Патент на изобретение №2348003

(54) АВИАЦИОННАЯ ТОРПЕДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к вооружению, в частности к авиационным торпедам. Авиационная торпеда содержит корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом и система управления. Газотурбинный двигатель авиационной торпеды работает на жидком топливе и содержит воздухозаборник, компрессор и топливный бак, соединенный с топливопроводом. К ротору газотурбинного двигателя подсоединена воздушная турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического двигателя при движении торпеды под водой. Технический результат заключается в повышении скорости полета авиационной торпеды и точности ее попадания в цель. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

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

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

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

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

Торпеда авиационная, содержащая корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом, винтовой гидравлический двигатель с пневматической турбиной, и систему управления, отличающаяся тем, что внутри корпуса установлена емкость с топливом, газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, топливный бак соединен топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом насоса, к ротору газотурбинного двигателя подсоединена воздушная турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического при движении торпеды под водой, на корпусе установлены с возможностью поворота четыре руля, а на боковой поверхности корпуса в его задней части установлены радиально четыре рулевых реактивных сопла, система управления содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером управления. Контроллер управления соединен с регуляторами. Привод насоса соединен с контроллером управления, который, в свою очередь, соединен с бортовым компьютером. К бортовому компьютеру подключено приемно-передающее устройство с антенной. Система управления может содержать приемник системы глобального позиционирования, подключенный к антенне и к бортовому компьютеру. Система управления может содержать видеокамеру, подключенную к бортовому компьютеру.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

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

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

на фиг.3 приведена радиоуправляемая авиационная бомба,

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

на фиг.5 приведена авиационная торпеда с видеокамерой,

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

Торпеда авиационная (фиг.1) содержит осесимметричный корпус 1, содержащий цилиндрическую и коническую части. Внутри корпуса 1 установлены взрывное устройство 2, топливный бак 3 и баллон сжатого воздуха 4.. Предпочтительно взрывное устройство 2, топливный бак 3 и баллон сжатого воздуха 4 выполнить тороидальной формы.

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

Газотурбинный двигатель – ГТД 5 состоит из воздухозаборника 6 с центральным обтекателем конической формы 6, компрессора 7, состоящего, в свою очередь, из статора компрессора 8 и ротора компрессора 9, камеры сгорания 10 с форсунками 11, к которым подключен топливопровод 12 с топливным насосом 13, имеющим привод насоса 14. За камерой сгорания 10 установлена турбина 15, содержащая сопловой аппарат 16 и рабочее колесо турбины 17. На выходе турбины 15 установлено реактивное сопло 18. По периферии установлены четыре управляющих сопла 19. На валу 20 установлены все узлы ротора, а именно ротор компрессора 9, рабочее колесо турбины 17 и главная пневматическая турбина 21. Все остальные узлы газотурбинного двигателя 5 образуют статор двигателя 22, в который входят сверхзвуковой воздухозаборник 6, статор компрессора 8, камера сгорания 10 и сверхзвуковое реактивное сопло 18. Авиационная бомба оборудована четырьмя рулями 23, установленными в нижней части с возможностью поворота и оборудованными приводами рулей 24, к которым подключен контроллер рулей 25.

К воздушному баллону 4 подсоединен и главный воздуховод 26 с главным регулятором 28, другой конец главного воздуховода 26 подсоединен к основной турбине 21.

К управляющим соплам 19 подсоединены газоводы 30 с регуляторами расхода газа 31, при этом другие концы газоводов 30 подсоединены к полости «А» перед реактивным соплом 18.

Система управления содержит регуляторы, главный регулятор 28 и регуляторы расхода газа 29, к которым подключен контроллер управления, который подключен к бортовому компьютеру 31. Контроллер управления также соединен с приводом насоса 14 (фиг.3).

Система управления содержит акселерометр 32 и магнетометр 33 для измерения углов ориентации авиационной торпеды в полете, которые соединены с бортовым компьютером 31. К бортовому компьютеру 31 может быть подсоединено приемно-передающее устройство 34 (фиг.4), к которому подсоединена антенна 35. Антенна 35 имеет кольцевую форму, а участок корпуса 1 в районе расположения антенны 35 выполнен радиопрозрачным.

Внутри корпуса 1 (фиг.5) может быть установлено приемное устройство системы глобального позиционирования 36, которое также подключено к бортовому компьютеру 31 и к антенне 35. Все соединения выполнены проводными связями 37. В глобальную систему позиционирования (Глонас или GPS) входят спутники 38, связанные с антенной по радиоканалам 39.

Возможна установка во вращающейся части корпуса 1 видеокамеры 40, которая соединена с бортовым компьютером 31 (фиг.6).

Возможно применение схемы (фиг.1) подрыва с контроллером подрыва 41, подключенным к бортовому компьютеру 31 и к взрывному устройству 2.

1-й вариант управления (автономное наведение)

При применении торпеды авиационной в автономном режиме в оперативную память бортового компьютера 31 вводят исходные данные полета. Авиационная торпеда сбрасывается с борта самолета-торпедоносца, потом запускают газотурбинный двигатель 5, при этом бортовой компьютер 31 подает команду на контроллер управления, далее на привод насоса 14, на топливный насос 13 и на регуляторы 29. Топливо подается из топливного бака 3 в камеру сгорания 10 через форсунки 11, где воспламеняется при помощи электрозапальника (не показан). Продукты сгорания приводят в действие рабочее колесо турбины 17, которое раскручивает через вал 20 ротор компрессора 9.

Применение жидкого топлива, а также кислорода атмосферного воздуха позволяет получить преимущество в дальности полета по сравнению с твердотопливными реактивными снарядами, т.к. теплотворная способность жидкого топлива больше, чем у твердого в 3-4 раза, а окислитель в форме кислорода воздуха берется из атмосферы. Контроль положения осуществляют акселерометр 32 и магнетометр 33. После подлета к цели на расстояние 300-500 м на торпеде авиационной бортовой компьютер 31 выключает газотурбинный двигатель 5. Потом торпеда авиационная погружается под воду и включается главный регулятор 28, который подает сжатый воздух из баллона сжатого воздуха 4 в главную пневматическую турбину 21. Главная пневматическая турбина 21 раскручивает вал 20 газотурбинного двигателя 5, который переходит на подводный режим работы, т.е. в режим работы винтового гидравлического двигателя. Управление по курсу и дифференту под водой осуществляется за счет поворота рулей 23 приводами 24, на которые сигнал управления подается с бортового компьютера 31 через контроллер рулей 25.

2-й вариант управления (управление по радио)

Управляющий сигнал подается с компьютера самолета торпедоносца (не показано) по радиоканалу 39 на антенну 35 и далее на приемно-передающее устройство 34 и на бортовой компьютер 31.

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

При полете приемник системы глобального позиционирования 36 (системы Глонас или GPS) принимает сигнал с трех спутников 38 системы по радиоканалам 39 и определяет собственные координаты. Используя заложенную программу, посредством воздействия бортового компьютера 31, привод насоса 14 и далее на топливный насос 13 можно уменьшить или увеличить тягу газотурбинного двигателя 5 и тем самым изменить траекторию полета авиационной торпеды. Для управления в полете команда подается на регуляторы расхода газа 29, а при движении под водой компьютер 31 подает команду на главный регулятор 28 и сжатый воздух поступает на главную турбину 21, которая раскручивается и приводит во вращение вал 20. Управление по углам движения под водой осуществляется рулями 23.

По команде с бортового компьютера 31, переданной на контроллер подрыва 41 (фиг.1), взрывное устройство 2 может быть взорвано, например, в полете или в воде до попадания в борт цели.

Управление торпедой авиационной по углам тангажа, рыскания и крена в полете осуществляется согласно фиг.1 посредством включения управляющих сопел 19 открытием соответствующего регулятора расхода газа 29. Исходные данные об угловой ориентации торпеды авиационной постоянно контролируют акселерометр 32 и магнетометр 33. Магнетометр 33 определяет азимут движения авиационной торпеды, а акселерометр 32 – его отклонение от направления вектора тяжести.

Применение изобретения позволило:

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

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

– повысить точность попадания до 2-5 м при сбрасывании торпеды на расстоянии до 100 км от цели и с высоты более 20 км,

– обеспечить хорошую стабилизацию снаряда в полете и под водой,

– уменьшить нагрузки на приборы и датчики системы управления торпеды за счет их рационального размещения в корпусе торпеды,

– стабилизировать положение снаряда в полете,

– улучшить и упростить управляемость торпедой в полете в атмосфере,

– обеспечить особенно эффективное управление торпедой под водой, особенно на заключительном этапе движения.

Формула изобретения

1. Авиационная торпеда, содержащая корпус осесимметричной формы, внутри которого установлено взрывное устройство, баллон со сжатым воздухом и система управления, отличающаяся тем, что внутри корпуса установлен топливный бак и газотурбинный двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий воздухозаборник, компрессор, камеру сгорания и турбину, при этом топливный бак соединен с топливопроводом, в котором установлен топливный насос с приводом, к ротору газотурбинного двигателя подсоединена воздушная турбина для использования газотурбинного двигателя в качестве винтового гидравлического двигателя при движении торпеды под водой, на корпусе установлены с возможностью поворота четыре руля, на боковой поверхности корпуса в его задней части установлены радиально четыре рулевых реактивных сопла, а система управления содержит бортовой компьютер, соединенный с контроллером управления.

2. Авиационная торпеда по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена регуляторами, соединенными с контроллером управления.

3. Авиационная торпеда по п.1 или 2, отличающаяся тем, что привод насоса соединен с контроллером управления, который, в свою очередь, соединен с бортовым компьютером.

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

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

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

РИСУНКИ