RU2231745C2 - Guided spin-stabilized projectile - Google Patents

Guided spin-stabilized projectile Download PDF

Info

Publication number
RU2231745C2
RU2231745C2 RU2002123937/02A RU2002123937A RU2231745C2 RU 2231745 C2 RU2231745 C2 RU 2231745C2 RU 2002123937/02 A RU2002123937/02 A RU 2002123937/02A RU 2002123937 A RU2002123937 A RU 2002123937A RU 2231745 C2 RU2231745 C2 RU 2231745C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
projectile
raster
transparent
axis
gyroscope
Prior art date
Application number
RU2002123937/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002123937A (en
Inventor
Л.Г. Захаров (RU)
Л.Г. Захаров
Ю.Д. Копылов (RU)
Ю.Д. Копылов
А.Н. Пауков (RU)
А.Н. Пауков
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority to RU2002123937/02A priority Critical patent/RU2231745C2/en
Publication of RU2002123937A publication Critical patent/RU2002123937A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231745C2 publication Critical patent/RU2231745C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

FIELD: defense equipment, in particular, guided projectiles and rockets spin-stabilized flight.
SUBSTANCE: the projectile has a body and a control section with a control actuator positioned in it, warhead, tail section with aerodynamic stabilizers and a gyroscope with a contactless transmitter in the form of a photon-coupled pair with radiators and photodiodes secured in it in pairs, and a raster installed in the slot between them, fastened on the axle of the outer frame of the gyroscope. The prelaunch angular position of the photon-coupled pair of the transmitter is shifted relative to the plane passing through the axis of the control surfaces if the control actuator and the projectile longitudinal axis towards the direction of projectile spinning by an angle equal to the angle of its turn in flight during the time of delayed execution of control commands by the control actuator. The working section of the raster is divided into four sectors, one of which is transparent, the second one opposite to it is non-transparent, an the two others are positioned symmetrically between the first and second ones, and made in the form of alternating transparent and non-transparent sections positioned concentrically to the raster axis and radially to it. The surface of the working section of the raster and the slot of the photon-coupled pair of the transmitter, between the elements of the opton-coupled pairs, have a low reflectivity, and the dimensions of the transparent and non-transparent sections of the raster exceed the dimensions of the sensitive surface of the photodiodes of the opton-coupled pairs.
EFFECT: enhanced accuracy of projectile hitting of the target by reducing its vibration relative to the sight line during flight in the trajectory.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к оборонной технике, а более конкретно к управляемым снарядам и ракетам, вращающимся в полете. The invention relates to defense technology, and more particularly to guided missiles and missiles rotating in flight.

Известно, что точность стрельбы является одним из самых важных свойств стрелково-пушечного вооружения, что же касается высокоточного вооружения, каким являются современные управляемые снаряды и ракеты, то в настоящее время требования по точности к этим видам вооружения чрезвычайно высоки - вероятность попадания должна быть не менее 80-90%, для сравнения, на образцах аналогичного вооружения 1960-1990 г.г. вероятность попадания соответствовала примерно 70-80%. Спрос на высокоточное вооружение на мировом рынке очень высок, несмотря на его значительную стоимость. Это объясняется тем, что в условиях современной войны даже небольшой контингент войск, оснащенный высокоточным вооружением, может вести успешную войну при минимальных потерях с противником, значительно превосходящим по численности, но не имеющим такого оружия.It is known that firing accuracy is one of the most important properties of small arms and cannon weapons, as for high-precision weapons, such as modern guided missiles and missiles, at present the accuracy requirements for these types of weapons are extremely high - the probability of hitting should be at least 80-90%, for comparison, on samples of similar weapons from 1960-1990 the probability of hitting corresponded to approximately 70-80%. The demand for precision weapons in the world market is very high, despite its significant cost. This is due to the fact that in a modern war, even a small contingent of troops equipped with high-precision weapons can wage a successful war with minimal casualties with an enemy that is much larger in number but does not have such weapons.

Необходимость обеспечения высокой вероятности попадания в цель стала главной причиной ужесточения требований по точности к элементам бортовой системы управления снарядов и ракет, и, в первую очередь, к их гироскопам. Известно, что наиболее слабым звеном гироскопов снарядов и ракет 1970-1980 г.г. были щеточные датчики съема сигнала опорной системы координат в связи с дребезгом их щеток, возникающим в результате вибраций снаряда (ракеты) при полете по траектории.The need to ensure a high probability of hitting a target has become the main reason for toughening accuracy requirements for elements of the onboard control system for shells and missiles, and, first of all, for their gyroscopes. It is known that the weakest link in the gyroscopes of shells and missiles 1970-1980 there were brush pickups of the signal of the reference coordinate system in connection with the rattling of their brushes resulting from vibration of the projectile (rocket) during flight along the trajectory.

Этот недостаток устраняется при использовании бесконтактных оптронных датчиков съема сигнала, не чувствительных к вибрациям, однако такие датчики находят применение в основном на вращающихся снарядах и ракетах:в противоположность датчикам гироскопов, используемым на стабилизированных по крену снарядах и ракетах, они чрезвычайно просты по конструкции и очень надежны (например, датчики гироскопов противотанковых франко-германских ракет "Милан" и "ХОТ" [3]), вследствие чего находят все большее применение в современных разработаках.This disadvantage is eliminated by the use of non-contact optocoupler sensors of signal pickup that are not sensitive to vibrations, however, such sensors are mainly used on rotating shells and rockets: in contrast to the gyroscopes used on roll-stabilized shells and rockets, they are extremely simple in design and very reliable (for example, gyroscope sensors of anti-tank Franco-German missiles "Milan" and "XOT" [3]), as a result of which they are increasingly used in modern developments.

В известном управляемом снаряде по патенту RU 2183817 С1, 23.10.2000 г. [1](прототип), содержащем корпус с размещенными в нем отсеком управления и боевой частью, хвостовой отсек с аэродинамическими стабилизаторами и гироскоп с бесконтактным датчиком, закрепленный консольно на внутренней стенке хвостового отсека в зоне крепления к нему стабилизаторов и отделенный по своей наружной поверхности от других элементов отсека гарантированным зазором, исключающим соприкосновение гироскопа с этими элементами, датчик гироскопа выполнен в виде оптронных пар, состоящих из излучателей и фотодиодов, и непрозрачного диска с отверстиями, размещенного в зазоре между излучателями и фотодиодами и закрепленного на оси гироузла гироскопа. Для установки на оси гироузла в диске имеется центральное отверстие, другое отверстие в виде паза выполнено концентрично ему, занимает 180° окружности диска и размещено напротив излучателей и фотодиодов датчика. Реализованное таким образом сочетание прозрачной и непрозрачной частей диска выполняет при работе гироскопа роль простейшего растра, с помощью которого оптронный датчик гироскопа формирует сигналы опорной системы координат снаряда в полете. Кроме того установка растра на оси гироузла гироскопа позволяет сохранять неизменным его первоначальное положение перед выстрелом на протяжении всего полете снаряда, чем достигается связь бортовой системы координат снаряда с системой координат наземной аппаратуры наведения, при этом растр своей плоскостью симметрии, проходящей через ось гироузла и середину прозрачной части растра, а также плоскостью, перпендикулярной ей, строго ориентирован вдоль плоскостей курса и тангажа.In the known guided projectile according to patent RU 2183817 C1, 10.23.2000 [1] (prototype), comprising a housing with a control compartment and a warhead located therein, a tail compartment with aerodynamic stabilizers and a gyroscope with a proximity sensor mounted cantilever on the inner wall the tail compartment in the zone of attachment of stabilizers to it and separated on its outer surface from other compartment elements by a guaranteed gap that excludes the contact of the gyroscope with these elements, the gyroscope sensor is made in the form of optocoupler pairs consisting of emitters and photodiodes, and an opaque disk with holes located in the gap between the emitters and photodiodes and mounted on the gyro axis of the gyroscope. For installation on the axis of the gyro, the disk has a central hole, another hole in the form of a groove is made concentric with it, occupies 180 ° of the disk circumference and is located opposite the emitters and sensor photo diodes. The combination of the transparent and opaque parts of the disk realized in this way plays the role of the simplest raster during the operation of the gyroscope, with which the gyroscope optocoupler sensor generates signals of the reference coordinate system of the projectile in flight. In addition, the installation of the raster on the gyro axis of the gyroscope allows you to maintain unchanged its initial position before the shot throughout the flight of the projectile, thereby achieving a connection between the onboard coordinate system of the projectile and the coordinate system of the ground guidance equipment, while the raster with its symmetry plane passing through the gyro axis and the middle of the transparent parts of the raster, as well as the plane perpendicular to it, is strictly oriented along the course and pitch planes.

Достоинства снаряда по патенту RU 2183817 С1, 23.10.2000 г. очевидны: использование в нем конструкции гироскопа с оптронным датчиком, описанной выше и позволяющей использовать вибрации, возникающие при полете снаряда, для линеаризации моментов трения в опорах гироскопа, обеспечило значительное увеличение времени его работы (что эквивалентно увеличивает дальность управляемого полета снаряда), а также дало возможность увеличить полезную массу снаряда за счет уменьшения габаритов и массы его гироскопа и деталей, служащих для его крепления.The advantages of the projectile according to the patent RU 2183817 C1, 10.23.2000 are obvious: the use of the gyro design with an optocoupler sensor described above and allowing the use of vibrations arising during the flight of the projectile to linearize the friction moments in the gyroscope supports, has provided a significant increase in its operating time (which equivalently increases the range of the projectile’s guided flight), and also made it possible to increase the useful mass of the projectile by reducing the size and mass of its gyroscope and the parts used to mount it.

Что же касается недостатков данного управляемого снаряда, к ним следует отнести в первую очередь то, что опорные сигналы, которые выдает оптронный датчик при вращении снаряда в полете, имеют прямоугольную форму, при этом верхний фронт сигналов соответствует световому току фотодиодов, а нижний - темновому току. Эти сигналы, усиленные и преобразованные электронной аппаратурой в команды управления, поступают на исполнительные органы рулевого привода, которые реализуют их в соответствующее отклонения рулей. Однако вследствие своей инерционности рулевой привод запаздывает в исполнении команд, что приводит к фазовому сдвигу в управлении, т.е. рассогласованию по времени команд управления, отрабатываемых рулевым приводом, с фазовыми (угловыми) положениями снаряда относительно его системы координат, в результате снаряд некоторое время, в течение каждого оборота управляется не по курсу, а по тангажу и наоборот.As for the shortcomings of this guided projectile, they should primarily include the fact that the reference signals that the optocoupler emits when the projectile rotates in flight have a rectangular shape, while the upper front of the signals corresponds to the light current of the photodiodes, and the lower to the dark current . These signals, amplified and converted by electronic equipment into control commands, are fed to the steering control actuators, which implement them into corresponding steering deviations. However, due to its inertia, the steering gear is late in the execution of commands, which leads to a phase shift in control, i.e. the time mismatch of the control commands worked out by the steering gear with the phase (angular) positions of the projectile relative to its coordinate system, as a result of which the projectile is controlled for some time, during each revolution, not on the course but on the pitch and vice versa.

Другим недостатком, свойственным всем управляемым вращающимся снарядам и ракетам, является наличие связи каналов при их управлении, которая заключается в том, что подъемная сила, действующая на рули рулевого привода, в результате разложения на две составляющие (по курсу и тангажу) создает не только управляющие моменты в соответствии с командами управления, но и паразитные моменты от неэффективной ее составляющей, не имеющие никакого отношения к управлению, величина этих моментов равна "0" только при положениях осей рулей, совпадающих с вертикальной и горизонтальной плоскостями стрельбы.Another drawback inherent in all guided rotating shells and missiles is the presence of channel communication during their control, which consists in the fact that the lifting force acting on the steering wheels, as a result of decomposition into two components (along the course and pitch) creates not only control moments in accordance with the control commands, but also parasitic moments from its ineffective component, which have no relation to control, the magnitude of these moments is equal to "0" only when the positions of the steering axles coincide with tikalnoy and horizontal planes firing.

Совместное влияние на снаряд указанных выше недостатков, а именно: фазового сдвига, паразитных моментов отсвязи каналов, а также скачкообразного характера переключения каналов при использовании опорных сигналов прямоугольной формы приводит к колебаниям снаряда при его полете относительно линии прицеливания. Хотя эти колебания не столь существенны, тем не менее применительно к современному высокоточному оружию они крайне нежелательны, т.к. оказывают ощутимое влияние на точность стрельбы: при их воздействии вероятность попадания в цель снижается, особенно при стрельбе на предельные дистанции по целям, имеющим малые видимые габариты, а также при затрудненных условиях видимости - туманная дымка, сумерки, моросящий снег и дождь и т.п.The combined effect on the projectile of the above disadvantages, namely: phase shift, spurious moments of channel detachment, as well as the spasmodic nature of the channel switching when using rectangular reference signals, leads to oscillations of the projectile during its flight relative to the aiming line. Although these fluctuations are not so significant, nevertheless with respect to modern high-precision weapons they are extremely undesirable, because have a significant impact on the accuracy of shooting: when they are used, the probability of hitting the target decreases, especially when shooting at extreme distances against targets with small visible dimensions, as well as in difficult visibility conditions - foggy haze, twilight, drizzling snow and rain, etc. .

Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанных выше недостатков управляемого снаряда [1], а именно повышение точности попадания снаряда в цель путем уменьшения его колебательности относительно линии прицеливания при полете по траектории.The objective of the proposed technical solution is to eliminate the above disadvantages of a guided projectile [1], namely increasing the accuracy of a projectile hitting a target by reducing its oscillation relative to the aiming line when flying along a trajectory.

Для решения этой задачи в управляемом вращающемся снаряде, содержащем корпус и размещенный в нем отсек управления с рулевым приводом, боевую часть, хвостовой отсек с аэродинамическими стабилизаторами и гироскоп с бесконтактным датчиком в виде оптронной части с закрепленными в ней попарно излучателями и фотодиодами и установленного в пазу между ними растра, закрепленного на оси наружной рамки гироскопа, предстартовое угловое положение оптронной части датчика смещено относительно плоскости, проходящей через ось рулей рулевого привода и продольную ось снаряда, в сторону направления вращения снаряда на угол, равный углу его поворота в полете за время запаздывания исполнения команд управления рулевым приводом, при этом рабочая часть растра разделена на четыре сектора, один из которых прозрачный, второй, диаметрально противоположный, непрозрачный, а два других размещены симметрично между первым и вторым и выполнены в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных участков, расположенных концетрично оси растра и радиально к ней, причем поверхности рабочей части растра и паза оптронной части датчика между элементами опотронных пар выполнены с малой отражательной способностью, а размеры прозрачных и непрозрачных участков растра превышают размеры чувствительной поверхности фотодиодов оптронных пар.To solve this problem, in a controlled rotating projectile containing a housing and a control compartment with a steering gear located in it, a warhead, a tail compartment with aerodynamic stabilizers and a gyroscope with a proximity sensor in the form of an optocoupler with pairwise mounted emitters and photodiodes installed in a groove between them a raster mounted on the axis of the outer frame of the gyroscope, the pre-launch angular position of the optocoupler part of the sensor is shifted relative to the plane passing through the axis of the steering wheels the longitudinal axis of the projectile, in the direction of the direction of rotation of the projectile by an angle equal to the angle of rotation in flight during the delay in the execution of steering control commands, while the working part of the raster is divided into four sectors, one of which is transparent, the second, diametrically opposite, opaque the other two are placed symmetrically between the first and second and are made in the form of alternating transparent and opaque portions located concentrically to the axis of the raster and radially to it, and the surface of the working part of the raster and groove Photocoupler between elements of the sensor pairs opotronnyh performed with low reflectivity, and the dimensions of transparent portions and opaque raster larger than the sensitive surface of the photodiode of optocoupler.

Сравнение предлагаемой конструкции управляемого вращающегося снаряда с прототипом показывает целый ряд его преимуществ:Comparison of the proposed design of a controlled rotating projectile with a prototype shows a number of its advantages:

1. За счет смещения предстартового углового положения оптронной части датчика относительно плоскости, проходящей через ось рулей рулевого привода и продольной оси снаряда в сторону вращения снаряда, на угол, равный углу его поворота в полете за время запаздывания исполнения команд управления рулевым приводом, в значительной мере исключается фазовый сдвиг в работе рулевого привода и достигается ее сихнронизация с работой аппаратуры управления снарядом.1. Due to the displacement of the prelaunch angular position of the optocoupler part of the sensor relative to the plane passing through the axis of the steering wheel rudders and the longitudinal axis of the projectile in the direction of rotation of the projectile, by an angle equal to the angle of rotation in flight during the delay in the execution of steering control commands the phase shift in the operation of the steering drive is eliminated and its synchronization with the operation of the projectile control equipment is achieved.

2. Изменение конструкции растра и введение в нее чередующихся прозрачных и непрозрачных участков, расположенных между прозрачным и непрозрачным секторами растра, позволяет перейти на синусоидальную форму опорных сигналов системы координат снаряда вместо прямоугольной (в прототипе), что обеспечивает более плавное управление снарядом и в сочетании с компенсацией фазового сдвига в работе рулевого привода сводит до min колебания снаряда при полете относительно линии прицеливания.2. Changing the design of the raster and introducing alternating transparent and opaque sections between the transparent and opaque sectors of the raster into it, allows you to switch to the sinusoidal shape of the reference signals of the projectile coordinate system instead of the rectangular one (in the prototype), which ensures smoother control of the projectile and in combination with compensation of the phase shift in the operation of the steering drive reduces to min the oscillations of the projectile during flight relative to the line of sight.

3. Уменьшение колебательности снаряда при полете создает более благоприятные условия для оператора-наводчика при слежении за целью, что особенно важно при стрельбе на дальние дистанции в условиях плохой видимости.3. Reducing the oscillation of the projectile during flight creates more favorable conditions for the operator-gunner to monitor the target, which is especially important when firing at long distances in conditions of poor visibility.

Все эти перечисленные выше преимущества управляемого вращающегося снаряда по сравнению с прототипом дают возможность увеличить одну из главных боевых характеристик высокоточного ракетного оружия - вероятность попадания снаряда в цель.All these advantages of the guided rotating projectile listed above in comparison with the prototype make it possible to increase one of the main combat characteristics of high-precision missile weapons - the probability of the projectile hitting the target.

На фиг.1 изображен общий вид управляемого вращающегося снаряда, на фиг.2, 3 - его элементы в увеличенном масштабе, на фиг.4 - графики опорных сигналов оптронной части датчика гироскопа.Figure 1 shows a General view of a controlled rotating projectile, figure 2, 3 - its elements on an enlarged scale, figure 4 - graphs of the reference signals of the optronic part of the gyro sensor.

Управляемый вращающийся снаряд состоит из корпуса 1 и размещенного в нем отсека управления 2 с рулевым приводом 3, боевой части 4, хвостового отсека 5 с аэродинамическими стабилизаторами 6. Внутри хвостового отсека установлен гироскоп 7 с бесконтактным датчиком в виде оптронной части 8 и закрепленных в ней оптронных пар, состоящих из светодиодов 9 и фотодиодов 10, установленных соосно и обращенных друг к другу своими оптическими частями, и растра 11, закрепленного на оси наружной рамки гироузла 12 гироскопа. Оптронные пары установлены в оптронной части датчика под углом 90° друг к другу и радиально к оси наружной рамки. Растр представляет собой колпачок со втулкой, с помощью которой он установлен на оси гироузла, рабочая часть растра занимает его периферию и разделена на четыре сектора: прозрачный сектор 13 и диаметрально противоположный ему непрозрачный сектор 14, между ними размещены секторы, состоящие из чередующихся прозрачных и непрозрачных участков 15 и 16.A guided rotating projectile consists of a housing 1 and a control compartment 2 with a steering gear 3 located in it, a warhead 4, a tail compartment 5 with aerodynamic stabilizers 6. A gyroscope 7 is installed inside the tail compartment with a proximity sensor in the form of an optocoupler 8 and optocouplers mounted in it pairs consisting of LEDs 9 and photodiodes 10 mounted coaxially and facing each other with their optical parts, and a raster 11 mounted on the axis of the outer frame of the gyro unit 12 of the gyroscope. The optocoupler pairs are mounted in the optocoupler part of the sensor at an angle of 90 ° to each other and radially to the axis of the outer frame. The raster is a cap with a sleeve, with which it is mounted on the axis of the gyro node, the working part of the raster occupies its periphery and is divided into four sectors: a transparent sector 13 and an opaque sector 14 diametrically opposite to it, sectors consisting of alternating transparent and opaque are placed between them sections 15 and 16.

Расположенные таким образом прозрачные и непрозрачные секторы и участки имеют две оси симметрии 17 и 18, по которым производится угловая ориентация растра относительно оптронной части датчика. В целях уменьшения фазового сдвига в управлении, получаемого в результате запаздывания исполнения команд рулевым приводом, предстартовое угловое положение оптронной части датчика гироскопа смещено относительно плоскости 18, проходящей через ось 19 рулей и продольную ось 20 снаряда, в сторону направления вращения снаряда на угол α, равный углу поворота снаряда при его полете по траектории за время запаздывания исполнения команд рулевым приводом (при этом при расчете угла α берутся средние номинальные значения времени запаздывания и угловой скорости снаряда).The transparent and opaque sectors and sections located in this way have two axes of symmetry 17 and 18, along which the angular orientation of the raster relative to the optronic part of the sensor is performed. In order to reduce the phase shift in the control resulting from the delay in executing commands by the steering gear, the pre-launch angular position of the optocoupler of the gyroscope sensor is shifted relative to the plane 18 passing through the rudder axis 19 and the projectile longitudinal axis 20, in the direction of rotation of the projectile by an angle α equal to the angle of rotation of the projectile during its flight along the trajectory during the delay in the execution of commands by the steering gear (in this case, when calculating the angle α, the average nominal values of the delay time and angles are taken th speed of the projectile).

Введение в конструкцию растра зон, размещенных между прозрачными и непрозрачными секторами и состоящих из чередующихся прозрачных и непрозрачных участков, позволяет изменить форму опорных сигналов оптронной части датчика с прямоугольной (как в прототипе) на синусоидальную. На графиках, представленных на фиг.4, тонкими контурными линиями показаны кривые изменения опорных сигналов по курсу и тангажу (при повороте снаряда на один оборот), получаемые с фотодиодов Ф1 и Ф2 оптронной части датчика. Далее аппаратура управления снаряда преобразует эти сигналы в синусоиды (путем разложения в ряд Фурье) и усиливает - жирными контурными линиями изображены преобразованные и усилиенные опорные сигналы, распределенные в соответствии с циклограммой раскладки команд по каналам курса и тангажа, с учетом компенсации фазового сдвига рулевого привода (на угол α).Introduction to the raster design of zones located between transparent and opaque sectors and consisting of alternating transparent and opaque sections allows you to change the shape of the reference signals of the optronic part of the sensor from rectangular (as in the prototype) to sinusoidal. In the graphs presented in figure 4, thin contour lines show the curves of the change in the reference signals along the course and pitch (when the projectile rotates one revolution), obtained from the photodiodes F1 and F2 of the optocoupler part of the sensor. Further, the projectile control equipment converts these signals into sinusoids (by expanding it in a Fourier series) and amplifies them - bold contour lines represent converted and amplified reference signals distributed in accordance with the sequence diagram of the command layout along the course and pitch channels, taking into account the compensation of the phase shift of the steering gear ( angle α).

Для обеспечения стабильности и четкости сигналов, снимаемых с фотодиодов Ф1 и Ф2 оптронной части датчика, рабочая часть растра, а также поверхности паза 21 оптронной части во избежание влияния на сигналы отраженного света и бликов, выполнены матовыми, с малой отражательной способностью (альбедо), для этого рабочая часть растра имеет матовое покрытие черного цвета, а корпус опотронной части изготовлен из пластмассы темного цвета, при этом с поверхностей его паза 21 удален глянец, образующийся при изготовлении корпуса методом прессования.To ensure stability and clarity of the signals taken from the photodiodes F1 and F2 of the optocoupler part of the sensor, the working part of the raster, as well as the surface of the groove 21 of the optocoupler part, in order to avoid the influence of reflected light and glare on the signals, are made opaque with low reflectance (albedo), for of this, the working part of the raster has a matte finish of black color, and the case of the opotron part is made of dark plastic, while the gloss generated by pressing the body is removed from the surfaces of its groove 21.

Кроме того, с этой же целью размеры прозрачных и непрозрачных участков растра выполнены с превышением размеров чувствительной поверхности 22 фотодиодов, чем обеспечивается их полное открытие и перекрытие при работе датчика.In addition, for the same purpose, the dimensions of the transparent and opaque sections of the raster are made in excess of the dimensions of the sensitive surface 22 of the photodiodes, which ensures their full opening and overlap during operation of the sensor.

Как уже отмечалось, опорные сигналы в прототипе имеют прямоугольную форму, в предложенной конструкции - синусоидальную. Для удобства их сравнения на графиках фиг.4 они совмещены и обозначены по контуру малыми латинскими буквами. Сравнение показывает, что в прототипе опорные сигналы, изменяющиеся по ломаным кривым abcdefgh... по одному каналу и ijklmnop... - по другому, имеют резкие скачки при переключении каналов (от С до J или от К до f); в предложенной конструкции скачки имеют место только при в выключении каналов (cd или kl), после включения очередного канала (в точке i или e) опорные сигналы изменяются плавно, нарастая по синусоиде от "0" до max (участки ik, eg...), что позволяет учитывать угловое положение рулей рулевого привода относительно плоскостей курса и тангажа, при любом положении снаряда в полете и значительно уменьшить влияние паразитных команд (от связи каналов) в зонах, где опорные сигналы приближаются к "0". В прототипе этого сделать нельзя, т.к. прямоугольные опорные сигналы постоянны на протяжении работы каждого канала и учитывают угловое положение рулей рулевого привода относительно курса и тангажа только при переключении каналов, что приводит к увеличению влияния паразитных команд на управление снарядом.As already noted, the reference signals in the prototype have a rectangular shape, in the proposed design - sinusoidal. For the convenience of comparing them in the graphs of Fig. 4, they are combined and marked along the contour in small Latin letters. Comparison shows that in the prototype reference signals that vary along broken lines abcdefgh ... along one channel and ijklmnop ... - along another, have sharp jumps when switching channels (from C to J or from K to f); in the proposed design, jumps occur only when the channels are turned off (cd or kl), after the next channel is turned on (at point i or e), the reference signals change smoothly, increasing along the sinusoid from "0" to max (sections ik, eg ... ), which allows you to take into account the angular position of the rudders of the steering gear relative to the course and pitch planes, at any position of the projectile in flight and significantly reduce the influence of spurious commands (from channel coupling) in areas where the reference signals approach "0". This cannot be done in the prototype, because rectangular reference signals are constant throughout the operation of each channel and take into account the angular position of the rudders of the steering gear relative to the course and pitch only when switching channels, which leads to an increase in the influence of spurious commands on projectile control.

Функционирование предложенной конструкции управляемого вращающегося снаряда происходит следующим образом.The functioning of the proposed design of a controlled rotating projectile is as follows.

Перед выстрелом снаряд ориентируется относительно наземной аппаратуры наведения так, что его плоскость 18, проходящая через ось 19 рулей рулевого привода и продольную ось 20 снаряда, занимает горизонтальное положение, при этом оптронная часть 8 датчика гироскопа устанавливается с угловым смещением на угол α относительно плоскости 18 в сторону вращения снаряда в полете. При подаче электрического импульса на запуск гироскопа 7 его ротор раскручивается до большой угловой скорости, после чего происходит разарретирование гироскопа, запитка электрических цепей снаряда и его выстрел из ствола.Before the shot, the projectile is oriented relative to the ground guidance equipment so that its plane 18 passing through the steering gear rudder axis 19 and the projectile longitudinal axis 20 occupies a horizontal position, while the optocoupler part 8 of the gyro sensor is installed with an angular offset by an angle α relative to the plane 18 in the direction of rotation of the projectile in flight. When applying an electrical impulse to start the gyroscope 7, its rotor spins up to a high angular velocity, after which the gyroscope is snapped, the electric circuits of the projectile are fed and it is shot from the barrel.

После раскрытия аэродинамических стабилизаторов 6 снаряд приобретает вращение вокруг своей продольной оси 20 по стрелке В с заданной частотой. Гироузел 12 с закрепленным на нем растром 11 за счет гироскопического эффекта, создаваемого вращающимся ротором, сохраняет первоначальное предстартовое положение, которое он занимал при запуске гироскопа. Оптронная часть 8, вращаясь вместе со снарядом вокруг неподвижного растра, формирует опорные сигналы системы координат снаряда в соответствии с рисунком растра (на графиках фиг.4 изображены тонкими контурными линиями). Четкость и стабильность их воспроизведения в полете снаряда обеспечивается специальным покрытием и цветом растра и корпуса оптронной части, а также рационально выбранными размерами прозрачных и непрозрачных участков растра. Опорные сигналы датчика преобразуются с помощью аппаратуры управления в синусоиды, усиливаются и разграничиваются по времени действия в соответствии с циклограммой раскладки команд. Как видно из фиг.4, опорные сигналы формируются с опережением вращения снаряда на угол α, что обеспечивает компенсацию фазового сдвига рулевого привода и синхронизирует его работу с функционированием аппаратуры управления. Плавное изменение опорных сигналов (участки ас, ik, eg...) после переключения каналов уменьшает влияние на управление связи каналов, а следовательно, и колебания снаряда при его полете относительно линии прицеливания. Опорные сигналы после суммирования с командами управления подаются на исполнительные органы рулевого привода и реализуются в отклонения рулей.After the disclosure of aerodynamic stabilizers 6, the projectile acquires rotation around its longitudinal axis 20 along arrow B with a given frequency. The gyro node 12 with the raster 11 fixed on it due to the gyroscopic effect created by the rotating rotor, retains the initial pre-launch position that it occupied when the gyroscope was started. The optocoupler part 8, rotating together with the projectile around a stationary raster, generates reference signals of the projectile coordinate system in accordance with the raster pattern (in the graphs of Fig. 4 are shown thin outline lines). The clarity and stability of their reproduction during the flight of the projectile is provided by a special coating and the color of the raster and the optocoupler housing, as well as rationally selected sizes of transparent and opaque sections of the raster. The reference signals of the sensor are converted with the help of control equipment into sinusoids, amplified and delimited by the time of action in accordance with the sequence diagram of the command layout. As can be seen from figure 4, the reference signals are formed ahead of the rotation of the projectile by an angle α, which provides compensation for the phase shift of the steering gear and synchronizes its operation with the operation of the control equipment. A smooth change in the reference signals (sections ac, ik, eg ...) after switching the channels reduces the influence on the control of the communication channels, and consequently, the oscillation of the projectile during its flight relative to the line of sight. The reference signals, after summing with the control commands, are supplied to the steering control actuators and are implemented in steering deviations.

Проведенные испытания опытных образцов предлагаемой конструкции вращающегося снаряда показали высокую эффективность ее технических решений. При стрельбе на дистанцию 5000 м отклонения точек попадания от точки прицеливания укладываются в формат диаметром 0,65 м, тогда как эта величина в прототипе составляет 0,8 м. Вероятность попадания в цель возросла с 80 до 92%.Tests of prototypes of the proposed design of a rotating shell showed the high efficiency of its technical solutions. When shooting at a distance of 5000 m, deviations of the hit points from the aiming point fit into a format with a diameter of 0.65 m, while this value in the prototype is 0.8 m. The probability of hitting the target increased from 80 to 92%.

Предложенные технические решения найдут применение при разработке ряда управляемых вращающихся снарядов.The proposed technical solutions will find application in the development of a number of guided rotating shells.

Источники информацииSources of information

1. Патент RU 2183817 С1. 23.10.2000 г. (прототип).1. Patent RU 2183817 C1. 10.23.2000 g. (Prototype).

2. Патент RU 2124696 С1, 10.01.1999 г.2. Patent RU 2124696 C1, 01/10/1999

3. Латухин А.Н. Противотанковое вооружение, М., Воениздат, 1972 г. стр.221-224.3. Latukhin A.N. Anti-tank weapons, M., Military Publishing, 1972 p. 212-224.

Claims (3)

1. Управляемый вращающийся снаряд, содержащий корпус и размещенный в нем отсек управления с рулевым приводом, боевую часть, хвостовой отсек с аэродинамическими стабилизаторами и гироскоп с бесконтактным датчиком в виде оптронной части с закрепленными в ней попарно излучателями и фотодиодами и установленного в пазу между ними растра, закрепленного на оси наружной рамки гироскопа, отличающийся тем, что в нем предстартовое угловое положение оптронной части датчика смещено относительно плоскости, проходящей через ось рулей рулевого привода и продольную ось снаряда в сторону направления вращения снаряда на угол, равный углу его поворота за время запаздывания исполнения команд управления рулевым приводом.1. A guided rotating projectile comprising a housing and a steering-mounted control compartment, a warhead, a tail compartment with aerodynamic stabilizers and a gyroscope with a proximity sensor in the form of an optocoupler with emitters and photodiodes mounted in pairs in it and a raster mounted in the groove between them mounted on the axis of the outer frame of the gyroscope, characterized in that in it the pre-launch angular position of the optocoupler part of the sensor is offset relative to the plane passing through the axis of the steering wheels and the longitudinal axis of the projectile in the direction of the direction of rotation of the projectile by an angle equal to the angle of rotation during the delay in the execution of steering control commands. 2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что в нем рабочая часть растра разделена на четыре сектора, один из которых прозрачный, второй, диаметрально противоположный ему, - непрозрачный, а два других размещены симметрично между первым и вторым и выполнены в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных участков, расположенных концентрично оси растра и радиально к ней.2. The projectile according to claim 1, characterized in that the working part of the raster is divided into four sectors, one of which is transparent, the second, diametrically opposite to it, is opaque, and the other two are placed symmetrically between the first and second and are made in the form of alternating transparent and opaque areas located concentrically to the axis of the raster and radially to it. 3. Снаряд по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нем поверхности рабочей части растра и паза оптронной части датчика между элементами оптронных пар выполнены с малой отражательной способностью, а размеры прозрачных и непрозрачных участков растра превышают размеры чувствительной поверхности фотодиодов оптронных пар.3. The projectile according to claim 1 or 2, characterized in that in it the surfaces of the working part of the raster and the groove of the optronic part of the sensor between the elements of the optocoupler are made with low reflectivity, and the dimensions of the transparent and opaque sections of the raster exceed the size of the sensitive surface of the photodiodes of the optocoupler pairs.
RU2002123937/02A 2002-09-09 2002-09-09 Guided spin-stabilized projectile RU2231745C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002123937/02A RU2231745C2 (en) 2002-09-09 2002-09-09 Guided spin-stabilized projectile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002123937/02A RU2231745C2 (en) 2002-09-09 2002-09-09 Guided spin-stabilized projectile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002123937A RU2002123937A (en) 2004-03-20
RU2231745C2 true RU2231745C2 (en) 2004-06-27

Family

ID=32846076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002123937/02A RU2231745C2 (en) 2002-09-09 2002-09-09 Guided spin-stabilized projectile

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231745C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713831C1 (en) * 2019-02-14 2020-02-07 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Controlled bullet

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713831C1 (en) * 2019-02-14 2020-02-07 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Controlled bullet

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002123937A (en) 2004-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7533849B2 (en) Optically guided munition
US4899956A (en) Self-contained supplemental guidance module for projectile weapons
US5425514A (en) Modular aerodynamic gyrodynamic intelligent controlled projectile and method of operating same
US5788178A (en) Guided bullet
US7834300B2 (en) Ballistic guidance control for munitions
US5379968A (en) Modular aerodynamic gyrodynamic intelligent controlled projectile and method of operating same
US4641801A (en) Terminally guided weapon delivery system
JP2014506986A (en) A rotating cannonball with a protruding and retracting tip
US5669581A (en) Spin-stabilized guided projectile
US5048772A (en) Device for roll attitude control of a fin-stabilized projectile
WO2007089243A2 (en) Optically guided munition control system and method
CN213300979U (en) Guidance projectile body that 40mm rocket tube sought with general strapdown
CA1242516A (en) Terminally guided weapon delivery system
RU2231745C2 (en) Guided spin-stabilized projectile
US4901946A (en) System for carrier guidance by laser beam and pyrotechnic thrusters
SE8100385L (en) OVNINGSPROJEKTIL
US5219132A (en) Two-axis gimbal arrangement
RU2502042C1 (en) Guided jet projectile
RU2164657C1 (en) Guided missile
RU2111445C1 (en) Individual-use guided anti-aircraft missile
RU2603334C2 (en) Method of increasing accuracy of rifled arms and device of its implementation
CN114136157A (en) Guidance projectile body that 40mm rocket tube sought with general strapdown
RU2158411C1 (en) Method for target destruction by spin- stabilized ballistic missiles
RU2627334C1 (en) Autonomous jet projectile control unit
KR20190135009A (en) Reacquisition of remote-tracked command-guided vehicles into the tracker's field of view

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160725

PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180913

Effective date: 20180913

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180914

Effective date: 20180914