RU2357193C1 - Supersonic jet missile - Google Patents

Abstract

FIELD: weapons.

SUBSTANCE: invention concerns ammunition for valley fire systems. Missile includes head part with case and explosive material container, missile engine, tail. Front end of explosive material container is attached to head part case, container weight comprises 0.7-1.0 of total case weight of missile engine and tail, and head part case length is at least 0.3 of total length of missile engine and tail, thus allowing for improved fire action efficiency, shooting range and accuracy by 10 - 20%.

EFFECT: improved fire activity efficiency, shooting range and accuracy.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано при разработке сверхзвуковых реактивных снарядов систем залпового огня.The invention relates to the field of military equipment and can be used in the development of supersonic rockets of multiple launch rocket systems.

Объект изобретения представляет собой сверхзвуковой реактивный снаряд системы залпового огня, предназначен для вооружения ракетно-артиллерийских частей сухопутных войск и может найти широкое применение в области ракетной техники.The object of the invention is a supersonic multiple rocket launcher system, designed to equip missile and artillery units of the ground forces and can be widely used in rocketry.

В настоящее время для решения многих боевых задач с успехом применяются сверхзвуковые реактивные снаряды систем залпового огня. В реактивных системах залпового огня с целью размещения на боевой машине максимального количества боеприпасов используют снаряды с удлинением 20…25 калибров. Стабилизация снаряда в полете осуществляется хвостовым оперением. Особенностью сверхзвуковых реактивных снарядов с удлинением 20…25 калибров являются значительные изгибные колебания корпуса, приводящие к многократному увеличению местных углов атаки и индуктивной составляющей лобового сопротивления, что ухудшает дальность и кучность стрельбы. Изгибные колебания возникают под действием ветровых нагрузок и стабилизирующего момента хвостового оперения из-за снижения прочности и изгибной жесткости снаряда в результате аэродинамического нагрева при движении на сверхзвуковых скоростях.Currently, supersonic multiple rocket launcher systems are successfully used to solve many combat missions. In multiple launch rocket systems, shells with an elongation of 20 ... 25 calibers are used to place the maximum amount of ammunition on a combat vehicle. The stabilization of the projectile in flight is carried out by the tail. A feature of supersonic rockets with an elongation of 20 ... 25 gauges is significant bending vibrations of the hull, leading to a multiple increase in local angles of attack and inductive component of drag, which affects the firing range and accuracy. Bending vibrations occur under the influence of wind loads and the stabilizing moment of the tail unit due to a decrease in the strength and bending stiffness of the projectile as a result of aerodynamic heating when traveling at supersonic speeds.

Кроме того, с увеличением скорости полета уменьшается запас статической устойчивости снаряда (см., например, К.П.Петров. Аэродинамика ракет. - М.: Машиностроение, 1977 г., с.88; В.И.Феодосьев, Г.Б.Синярев. Введение в ракетную технику, Москва, Оборонгиз, 1967 г., стр.329), что приводит к возникновению колебаний снаряда относительно центра его масс и существенно снижает дальность и кучность стрельбы.In addition, with increasing flight speed, the static stability of the projectile decreases (see, for example, K.P. Petrov. Aerodynamics of rockets. - M.: Mashinostroenie, 1977, p. 88; V.I. Feodosiev, G. B . Sinyarev. Introduction to rocketry, Moscow, Oborongiz, 1967, p. 339), which leads to the appearance of oscillations of the projectile relative to its center of mass and significantly reduces the range and accuracy of fire.

Повышение эффективности огневого поражения, дальности и кучности стрельбы являются одними из основных задач, стоящих перед разработчиками реактивного вооружения. Повышение эффективности огневого поражения достигается обеспечением высоких поражающих свойств головной части снаряда. Задача повышения дальности и кучности стрельбы может быть решена повышением энергетических характеристик двигательной установки за счет использования высокоимпульсных зарядов смесевого топлива и выбором прочностных, габаритно-массовых и центровочных характеристик снаряда и его составных частей для обеспечения устойчивости полета.Improving the effectiveness of fire destruction, range and accuracy of fire are some of the main tasks facing the developers of jet weapons. Improving the effectiveness of fire damage is achieved by providing high damaging properties of the head of the projectile. The task of increasing the range and accuracy of firing can be solved by increasing the energy characteristics of the propulsion system through the use of high-pulse mixed-fuel charges and the choice of strength, overall-mass and centering characteristics of the projectile and its components to ensure flight stability.

Известен сверхзвуковой реактивный снаряд по патенту РФ №2180093, F42B 15/00, содержащий корпус, ракетный двигатель и хвостовое оперение.Known supersonic rocket projectile according to the patent of Russian Federation No. 2180093, F42B 15/00, containing the hull, rocket engine and tail.

Такая конструкция сверхзвукового реактивного снаряда позволяет повысить дальность стрельбы за счет снижения интенсивности его изгибных колебаний путем повышения изгибной жесткости снаряда и сохранения необходимого запаса статической устойчивости снаряда при полете на скоростях 4…4,5 М выбором величины полного импульса ракетного двигателя.Such a design of a supersonic missile allows increasing the firing range by reducing the intensity of its bending vibrations by increasing the bending stiffness of the projectile and maintaining the necessary margin of static stability of the projectile when flying at speeds of 4 ... 4.5 M by selecting the total momentum of the rocket engine.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось повышение дальности стрельбы путем повышения изгибной жесткости снаряда и выбором характеристик ракетного двигателя без предъявления требований к характеристикам головной части снаряда.Thus, the objective of this technical solution was to increase the firing range by increasing the bending stiffness of the projectile and selecting the characteristics of the rocket engine without presenting requirements for the characteristics of the head of the projectile.

Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом является наличие корпуса, ракетного двигателя и хвостового оперения.Common features with the proposed missile are the presence of a hull, rocket engine and tail.

Известен сверхзвуковой реактивный снаряд по патенту РФ №2233419, F42B 15/00, содержащий головную часть, ракетный двигатель и хвостовое оперение.Known supersonic missile according to the patent of the Russian Federation No. 2233419, F42B 15/00, containing the warhead, rocket engine and tail.

Такая конструкция реактивного снаряда позволяет повысить дальность стрельбы за счет снижения интенсивности изгибных колебаний снаряда, возникающих на первой трети пассивного участка траектории полета, выбором габаритно-массовых характеристик головной части, ракетного двигателя и хвостового оперения.This design of the missile allows to increase the firing range by reducing the intensity of the bending vibrations of the projectile that occur in the first third of the passive section of the flight path, the choice of the overall mass characteristics of the warhead, rocket engine and tail.

Общими признаками с предлагаемым реактивным снарядом является наличие головной части, ракетного двигателя и хвостового оперения.Common features with the proposed missile are the presence of the head, rocket engine and tail.

Более совершенной и наиболее близкой по технической сути является ракета по патенту РФ №2248515, F42B 12/36, содержащая головную часть с контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель и хвостовое оперение, принятая авторами за прототип.More perfect and closest in technical essence is the rocket according to the patent of the Russian Federation No. 2248515, F42B 12/36, containing the head part with a container with explosive equipment, a rocket engine and tail unit, adopted by the authors as a prototype.

Такая конструкция ракеты позволяет повысить эффективность огневого поражения, дальность и кучность стрельбы за счет обеспечения устойчивости полета ракеты на активном (стартовом) участке траектории выбором характеристик головной части и хвостового оперения.This design of the rocket allows you to increase the effectiveness of fire damage, range and accuracy of fire by ensuring the stability of the flight of the rocket in the active (starting) section of the trajectory by selecting the characteristics of the head and tail.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата ракеты, принятой авторами за прототип, относятся значительные изгибные колебания и уменьшение запаса статической устойчивости при полете на скоростях до 4…4,5 М на пассивном участке траектории, приводящие к снижению дальности и кучности стрельбы.The reasons that impede the achievement of the rocket technical result indicated below by the authors for the prototype include significant bending vibrations and a decrease in the static stability margin when flying at speeds up to 4 ... 4.5 M in the passive section of the trajectory, leading to a decrease in the range and accuracy of fire.

Общими признаками у предлагаемого авторами сверхзвукового реактивного снаряда с прототипом является наличие головной части с контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетного двигателя, хвостового оперения.The common features of the proposed by the authors of a supersonic rocket with a prototype is the presence of the warhead with a container with explosive equipment, a rocket engine, tail unit.

В отличие от прототипа в предлагаемом сверхзвуковом реактивном снаряде контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, его масса составляет 0,7… 1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения.Unlike the prototype, in the proposed supersonic rocket projectile, the container with explosive equipment is fastened with the front end to the body of the warhead, its mass is 0.7 ... 1.0 of the total mass of the rocket engine and tail unit, and the length of the warhead is at least 0.3 the total length of the rocket engine and tail.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым результатом.It is this that allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved result.

Указанные признаки, отличные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.These signs, other than the prototype and to which the requested amount of legal protection applies, are sufficient in all cases.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности огневого поражения, дальности и кучности стрельбы сверхзвукового реактивного снаряда обеспечением гарантированного запаса статической устойчивости и устранение повышенных изгибных колебаний снаряда на скоростях до 4…4,5 М на пассивном участке траектории полета.The objective of the invention is to increase the efficiency of fire damage, range and accuracy of firing of a supersonic rocket providing a guaranteed margin of static stability and eliminating increased bending vibrations of the projectile at speeds up to 4 ... 4.5 M in the passive section of the flight path.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной ракете, содержащей головную часть с контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель и хвостовое оперение, особенность заключается в том, что контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, его масса составляет 0,7…1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known rocket containing a head part with a container with explosive equipment, a rocket engine and a tail unit, the peculiarity lies in the fact that the container with explosive equipment is fastened with the front end to the body of the head part, its mass is 0.7 ... 1.0 of the total mass of the body of the rocket engine and tail unit, and the length of the body of the head part is not less than 0.3 of the total length of the rocket engine and tail unit.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между деталями, заявляемого сверхзвукового реактивного снаряда, позволяет, в частности, за счет:A new set of structural elements, as well as the presence of connections between parts of the claimed supersonic missile, allows, in particular, due to:

- скрепления переднего торца контейнера с взрывчатым снаряжением с корпусом головной части обеспечить в процессе полета смещение положения центра масс снаряда к головной части в результате смещения контейнера с взрывчатым снаряжением вследствие теплового удлинения корпуса головной части при его аэродинамическом нагреве;- fastening the front end of the container with explosive equipment to the body of the warhead to ensure during the flight the displacement of the center of mass of the projectile to the warhead as a result of the displacement of the container with explosive equipment due to the thermal elongation of the body of the warhead during aerodynamic heating;

- выбора массы контейнера с взрывчатым снаряжением 0,7…1,0 массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длины корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения реализовать балансировочную схему изгибных моментов снаряда в полете для устранения повышенных изгибных колебаний. Выполнение длины корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения и массы контейнера с взрывчатым снаряжением не менее 0,7 суммарной массы корпуса ракетной двигателя и хвостового оперения обеспечивает положение одного из узлов изгибных колебаний на головной части, что снижает амплитуду изгибных колебаний. Уменьшение массы контейнера с взрывчатым снаряжением менее 0,7 суммарной массы корпуса ракетной двигателя и хвостового оперения ведет к уменьшению массы взрывчатого снаряжения, что приводит к резкому снижению эффективность огневого поражения. При массе контейнера с взрывчатым снаряжением, превышающей 1,0 суммарной массы корпуса ракетной двигателя и хвостового оперения, возрастает изгибающий момент и, следовательно, амплитуда изгибных колебаний.- choosing the mass of the container with explosive equipment 0.7 ... 1.0 mass of the rocket engine and tail unit, and the length of the head part of at least 0.3 of the total length of the rocket engine and tail unit, implement a balancing scheme of the bending moments of the projectile in flight to eliminate the increased bending vibrations. Performing a head housing length of at least 0.3 of the total length of the rocket engine and tail unit and a container weight with explosive equipment of at least 0.7 of the total mass of the rocket engine and tail unit provides the position of one of the nodes of the bending vibrations on the head part, which reduces the amplitude bending vibrations. The decrease in the mass of the container with explosive equipment less than 0.7 of the total mass of the rocket engine and tail unit leads to a decrease in the mass of explosive equipment, which leads to a sharp decrease in the effectiveness of fire damage. When the mass of the container with explosive equipment exceeds 1.0 of the total mass of the rocket engine housing and tail unit, the bending moment and, consequently, the amplitude of the bending vibrations increase.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решения в процессе патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».Signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions in the process of patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Studying the level of technology during the patent search for all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution clearly does not follow from the prior art, therefore, we can conclude that the criterion of "inventive step" is met.

Сущность изобретения заключается в том, что в сверхзвуковом реактивном снаряде, содержащем головную часть с корпусом и контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель, хвостовое оперение в отличие от прототипа, согласно изобретению контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, его масса составляет 0,7…1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения.The essence of the invention lies in the fact that in a supersonic missile containing a head with a body and a container with explosive equipment, a rocket engine, tail unit, in contrast to the prototype, according to the invention, the container with explosive equipment is fastened with the front end to the body of the head part, its mass is 0.7 ... 1.0 of the total mass of the body of the rocket engine and tail unit, and the length of the body of the head part is not less than 0.3 of the total length of the rocket engine and tail unit.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид сверхзвукового реактивного снаряда, на фиг. 2 - схема функционирования снаряда при воздействии аэродинамического нагрева.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a supersonic missile, in FIG. 2 is a diagram of the operation of a projectile when exposed to aerodynamic heating.

Сверхзвуковой реактивный снаряд имеет головную часть 1 с корпусом 2 и контейнером с взрывчатым снаряжением 4, ракетный двигатель 5 с корпусом ракетного двигателя 6 и хвостовое оперение 7. Контейнер с взрывчатым снаряжением 4 скреплен передним торцом 3 с корпусом головной части 2. L1 - длина корпуса головной части, L2 - суммарная длина ракетного двигателя и хвостового оперения.The supersonic missile has a head part 1 with a body 2 and a container with explosive equipment 4, a rocket engine 5 with a rocket engine body 6 and a tail unit 7. A container with explosive equipment 4 is fastened by the front end 3 to the body of the head part 2. L1 - head body length parts, L2 - the total length of the rocket engine and tail.

На фиг. 2 дополнительно показано положение узлов изгибных колебаний 8, положение центра масс до теплового удлинения корпуса головной части Хц и положение центра масс в результате теплового удлинения корпуса головной части Хц1.In FIG. 2 additionally shows the position of the nodes of the bending vibrations 8, the position of the center of mass before the thermal elongation of the body of the head part Хц and the position of the center of mass as a result of the thermal elongation of the body of the head part Хц1.

Вышеописанный сверхзвуковой реактивный снаряд работает следующим образом. После запуска ракетного двигателя снаряд разгоняется до максимальной скорости 4…4,5 М. Стабилизация снаряда на траектории обеспечивается хвостовым оперением. В результате аэродинамического нагрева происходит тепловое удлинение корпуса головной части и смещение положения контейнера с взрывчатым снаряжением, скрепленного передним торцом с корпусом головной части. Это позволяет обеспечить гарантированный запас статической устойчивости в процессе движения снаряда на пассивном участке траектории полета. Типичный график изменения запаса статической устойчивости, в зависимости от скорости полета, такого снаряда приведен на фиг. 3. Возникающие в полете изгибные колебания корпуса имеют узлы в точках 8, за счет чего интенсивность изгибных колебаний мала и уменьшения дальности полета не происходит.The above-described supersonic missile works as follows. After starting the rocket engine, the projectile accelerates to a maximum speed of 4 ... 4.5 M. The stabilization of the projectile on the trajectory is ensured by the tail. As a result of aerodynamic heating, there is a thermal elongation of the body of the head part and the displacement of the position of the container with explosive equipment, fastened by the front end to the body of the head part. This allows you to provide a guaranteed margin of static stability during the movement of the projectile on the passive portion of the flight path. A typical graph of changes in the static stability margin, depending on the flight speed of such a projectile, is shown in FIG. 3. The flexural vibrations of the hull arising during the flight have nodes at points 8, due to which the intensity of the flexural vibrations is small and the flight range does not decrease.

Выполнение сверхзвукового реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволяет обеспечить высокую эффективность огневого действия и повысить дальность и кучность стрельбы на 10…20%.The implementation of a supersonic missile in accordance with the invention allows for high firing efficiency and to increase the range and accuracy of fire by 10 ... 20%.

Изобретение может быть использовано при разработке сверхзвуковых реактивных снарядов, в том числе для реактивных систем залпового огня.The invention can be used in the development of supersonic rockets, including for multiple launch rocket systems.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями сверхзвукового реактивного снаряда, выполненного в соответствии с изобретением.The specified positive effect is confirmed by testing a supersonic missile made in accordance with the invention.

На основе предлагаемого изобретения разработана конструкторская документация. Ведется серийное производство.Based on the invention, design documentation has been developed. Serial production is underway.

Claims (1)

Сверхзвуковой реактивный снаряд, содержащий головную часть с корпусом и контейнером с взрывчатым снаряжением, ракетный двигатель, хвостовое оперение, отличающийся тем, что контейнер с взрывчатым снаряжением скреплен передним торцом с корпусом головной части, масса контейнера с взрывчатым снаряжением составляет 0,7-1,0 суммарной массы корпуса ракетного двигателя и хвостового оперения, а длина корпуса головной части не менее 0,3 суммарной длины ракетного двигателя и хвостового оперения. A supersonic missile containing a head with a body and a container with explosive equipment, a rocket engine, a tail unit, characterized in that the container with explosive equipment is fastened to the front end with the body of the head part, the mass of the container with explosive equipment is 0.7-1.0 the total mass of the body of the rocket engine and tail unit, and the length of the body of the head part is not less than 0.3 of the total length of the rocket engine and tail unit.

Images