Патент на изобретение №2349870

(54) БИКАЛИБЕРНАЯ РАКЕТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкции малогабаритных ракет. Бикалиберная ракета содержит отделяемый двигатель, кольцевой насадок с резьбовой втулкой, установленный на кормовой части маршевой ступени и соединенный с двигателем посредством кольцевых секторов с наружными выступами. Резьбовая втулка со стороны двигателя выполнена с кольцевой конической выемкой, а на переднем конце двигателя установлена гайка с наружной и внутренней резьбой и ответным кольцевой конической выемке в резьбовой втулке кольцевым буртом. Втулка навернута на передний конец отделяемого двигателя и на ее наружной резьбе установлена контргайка, поджатая к упорному торцу, выполненному на наружной передней части двигателя. Технический результат заключается в повышении жесткости узла разделения в момент выхода маршевой ступени из посадочного гнезда. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкции малогабаритных ракет.

Известен наиболее близкий аналог (прототип) настоящего предлагаемого изобретения (Патент РФ №2127418 от 10.03.1999, МПК6 F42B 15/00), содержащий стартовый двигатель, в который телескопически входит цилиндрическая кормовая часть маршевой ступени, жестко соединенная узлом разделения со стартовым двигателем на стартовом участке полета и отделяющаяся от него по окончании работы двигателя.

Она снабжена кольцевым насадком, установленным на кормовой части маршевой ступени перед торцом стартового двигателя и соединенным с ним посредством разрезного кольца с наружными выступами, установленного на кормовой части маршевой ступени в стыке торцов стартового двигателя и кольцевого насадка. Наружные выступы разрезного кольца размещены в ответных проточках стартового двигателя и кольцевого насадка. На задней части кольцевого насадка установлено распорное устройство, взаимодействующее с торцом стартового двигателя.

Недостатком указанной конструкции являются то, что при наличии управляющего сигнала (отклонение рулей) в момент разделения в узле стыковки возникают значительные моменты сил, действующие на маршевую ступень ракеты при разделении. Из-за этого возможно перемещение в поперечном направлении резьбовой втулки относительно торца двигателя, что снижает жесткость стыка и способствует возникновению боковых возмущений, сообщаемых маршевой ступени. Также возможность кольцевых секторов перемещаться только в радиальном направлении оказывает возмущение и затрудняет процесс разделения.

Задачей настоящего предлагаемого изобретения является уменьшение возмущений маршевой ступени управляемой ракеты при разделении, за счет повышения жесткости бикалиберной ракеты в момент разделения при уменьшении пассивного веса механизма разделения.

Для достижения указанной цели в бикалиберной ракете, содержащей отделяемый двигатель, кольцевой насадок с резьбовой втулкой, установленный на кормовой части маршевой ступени, соединенный с двигателем посредством кольцевых секторов с наружными выступами, установленными в проточках, выполненных в двигателе и кольцевом насадке. Резьбовая втулка со стороны двигателя выполнена с кольцевой конической выемкой, а на переднем конце двигателя установлена гайка с наружной и внутренней резьбой и ответным кольцевой конической выемке в резьбовой втулке кольцевым буртом, торец которого обращен к резьбовой втулке, при этом втулка навернута на передний конец отделяемого двигателя, а на ее наружной резьбе установлена контргайка, поджатая к упорному торцу, выполненному на наружной передней части двигателя, причем в проточках двигателя и насадка, перед торцами секторов, образованы кольцевые конические полости.

Такое конструктивное решение обеспечивает повышение жесткости узла разделения в момент выхода маршевой ступени из посадочного гнезда, уменьшение возмущений, действующих на маршевую ступень за счет наличия кольцевого бурта, препятствующего поперечному перемещению механизма разделения, а также являющегося ускорителем кольцевого насадка при отделении двигателя, контргайки, обеспечивающей требуемый кольцевой зазор между маршевой ступенью и двигателем, кольцевых секторов, имеющих возможность поворота при разделении относительно продольной оси ракеты, за счет кольцевых конических полостей и за счет стабилизирующего действия отделившегося кольцевого насадка на кормовую часть маршевой ступени.

Предлагаемое изобретение поясняется графическим материалом, на которых показаны:

– на фиг.1 – внешний вид ракеты в исходном положении;

– на фиг.2 – конструкция узла крепления кольцевого насадка с кольцевым коническим выступом и ответным кольцевым буртом в исходном положении;

– на фиг.3 – положение элементов узла в момент расцепления;

– на фиг.4 – взаимное положение частей ракеты после разделения.

Предлагаемая бикалиберная ракета содержит маршевую ступень 1 (фиг.1), отделяемый двигатель 2, жестко соединенные посредством узла разделения (фиг.2). При этом кормовая часть 4 маршевой ступени 1 размещена в посадочном гнезде 5 в передней части отделяемого двигателя.

На кормовой части маршевой ступени перед торцом отделяемого двигателя установлен кольцевой насадок 6 с наружной конической поверхностью 7, имеющий длину не менее 1,3 калибра маршевой ступени. Насадок 6 соединен со стартовым двигателем 2 с помощью разрезного кольца, выполненного в виде кольцевых секторов, установленного на кормовой части маршевой ступени в стыке торцов 9 и 10 соответственно насадка и двигателя, снабженного наружными выступами 11 и 12, размещенными в ответных конических проточках 13 и 14 соответственно насадка и двигателя и взаимодействующими с их ответными коническими поверхностями 15 и 16.

На наружной поверхности кольцевого насадка 6 установлено распорное устройство в виде резьбовой втулки 17 с буртом, навинченной на наружную поверхность кольцевого насадка 6 и своим буртом 19 взаимодействующей с гайкой с наружной и внутренней резьбой 22 и контргайкой 21 стартового двигателя, при этом появляется радиальный зазор 18. Усилие затяжки резьбовой втулки 17 с буртом выбрано таким, чтобы сила трения, создаваемая при этом радиальным усилием разрезного кольца 8 не превышала усилия разведения ступеней при разделении.

В передней части маршевой ступени 1 установлены органы управления – рули 20 для схемы “утка”, расположенные впереди центра масс маршевой ступени.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

По окончании работы отделяемого двигателя срабатывает узел фиксации – расфиксации 3 и маршевая ступень начинает относительное движение своей кормовой части 4 относительно посадочного гнезда 5, активное либо пассивное (под действием разности тормозных усилий от набегающего потока). При этом маршевая ступень стремится повернуться в посадочном гнезде 5 в пределах радиального зазора и длины захода кормовой части 4 в гнездо 5 на угол, возрастающий по мере перемещения заднего торца маршевой ступени к торцу стартового двигателя. При этом для ракеты, не снабженной кольцевым насадком в момент расцепления (т.е. отрыва крайней точки контакта кормы маршевой ступени от поверхности гнезда 5), этот угол определяется только разностью диаметров ступеней в пределах допусков изготовления и для реальных допусков, особенно при малых калибрах маршевой ступени, достигает значения в несколько градусов. Введение в конструкцию кольцевого насадка 6 (фиг.2), резьбовой втулки с буртом, навинченной на наружную поверхность кольцевого насадка и своим буртом взаимодействующей с гайкой с наружной и внутренней резьбой и контргайкой, жестко соединенного с двигателем до момента расцепления и отделяемого от него в момент расцепления, обеспечивает получение к моменту расцепления относительного угла поворота маршевой ступени, значительно меньшего угла, и значительно меньших возмущений, т.к. он ограничен коническими поверхностями бурта, обеспечивающими ускорение кольцевого насадка при отделении стартового двигателя, который играет роль стабилизатора на всем пути ее последующего автономного схода под действием набегающего потока с кормовой части маршевой ступени.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается повышение жесткости узла разделения в момент выхода маршевой ступени из посадочного гнезда, уменьшение возмущений, действующих на маршевую ступень в момент разделения, за счет наличия кольцевого бурта, препятствующего радиальному перемещению механизма разделения, а также являющегося ускорителем кольцевого насадка при отделении стартового двигателя, контргайкой, обеспечивающей требуемый кольцевой зазор между маршевой ступенью и двигателем, кольцевых секторов, имеющих возможность поворота при разделении относительно продольной оси ракеты и за счет стабилизирующего действия отделившегося кольцевого насадка на кормовую часть маршевой ступени.

Формула изобретения

Бикалиберная ракета, содержащая отделяемый двигатель, кольцевой насадок с резьбовой втулкой, установленный на кормовой части маршевой ступени и соединенный с двигателем посредством кольцевых секторов с наружными выступами, установленными в проточках, выполненных в двигателе и кольцевом насадке, отличающаяся тем, что резьбовая втулка со стороны двигателя выполнена с кольцевой конической выемкой, а на переднем конце двигателя установлена гайка с наружной и внутренней резьбой и ответным кольцевой конической выемке в резьбовой втулке кольцевым буртом, торец которого обращен к резьбовой втулке, при этом втулка навернута на передний конец отделяемого двигателя, а на ее наружной резьбе установлена контргайка, поджатая к упорному торцу, выполненному на наружной передней части двигателя, причем в проточках двигателя и насадка перед торцами секторов образованы кольцевые конические полости.

РИСУНКИ