавучести и б) с его использованием в зависимости от функции полезного груза.

Поставленная задача решается с использованием предлагаемой конструкции устройства для точной доставки полезного груза, включающего: а) корпус с размещенными в нем ракетной и отделяемой головной частями, соединенными посредством узла разделения и форсирования, причем головная часть снабжена полезным грузом, исполнительным устройством и парашютным отсеком в виде кожуха с дном и механизмом вскрытия парашюта, выполненным в виде цилиндра, скрепленного с кожухом отсека, полого толкателя с поршнем и зарядом вскрытия, размещенным в нем, причем ракетная часть снабжена узлом форсирования и блоком стабилизации с возможностью обеспечения осевого вращения в корпусе, узел разделения - зарядом вскрытия и пирогенератором, связанным газодинамически с ракетной частью и электрически с исполнительным устройством, парашютный отсек - механизмом вскрытия парашюта, жестко закрепленным в носовой части отсека, а на дне отсека закреплен вертлюг, и б) дополнительно снабженного устройством обеспечения плавучести, включающем газогенератор, надувную оболочку и механизм ее высвобождения в виде поршня, связанного с секторным кожухом, а само указанное устройство размещено между парашютным отсеком и полезным грузом.

Выполнение ракетной части с блоком стабилизации обеспечивает придание предлагаемой конструкции требуемой осевой скорости еще в корпусе, что в сочетании с другими элементами конструкции в конечном итоге приводит к предсказуемой доставке полезного груза в заданный район.

Использование заряда вскрытия и пирогенератора в узле разделения в сочетании со связью их с ракетной частью и исполнительным устройством обеспечивает надежное отделение головной части от ракетной и, следовательно, выполнение поставленной задачи.

Использование предлагаемой конструкции механизма вскрытия парашюта в сочетании с вертлюгом обеспечивает надежное торможение головной части в воздухе и точность доставки полезного груза.

Использование предлагаемой конструкции устройства обеспечения плавучести гарантирует выполнение функции полезного груза, находящегося на поверхности воды, что в конечном итоге обеспечивает выполнение поставленной задачи.

Все перечисленные отличительные признаки предлагаемой конструкции устройства для точной доставки полезного груза в сочетании с указанными в прототипе обеспечивают гарантированное срабатывание всех ее элементов для достижения поставленной цели.

Заявленная конструкция содержит принципиально новые отличительные признаки, не используемые в известных технических решениях для достижения аналогичной цели, считаем, что она соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

На чертеже представлены оба варианта исполнения предлагаемой конструкции.

Вариант а) предлагаемая конструкция включает корпус 6 с пусковым механизмом 1, ракетную часть 2 с блоком стабилизации 10 и отделяемую головную часть, узел разделения 12 и узел форсирования 7, полезный груз 5, исполнительное устройство 29, парашютный отсек 15 в виде кожуха 19 с дном 22 и механизмом вскрытия парашюта, жестко закрепленным в носовой части отсека и выполненным виде цилиндра, скрепленного с кожухом отсека 19, и полого толкателя 13 с поршнем 14 и зарядом вскрытия, размещенным в нем, на дне 22 отсека закреплен вертлюг 21. Узел разделения 12 снабжен зарядом вскрытия 11 и пирогенератором 4. Исполнительное устройство 29 электрически связано с узлом разделения 12, который в свою очередь газодинамически связан с ракетной частью 2 через отверстие А.

Вариант б) предлагаемая конструкция дополнительно включает устройство обеспечения плавучести 30, в котором размещены газогенератор 23, надувная оболочка 28 и механизм ее высвобождения в виде поршня 24, связанного с секторным кожухом 27. Указанное выше устройство размещено между парашютным отсеком и полезным грузом.

Предлагаемая конструкция действует следующим образом.

Вариант а). После закрепления устройства в пусковой установке в заданный момент времени поступает импульс на пусковой механизм 1, продукты сгорания которого поступают во внутреннюю полость ракетной части 2 и воспламеняют заряд 3, а через отверстие А инициируют пирогенератор 4, электрический импульс от него запускает исполнительное устройство 29.

При достижении заданного давления внутри корпуса 6 разрываются осевые винты (узел форсирования 7), указанный корпус 6 выполняет функцию пусковой трубы. Затем под действием пружин 8 и набегающего потока воздуха раскрывается хвостовое оперение блока стабилизации 10. Специальная форма хвостового оперения и истечение газов через дефлектор, расположенный в раструбе блока стабилизации 10, обеспечивают осевое вращение устройства для его устойчивого полета. В заданный момент времени исполнительное устройство 29 выдает электрический импульс на заряд разделения 11, под действием давления образовавшихся продуктов сгорания происходит разрыв осевой втулки узла разделения 12 и разделение ракетной и головной частей.

В результате этого головная часть совершает нестабилизированный полет и снижает скорость своего движения по траектории до требуемого значения, это приводит к расхождению с ракетной частью 2 и существенно снижает нагрузку на парашют 20 в момент его введения в действие. В заданный момент времени исполнительное устройство 29 выдает импульс на заряд вскрытия 14 парашютного отсека 15. Давление пороховых газов, образовавшихся при сгорании заряда вскрытия 14, действующее с одной стороны через поршень 16 и толкатель 13 и с другой стороны на обтекатель 17, разрывает осевую втулку 18. Продолжая воздействовать на поршень 14 и толкатель 13, давление газов разгоняет кожух парашютного отсека 19, вытягивая парашют 20 по мере натяжения его строп. Кожух парашютного отсека 19 за счет приобретенной кинетической энергии отбрасывается из зоны разворачивания парашюта 20; при этом поршень 14 и толкатель 13 задерживаются в кожухе. Таким образом, в зоне разворачивания парашюта не остается корпусных деталей, способных его повредить. Для исключения запутывания строп парашюта 20 использован вертлюг 21, закрепленный в дне 22 отсека. После ввода парашюта в набегающий поток воздуха происходит торможение и устойчивое снижение полезного груза в заданный район.

Вариант б). Для случая приводнения исполнительное устройство 29 подает импульс на работу газогенератора 23 устройства обеспечения плавучести 30, образующиеся газы давят на поршень, который удерживается от выдвижения под действием сжатой пружины 25. Как только давление достигает номинального значения, поршень 24 начинает смещаться и отодвигать за собой защелку 26, которая в свою очередь освобождает от крепления секторный кожух 27. Через образовавшийся в процессе выдвижения поршня 24 зазор газ начинает поступать в надувную оболочку 28, наполняя ее до определенного объема, и полезный груз 5 плавно приводняется.

Техническими преимуществами предлагаемой конструкции по сравнению с описанной в прототипе является: 1) универсальность в использовании полезного груза в зависимости от его назначения; 2) универсальность самой конструкции устройства в возможности его использования в точной доставке требуемого полезного груза в заданный район атмосферы и/или постановке на водную поверхность.

Для предлагаемой конструкции разработана конструкторская документация, проведены испытания опытного образца.

1. Устройство для доставки полезного груза, включающее корпус с размещенными в нем ракетной частью, соединенной с ней посредством узла разделения и форсирования отделяемой головной частью, снабженной полезным грузом, исполнительным устройством и парашютным отсеком в виде кожуха с дном и механизмом раскрытия парашюта, выполненным в виде цилиндра, скрепленного с кожухом парашютного отсека, и полого толкателя с поршнем и зарядом вскрытия, размещенным в нем, отличающееся тем, что ракетная часть снабжена блоком стабилизации для обеспечения осевого вращения устройства и содержащим хвостовое оперение, дефлектор, расположенный в раструбе, при этом узел разделения снабжен зарядом вскрытия и пирогенератором, газодинамически связанным с ракетной частью и электрически с исполнительным устройством, а парашютный отсек снабжен механизмом раскрытия парашюта, жестко закрепленным в носовой части парашютного отсека, на дне которого закреплен вертлюг.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено устройством обеспечения плавучести, выполненным в виде газогенератора, надувной оболочки и механизма ее высвобождения в виде поршня, связанного с секторным кожухом, причем указанное устройство размещено между парашютным отсеком и полезным грузом.