RU 2 513 326 C1 - патентный поиск

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
(13)
2 513 326
C1
(51) МПК
F42B 12/00 (2006.01)
F42B 15/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(12) ОПИСАНИЕ
(21)(22) Заявка:
ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
2013106640/11, 15.02.2013
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
15.02.2013
(45) Опубликовано: 20.04.2014 Бюл. № 11
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: US 20080041265 A1, 21.02.2008. US
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования "Тульский
государственный университет" (ТулГУ) (RU)
2 5 1 3 3 2 6
R U
(54) СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ УПРАВЛЯЕМЫМ АРТИЛЛЕРИЙСКИМ СНАРЯДОМ
(57) Реферат:
Изобретение относится к боеприпасам, в
дальность реактивный двигатель включают в
частности к способам стрельбы управляемым
одном из двух режимов. В одном режиме, при
артиллерийским снарядом. Способ стрельбы
стрельбе в диапазоне максимальных дальностей
управляемым артиллерийским снарядом основан
- в режиме ракетно-прямоточного двигателя. В
на включении на траектории реактивного
другом режиме, при стрельбе в диапазоне средних
двигателя только при стрельбе в диапазоне
дальностей - в режиме ракетного двигателя на
повышенных дальностей. Снаряд содержит
твердом топливе. Достигается расширение
реактивный двигатель с воздухозаборным
диапазона повышенных дальностей полета
устройством, соплом и топливом с недостатком
снаряда. 3 ил.
окислителя. При стрельбе на повышенную
Стр.: 1
C 1
C 1
Адрес для переписки:
300012, г.Тула, пр. Ленина, 92, ТулГУ, патентнолицензионный отдел
2 5 1 3 3 2 6
8084725 B1, 27.12.2011. RU 2167385 C1,
20.05.2001. . . . .
R U
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 15.02.2013
(72) Автор(ы):
Ветров Вячеслав Васильевич (RU),
Костяной Евгений Михайлович (RU),
Дикшев Алексей Игоревич (RU)
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
(13)
2 513 326
C1
(51) Int. Cl.
F42B 12/00 (2006.01)
F42B 15/00 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY
(12) ABSTRACT
(21)(22) Application:
OF INVENTION
2013106640/11, 15.02.2013
(24) Effective date for property rights:
15.02.2013
(45) Date of publication: 20.04.2014 Bull. № 11
C 1
2 5 1 3 3 2 6
R U
Стр.: 2
C 1
(54) METHOD OF FIRING OF CONTROLLED ARTILLERY PROJECTILE
(57) Abstract:
FIELD: weapons and ammunition.
pellant rocket engine.
SUBSTANCE: method of firing with a controlled
EFFECT: expanded range of longer distances of
artillery projectile is based on starting at the trajectory
projectile flight.
of a jet engine only when firing in the range of higher
3 dwg
distances. The projectile comprises a jet engine with an
air intake device, a jet and fuel with lack of oxidant.
During firing for longer distance the jet engine is started
in one of two modes. In one mode, when firing in the
range of maximum distances - in the mode of a ducted
rocket engine. In the other mode, when firing in the
range of average distances - in the mode of a solid pro-
2 5 1 3 3 2 6
Mail address:
300012, g.Tula, pr. Lenina, 92, TulGU, patentnolitsenzionnyj otdel
(73) Proprietor(s):
Federal'noe gosudarstvennoe bjudzhetnoe
obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego
professional'nogo obrazovanija "Tul'skij
gosudarstvennyj universitet" (TulGU) (RU)
R U
Priority:
(22) Date of filing: 15.02.2013
(72) Inventor(s):
Vetrov Vjacheslav Vasil'evich (RU),
Kostjanoj Evgenij Mikhajlovich (RU),
Dikshev Aleksej Igorevich (RU)
RU 2 513 326 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способам стрельбы
управляемым артиллерийским снарядом (УАС).
Известен способ стрельбы управляемой миной Strix [Лихтеров В.М. и др.
"Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 2. Танковые, артиллерийские,
минометные КУВ, самоприцеливающиеся и самонаводящиеся боевые элементы": обзор.аналит. справ. / Конструкт. бюро приборостроения, Гос. унитар. предприятие;
[принимали участие: В.М. Лихтеров и др.]. - Тула: Власта, 2011. - 304 с, ил.],
заключающийся в том, что при стрельбе в диапазоне малых дальностей используют
мину без реактивного двигателя, а при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей
устанавливают ракетный двигатель на твердом топливе (РДТТ). Недостатком такого
способа является относительно узкий диапазон охватываемых за счет установки РДТТ
дальностей полета (1…1,4 от баллистической дальности полета без РДТТ),
обусловленный возможностями РДТТ с точки зрения полного импульса. Также к
недостаткам данного способа можно отнести сложность оперативного изменения
дальности полета при переходе от диапазона повышенных дальностей к диапазону
малых дальностей полета за счет специальной перекомпоновки мины путем пристыковки
РДТТ.
Известен также способ стрельбы артиллерийским снарядом ЗОФ39 (152-мм выстрела
ЗВОФ64 (ЗВОФ93) с осколочно-фугасным управляемым снарядом ЗОФ39 и зарядом
№1 (уменьшенным переменным зарядом) [Техническое описание и инструкция по
эксплуатации. ЗВОФ 64.00.00.000 ТО (ЗВОФ 93.00.00.000 ТО). - М.: Военное
издательство, 1990, с.6-25], который является прототипом данного изобретения. Способ
стрельбы заключается в том, что при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей
включают РДТТ, а при стрельбе в диапазоне малых дальностей РДТТ оставляют
невключенным. Достоинством прототипа является более оперативный переход от
диапазона повышенных дальностей полета к диапазону малых дальностей полета и
наоборот.
Недостатком прототипа является относительно узкий диапазон охватываемых за
счет включения РДТТ дальностей полета (1…1,32 от баллистической дальности полета
без РДТТ), обусловленный возможностями РДТТ с точки зрения полного импульса, и
недостаточная для решения всего класса задач максимальная дальность.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение,
является расширение диапазона повышенных дальностей полета за счет рационального
использования реактивного двигателя.
Задача изобретения решается тем, что в способе стрельбы управляемым
артиллерийским снарядом, основанном на включении реактивного двигателя на
траектории только при стрельбе в диапазоне повышенных дальностей, при стрельбе
на повышенную дальность реактивный двигатель с воздухозаборным устройством,
соплом и топливом с недостатком окислителя включают в одном из двух режимов: при
стрельбе в диапазоне максимальных дальностей - в режиме ракетно-прямоточного
двигателя (РПД), при стрельбе в диапазоне средних дальностей - в режиме РДТТ.
Изобретение поясняется графическими изображениями, где на фиг.1 представлены
траектории полета и диапазоны дальности стрельбы. Т1 - максимальная по дальности
траектория полета без включения реактивного двигателя при наличии участка
планирования; Т2 - максимальная по дальности траектория полета при наличии участка
планирования и функционировании реактивного двигателя в режиме РПД; Т3 баллистическая траектория при функционировании реактивного двигателя в режиме
РПД и начальных условиях (угол возвышения артиллерийского орудия, дульная
Стр.: 3
RU 2 513 326 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
скорость), соответствующих траектории Т2; Т4 - одна из возможных траекторий полета
в диапазоне средних дальностей, обеспечиваемая за счет участка планирования и
функционирования реактивного двигателя в режиме РДТТ при начальных условиях
(угол возвышения артиллерийского орудия, дульная скорость), соответствующих
траектории Т2. Первый диапазон - диапазон малых дальностей, стрельба на которые
реализуется без включения реактивного двигателя. Второй диапазон - диапазон средних
дальностей, стрельба на которые реализуется включением реактивного двигателя в
режиме РДТТ и программным планированием на нисходящей ветви траектории. Третий
диапазон - диапазон больших дальностей, стрельба на которые реализуется включением
реактивного двигателя в режиме РПД и программным планированием на нисходящей
ветви траектории.
На фиг.2 представлена схема артиллерийского снаряда на активном участке
траектории при стрельбе в диапазоне максимальных дальностей.
На фиг.3 представлена схема артиллерийского снаряда на активном участке
траектории при стрельбе в диапазоне средних дальностей.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В реактивном двигателе
используют топливо 1 с недостатком окислителя (фиг.2 и 3). Перед выстрелом в
зависимости от дальности стрельбы выбирают режим использования реактивного
двигателя, соответствующий диапазону дальности стрельбы. Если потребная дальность
стрельбы превышает максимальную дальность полета по траектории Т1 (lпл), то
стрельба ведется в диапазоне повышенных дальностей. В диапазоне повышенных
дальностей угол возвышения артиллерийского орудия и дульная скорость остаются
неизменными и соответствующими максимальной дальности полета по траектории Т2.
Это позволяет использовать в качестве реактивного двигателя РПД, рассчитанный на
определенный закон изменения внешних условий во времени. Сравнивают максимальную
дальность полета УАС при траектории T1 (lпл) с максимальной дальностью полета по
траектории ТЗ (lбал. РПД). Если lбал. РПД превышает lпл, то образуется диапазон
дальностей стрельбы, попадание в который требует либо искривления траектории за
счет создания управляющей силы (пикирование), либо изменения угла возвышения
артиллерийского орудия, либо уменьшения дульной скорости за счет меньшего
метательного заряда. В случае искривления траектории за счет создания управляющей
силы потребная нормальная перегрузка на управляемом участке может превысить
потребную нормальную перегрузку, необходимую для реализации полета на участке
планирования. Это приведет к неоптимальным с точки зрения аэродинамического
качества и массового совершенства решениям в области внешней и внутренней
компоновки УАС. В случае изменения угла возвышения артиллерийского орудия либо
уменьшения дульной скорости за счет меньшего метательного заряда изменятся внешние
условия полета, что может привести к нерасчетным режимам работы нерегулируемого
РПД. Для исключения избыточных значений нормальной перегрузки и нерасчетных
режимов работы РПД вводят диапазон средних дальностей, в котором используют
траекторию Т4, а варьирование дальности полета производят за счет участка
планирования. Считают, что если потребная дальность полета меньше, чем lпл, то
стрельба ведется в диапазоне малых дальностей и реактивный двигатель не включают.
Если потребная дальность стрельбы больше, чем lбал. РПД, то стрельба ведется в
диапазоне больших дальностей. При этом открывают воздухозаборное устройство 2,
после вылета снаряда из канала ствола производят забор атмосферного воздуха,
который используют для дожигания полученных в первом контуре реактивного
Стр.: 4
RU 2 513 326 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
двигателя продуктов сгорания топлива 1 с недостатком окислителя в камере дожигания
3 с последующим истечением через сопло 4, чем создают реактивную тягу, суммарный
импульс которой значительно превышает импульс РДТТ. Если потребная дальность
стрельбы больше, чем lпл, но меньше, чем lбал. РПД, то стрельба ведется в диапазоне
средних дальностей. При этом воздухозаборное устройство 2 не открывают, в результате
чего не производят забора атмосферного воздуха и дожигания продуктов сгорания
топлива 1 с недостатком окислителя в камере дожигания 3, и тем самым используют
реактивный двигатель в качестве РДТТ. Причем РДТТ работает в неоптимальном с
точки зрения тяговых характеристик режиме по причине наличия нерегулируемого
сопла в камере дожигания, рассчитанного на режим РПД. Однако при этом происходит
снятие части донного сопротивления, что в сочетании с тягой РДТТ позволяет устранить
разрыв между диапазонами малых и больших дальностей. Диапазон средних дальностей
и диапазон максимальных дальностей формируют диапазон повышенных дальностей
полета.
Пример реализации №1.
Для УАС основного артиллерийского калибра с начальной скоростью 950 м/с и
относительной массой топлива 0,08 с недостатком окислителя необходимо произвести
стрельбу на дальность 70 км. Вычисляют максимальную дальность полета без включения
реактивного двигателя при наличии участка планирования. Для данного снаряда она
составляет 36 км. Далее определяют максимальную по дальности траекторию полета
при наличии участка планирования и функционировании реактивного двигателя в
режиме РПД. Она составляет 83 км. Для начальных условий, соответствующих стрельбе
на максимальную дальность 83 км, определяют баллистическую дальность полета при
функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (lбал. РПД). Она составляет
43 км. Сравнивают потребную дальность стрельбы (70 км) с баллистической дальностью
полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (43 км). Поскольку
70 км больше, чем 43 км, стрельбу ведут в диапазоне максимальных дальностей,
используя реактивный двигатель в режиме РПД, для чего открывают воздухозаборное
устройство и после вылета снаряда из канала ствола производят забор атмосферного
воздуха, который используют для дожигания полученных в первом контуре реактивного
двигателя продуктов сгорания топлива с недостатком окислителя.
Пример реализации №2.
Для УАС основного артиллерийского калибра с начальной скоростью 950 м/с и
относительной массой топлива 0,08 с недостатком окислителя необходимо произвести
стрельбу на дальность 40 км. Вычисляют максимальную дальность полета без включения
реактивного двигателя при наличии участка планирования (lпл). Для данного снаряда
она составляет 36 км. Далее определяют максимальную по дальности траекторию
полета при наличии участка планирования и функционировании реактивного двигателя
в режиме РПД. Она составляет 83 км. Для начальных условий, соответствующих
стрельбе на максимальную дальность 83 км, определяют баллистическую дальность
полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (lбал. РПД). Она
составляет 43 км. Сравнивают потребную дальность стрельбы (40 км) с баллистической
дальностью полета при функционировании реактивного двигателя в режиме РПД (43
км). Поскольку 40 км меньше, чем 43 км, сравнивают максимальную дальность полета
без включения реактивного двигателя при наличии участка планирования (36 км) с
баллистической дальностью полета при функционировании реактивного двигателя в
режиме РПД (43 км). 43 км больше, чем 36 км, поэтому вводят диапазон средних
Стр.: 5
RU 2 513 326 C1
5
10
15
дальностей стрельбы. Потребная дальность стрельбы (40 км) попадает в диапазон
средних дальностей (36-43 км), в связи с чем реактивный двигатель используют в режиме
РДТТ, не открывая воздухозаборное устройство и не производя дожигания продуктов
сгорания топлива с недостатком окислителя в камере дожигания.
Таким образом, реализация изобретения позволит расширить диапазон повышенных
дальностей полета за счет рационального использования реактивного двигателя.
Формула изобретения
Способ стрельбы управляемым артиллерийским снарядом, основанный на включении
на траектории реактивного двигателя только при стрельбе в диапазоне повышенных
дальностей, отличающийся тем, что при стрельбе на повышенную дальность реактивный
двигатель с воздухозаборным устройством, соплом и топливом с недостатком
окислителя включают в одном из двух режимов: при стрельбе в диапазоне максимальных
дальностей - в режиме ракетно-прямоточного двигателя, при стрельбе в диапазоне
средних дальностей - в режиме ракетного двигателя на твердом топливе.
20
25
30
35
40
45
Стр.: 6
RU 2 513 326 C1
Стр.: 7