FI111032B - Ohjuksen laukaisu- ja ohjausjärjestelmä - Google Patents

Description

111032

Ohjuksen laukaisu- ja ohjausjärjestelmä

Keksintö koskee ohjuksen laukaisujärjestelmää, erityisesti ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmää. Sitä voidaan käyttää pienissä tai isoissa 5 "maasta-ilmaan"-, "ilmasta-ilmaan"- tai "maasta-maahan"-ohjuksissa.

Kaikki ohjusten laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmät sisältävät voi-mansyöttö- ja ohjauselektroniikkavälineitä sekä välineet laukaisun ja suuntaamisen toteuttamiseksi (mekaanisesti, pyroteknisesti jne.) elektroniikkavälinei-den ohjaamina.

10 Ohjuksen laukaisujärjestelmä tunnetaan US-patenttijulkaisusta nro 3 286 956, joka käsittää laukaisuvälineet, aerodynaamiset ohjauspinnat ja niiden käyttölaitteet sekä suuntaamisvälineet, jotka pääasiassa muodostuvat kaasugeneraattorista ja siihen kytketyistä suuttimista.

Järjestelmässä kuumat kaasut kulkevat ohjuksen rungossa olevasta 15 kaasugeneraattorista ohjauspintojen pyörintäakselien kautta kohti suuttimia, jotka sijaitsevat ohjauspintojen loppuosassa, ja jotka muodostavat ohjaus-pintojen tasojen kanssa yhdensuuntaisesti suunnattuja reaktiosuihkuja. Maailmassa on suuri joukko ohjuksia, joiden uudistustarve on suuri, koska nämä ohjukset eivät pysty monisuuntaiseen puolustukseen (ne eivät pysty tuhoa-20 maan maalia, joka yllättäen ilmestyy mistä tahansa suunnasta kohti puolustettavaa kohdetta). Teoreettisesti kallistetun tuen varassa oleva ohjus voidaan uudistaa siten, että siihen asennetaan yllä mainittu tunnettu järjestelmä.

Tämä vaatii kuitenkin monta muutosta ohjuksen rakenteeseen, mikä tekee siitä liian kalliin. Lisäksi mainittu laukaisu-ja suuntaamisjärjestelmä ei 25 käytä koko yhdensuuntaisesti suunnattujen reaktiosuihkujen energiaa, mikä vähentää ohjuksen kulmanopeutta, kun se muuttaa suuntaa kohti maalia.

Tunnetaan myös ohjuksen laukaisu-ja suuntaamisjärjestelmä (kansainvälinen patenttijulkaisu WO 94/10 527), joka käsittää laukaisuvälineet, aerodynaamiset ohjauspinnat ja niiden käyttövälineet sekä suuntaamisvälineet, 30 sisältäen kaasugeneraattorit ja niihin kytketyt suuttimet. Joissakin sovitelmissa tämä tunnettu järjestelmä sisältää kaasugeneraattorin, joka on kytketty suutin-pariin kaasuväylien kautta; jokainen pari koostuu kahdesta identtisestä suutti-mesta, jotka on suunnattu vastakkaisiin suuntiin, ja joiden tuloaukot ovat suunnassa poistoaukon vieressä ja tuloaukot ovat yhteisen kaasuputken poistoau-35 kon vieressä, ja joiden halkaisijat ovat samansuuruiset kuin kaasuputken poistoaukon halkaisija.

2 111032 Tämä tunnettu järjestelmä aiheuttaa ohjuksen nopean kääntymisen kohti maalia johtuen jokaisesta suutinparista purkautuvasta reaktiosuihkusta, joka on kohtisuorassa ohjauspintojen tasoon.

Kuitenkin, ja sanotun US-patentin tapauksessa, WO-patentin suun-5 taamisvälineet muodostavat lohkon yhdessä ohjauspintavälineiden kanssa, jotka on hankala integroida pienten ohjusten rakenteeseen, heikentämättä niiden aerodynaamisia ominaisuuksia. Tämä tekee lisäksi mahdottomaksi hävittää suuntaamisjärjestelmien hitausmassa, kun ohjus on kääntynyt haluttuun suuntaan. Tämä järjestelmä voidaan myös käyttää yllä mainittujen kallellaan 10 laukaistavien ohjusten uudistamiseksi.

Ohjausjärjestelmä, joka kuvataan Roger P. Berryn artikkelissa "Development of an orientation control system of the advanced kinetic energy missile" (ADKEM), AIAA-92-2763, sisältää myös laukaisuvälineet, aerodynaamiset ohjauspinnat ja niiden käyttövälineet sekä suuntaamisvälineet, jotka 15 asennetaan ohjuksen takapäähän, joka on rakennettu periaatteen mukaan, jossa kytketään kaasugeneraattorit suuttimiin.

Tässä artikkelissa kuvattua järjestelmää voidaan käyttää kallellaan laukaistavien ohjusten yhteydessä (yllä mainitun uudistamisen suorittamiseksi) muuttamatta ohjuksia kovin paljon. Tämän järjestelmän avulla voidaan hävit-20 tää suuntaamisvälineiden hitausmassa, kun ne ovat täyttäneet tehtävänsä. Järjestelmän soveltaminen on kuitenkin erittäin vaikeaa johtuen sen monimutkaisuudesta ja suuntaamisvälineiden suuresta koosta, jotka on tehty yksinomaan erittäin myrkyllisten nestemäisten polttoaineiden (hydrasiini) käyttöä varten.

, ; 25 Koska sanotut suuntaamisvälineet sijaitsevat ohjuksen risteilymoot- torien suuttimista purkautuvien kaasujen lentoradassa, suuntaamisvälineet on hävitettävä heti maalia kohden tapahtuvan käännöksen jälkeen. Lisäksi hävittämisen on tapahduttava välittömästi ohjuksen risteilymoottorien sytyttämisen jälkeen eli laukaisualueen yläpuolella, mikä vaikeuttaa sotilastoimia ja lisäksi 30 on vaarallista puolustettavalle kohteelle.

Mikään mainituista laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmistä ei pysty torjumaan läheistä maalia pystysuoran lähdön hankalissa olosuhteissa, esim. metsässä sijaitsevalta alueelta. Tämä johtuu ensinnä näiden järjestelmien lau-kaisuvälineiden valmistusmenetelmästä, jolla on mahdotonta saavuttaa noin 35 40 m:n tarvittava korkeus, jossa maalia kohden tapahtuvien suuntaamistoimi-en ja risteilymoottorien sytyttäminen tapahtuu.

3 111032

Esillä olevan keksinnön tehtävänä on tuottaa yleinen ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmä, jota voidaan käyttää pienten ja suurten ohjusten yhteydessä, ja joka kykenee hävittämään suuntaamisvälineiden hitaus-massan riittävän kaukana laukaisualueesta. Järjestelmän on oltava mahdolli-5 simman halpa ja sitä on voitava käyttää kaikkien kallellaan laukaistavien ohjusten yhteydessä, jolloin sen on kyettävä tuottamaan monisuuntainen puolustus.

Keksinnön mukainen ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmä käsittää laukaisuvälineet, aerodynaamiset ohjauspinnat ohjuksen takapäässä sijaitsevine käyttö- ja suuntaamisvälineineen, ja se sisältää vähintään yhden 10 kaasugeneraattorin, johon on kytketty putket, ja järjestelmä on tunnettu siitä, että se sisältää renkaan muotoisen rungon, joka on tukevasti kytketty ohjuksen runkoon, että suuntaamisvälineet sijaitsevat renkaan muotoisessa rungossa, että renkaan muotoisen rungon sisäpinta on katkaistun kartion muotoinen, joka muodostaa termisellä eristysmateriaalilla pinnoitetun suutinosan, jonka pro-15 tiili yhtenevänä jatkuu ohjuksen risteilymoottorin suuttimen kanssa.

Renkaan muotoinen runko saattaa sisältää välineet, joilla se irrotetaan ohjuksesta lennon aikana siten, että energiatasapaino voidaan optimoida ja suuntaamisvälineiden muodostama hitausmassa käytön jälkeen voidaan valittuna hetkenä täysin hävittää laukaisualueen ulkopuolella.

20 Erään sovitelman mukaan suuntaamisvälineiden suuttimet sijaitse vat samassa tasossa poikittain suuttimen poikkileikkauksen keskiviivan kanssa. Tällöin tapahtuu reaktiosuihkujen energian optimikäyttö ohjusta suunnattaessa, mikä sallii maalin torjumisen lähellä laukaisualuetta.

Pystysuoraa tai kallistettua laukaisua varten laukaisuvälineet muo-25 dostavat laukaisusäiliön, jonka etu- ja takapäässä on suojukset ja jonka sisus on lieriön muotoinen ja on tarkoitettu sisältämään ohjuksen, jolloin painegene-raattori sijaitsee säiliön pohjalla lähellä takapään suojusta ja on suojattu sulkijalla, jossa on katkaistun kartion muotoinen sivupinta ja jonka profiili vastaa ainakin osaa renkaan muotoisen rungon suuttimen pinnan poikkileikkauksen 30 osia. Renkaan muotoisen rungon takapää käsittää periferaalisen venttiilin, jon-ka ulkohalkaisija on sama kuin säiliön sisähalkaisija. Säiliö sisältää tuen, jossa sijaitsee kiinnityselementtejä, joilla kiinnitetään renkaan muotoinen runko pai-negeneraattorin poistoaukkojen yläpuolelle. Tällä tavoin ohjus voidaan laukaista laukaisusäiliöstä painegeneraattoria käyttäen siten, että maali voidaan tor-35 jua, vaikka se ilmestyisi äkkiä lähelle laukaisualuetta vaikeiden laukaisuolosuh- 4 111032 teiden vallitessa (esim. keskellä metsää tai aluksen kannella, jossa on korkeita rakenteita).

Keksinnön suositeltavan sovitelman mukaan suojaava sulkija on kuperan muotoinen risteilymoottoriin päin. Sulkijan valmistusmenetelmä mak-5 simoi sen luotettavuuden ja toimivuuden laukaisujärjestelmässä, kuten jäljempänä kuvataan.

Laukaisusäiliössä saattaa olla irrotusaukko renkaan muotoisen rungon kiinnitysosassa, jonka mitat on siten valittu, että otetaan huomioon renkaan muotoisen rungon venttiilin ympäri muodostuvan tilan kautta kulkeva 10 kaasuvirtaus. Säiliön etusuojus on tehty siten, että se murtuu, kun säiliön sisään muodostuu tietty paine. Nämä ominaisuudet takaavat laukaisusäiliön etusuojuksen itseirrotuksen tarvittaessa, ja siihen kuluu minimimäärä energiaa juuri ennen ohjuksen laukaisua.

Keksinnön ensimmäisessä sovitelmassa ohjuksen laukaisu- ja 15 suuntaamisjärjestelmä saattaa olla varustettu renkaan muotoiseen runkoon kiinnitetyillä tangoilla. Kaasugeneraattori on myös renkaan muotoinen ja se on kytketty suuttimen suuntausvälineisiin kaasuputkin renkaan muotoisessa rungossa, jolloin kaikki suuttimet ovat identtiset ja ryhmiteltynä pareiksi samassa tasossa. Jokaisen parin suuttimet on suunnattu vastakkaisiin suuntiin ja ovat 20 mekaanisesti kytkettyjä vastaavan tangon toiseen päähän, joka tuo renkaan muotoisen rungon yhteisen kaasuputken kaasusuihkun suuttimiin. Jokaisen tangon toinen pää on liitetty vastaavaan ohjauspintaa siten, että liitoksen kierto on mahdollinen. Yksittäinen käyttölaite ohjaa aerodynaamisten ohjauspintojen ja suuntaamisvälineiden kiertoliikkeen.

i, 25 Keksintö käsittää kaksi vaihtoehtoa ensimmäiselle ohjusten laukai su- ja suuntaamisjärjestelmän sovitelmalle. Ensimmäisen vaihtoehdon mukaan ohjausjärjestelmä on varustettu kuumuuden kestävästä materiaalista valmistetuilla renkaan muotoisilla kauluksilla, jotka sijaitsevat jokaisen vastaavan kaasuputken poistopään lähellä, ja joita voidaan liikuttaa pitkittäin. Jokai-30 sen tangon keskiosa on kiinnitetty renkaan muotoiseen runkoon rotaatioakse-linsa kautta. Jokainen suutinpari on tehty taivutettujen putkien muotoon, joissa on katkaistun kartion muotoiset poistopäät ja tuloaukot vastapäätä yhteistä kaasuputkipoistoaukkoa, ja joiden halkaisijat ovat identtiset kuumuuden kestävästä materiaalista valmistettujen renkaan muotoisten kaulusten sisähal-35 kaisijoiden kanssa. Jokaisen tangon ensimmäisen pään ja renkaan muotoisen rungon kosketuspinnat on termisesti eristettävä.

5 111032

Keksinnön mukaisen ohjusten laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmän sovitelman toisen vaihtoehdon mukaan jokainen suutinpari on renkaan muotoisessa rungossa muodostettu suoraksi kanavaksi, jossa on katkaistun kartion muotoiset päätyosat, jolloin renkaan muotoisessa rungossa on säteittäiset 5 aukot, joiden keskilinja kulkee vastaavan suoran kanavan keskilinjan kautta kanavan päässä, joka on kohtisuorassa kanavan keskilinjaan nähden ja sijaitsee samassa tasossa, ja joka toisessa päässä on kohtisuorassa vastaavan yhteisen kaasuputken poistosuuttimen keskilinjaan nähden ja toisessa tasossa ja lisäksi näiden aukkojen keskilinja sijaitsee kahden ensimmäisen tason leikit) kauspisteessä, jolloin jokainen tanko on kiinnitetty renkaan muotoiseen rungon toiseen päähän tapilla, joka on peitetty kuumuuden kestävällä komposiittimateriaalilla ja joka on sijoitettu siten, että pyörintä on mahdollinen säteittäisessä aukossa ja se on peitetty termisellä eristyskerroksella; jokaisen tapin kompo-siittimateriaalipeitteen sisältäessä ejektioaukon, joka jakaa kaasusuihkun suu-15 tinparissa.

Nämä ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmän sovitelman kaksi vaihtoehtoa ovat kompakteja, niissä on samanvertainen teknologia ja niitä kuvaa aerodynaamisen ohjauspintakäytön parempi suuntaamislaitteiston käyttöluotettavuus.

20 Keksinnön mukaisessa ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestel män toisessa sovitelmassa suuntaamisvälineet ovat impulssisuihkumoottorei-ta, jotka sijaitsevat renkaan muotoisessa rungossa yhtä suurten välien päässä toisistaan olevissa riveissä, jolloin jokainen suihkumoottorin suutin sijaitsee poikittain renkaan muotoisen rungon kaasuputkesta, jolloin jokainen rivi on ', 25 samanlainen ja siinä on samankokoiset suihkumoottorit.

Tämä sovitelma tunnetaan helposta suuntaamisvälineiden asennuksesta renkaan muotoiseen runkoon ja se takaa aerodynaamisten ohjaus-pintojen ja suuntaamisvälineiden, kaltevuusohjauksen ja suuntauksen itsenäisen käytön.

30 Ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmän toisessa sovitelmas- * sa ainakin matalatehoisimmat suihkumoottorit muodostavat rivin, jolloin näiden moottoreiden katkaistun kartion muotoisten poistosuuttimien päiden keskilinjat voivat olla tangentiaaliset renkaan muotoiseen runkoon nähden. Tämä ohjaa ohjuksen pyörinnän.

6 111032

Keksintö tulee paremmin selväksi lukemalla useiden sovitelmien yksityiskohtaiset kuvaukset viitaten liitteenä oleviin piirustuksiin, jotka eivät rajoita esimerkkejä, jossa:

Kuvio 1 esittää sivuttaisnäkymää ja osittaista läpileikkausta ohjuk-5 sen laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmästä kuvaten keksinnön ensimmäisen sovitelman ensimmäistä vaihtoehtoa;

Kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkauskohdan II - Il poikkileikkausta ohjausjärjestelmästä suuntaamislaitteiston suutinten kohdalla;

Kuvio 3 esittää kuvion 2 osittaisen läpileikkauksen suurennosta; 10 Kuvio 4 esittää sivuttaisnäkymää ja osittaista läpileikkausta ohjaus järjestelmästä, jossa on keksinnön ensimmäisen sovitelman toinen vaihtoehto;

Kuvio 5 esittää kuvion 4 osan V suurennosta;

Kuvio 6 esittää poikkileikkausnäkymää ohjausjärjestelmän renkaan muotoisesta rungosta suuntaamisvälineiden suuttimien vaaka-akselilla kuvion 15 4 leikkauskohdassa VI -VI;

Kuvio 7 esittää kuvion 6 leikkauskohdan VII - VII pitkittäisläpileikka-usta ohjausjärjestelmästä suutinten kohdalla; ja

Kuvio 8 esittää sivuttaisnäkymää ja osittaista läpileikkausta ohjausjärjestelmästä, joka kuvaa keksinnön toista sovitelmaa.

20 Keksintöä kuvataan jäljempänä tapauksessa, jossa ohjus laukais taan pystysuoraan maassa olevalta laukaisualueelta tai laivasta, mutta on kuitenkin selvää, että ohjus voitaisiin laukaista (vaakatasossa) lentoaluksesta, ja/tai että ohjus saattaa olla aseistamaton.

Ohjuksen 1 laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmä (kuvio 1) käsittää 25 aerodynaamiset ohjauspinnat 2 käyttölaitteineen (eivät näy), jotka yleensä on sijoitettu ohjuksen sisään, renkaan muotoisen rungon 3 ja laukaisuvälineet (eivät näy kuviossa 1). Renkaan muotoinen runko 3 käsittää suuntaamisvälineet, jotka sisältävät kaasugeneraattorin 4 ja suuttimet 5, jotka avautuvat ohjuksen 1 renkaan muotoisen rungon 3 ulkopuoliseen pintaan. Risteilymoottori ja sen 30 suutin 6 sijaitsee koaksiaalisesti renkaan muotoisen rungon 3 kanssa ohjuk- t sen 1 rungossa. Renkaan muotoisen rungon 3 sisäpinta on kartion muotoinen ja se on pinnoitettu lämpöä eristävällä komposiittimateriaalilla, joka voi sisältää esim. hiiltä. Se muodostaa suuttimen 7 osan, jonka profiili on jatke ohjuksen risteilymoottorin 6 suuttimen 6 profiilista (kuten näkyy kuviosta 4).

7 111032

Renkaan muotoinen runko 3 on siten muotoiltu, että ohjus 1 voidaan irrottaa lennossa, edellyttäen että se on kiinnitetty ohjuksen 1 runkoon käyttäen räjähtäviä pultteja 8 ja pyrotyöntötankoja 9 (kuvio 4).

Laukaisuvälineet käsittävät laukaisusäiliön 10, painegeneraattorin 5 11 ja suojasulkimen 12 (kuvio 4). Laukaisusäiliö 10 on varustettu etu- ja taka-suojuksin. Sen sisätila on lieriön muotoinen ja sen mitat ovat sellaiset, että ohjus 1 mahtuu siihen ohjauspinnat 2 sisäänvedettyinä (säiliön yläpää etusuo-juksineen ei näy kuviossa). Painegeneraattori 11 sijaitsee laukaisusäiliön 10 pohjalla, jonka poistettava takasuojus 13 sulkee. Tuki 14, jota käytetään kiin-10 nittämiseen renkaan muotoiseen runkoon 3, sijaitsee säiliön 10 pohjalla asennettuna ohjukseen 1 generaattorin 11 yläpuolella. Renkaan muotoinen runko 3 on kiinnitetty tukeen 14 räjähtävin komponentein, esim. räjähtävin pultein. Jotta renkaan muotoinen runko 3 voisi liukua pitkin säiliön 10 lieriön muotoista si-säohjauspintaa, renkaan muotoisen rungon takaosa 3a sisältää periferaalisen 15 venttiilin 15, jonka ulkohalkaisija on sama kuin säiliön 10 sisähalkaisijan. Suo-jasulkija 12, joka tiivistetään kaasutiiviiksi (tulpan tavoin) suuttimen 7 poikkileikkauksessa renkaan muotoisessa rungossa 3, on kupera ja siinä on kar-tiomainen sivupinta, jonka profiili on sama kuin suuttimen 7 poikkileikkauksen sisäpinta, jonka kanssa sulkija on yhteydessä. Sulkijan 12 kupera osa sijaitsee 20 pienimmän halkaisijan omaavalla sivulla (eli se suuntautuu kohti risteilymootto-ria). Sulkija voi olla metallista tai kuumuuden eristävästä komposiittimateriaalista, esim. epoksihartsista, johon on lisätty grafiittia.

Laukaisusäiliö 10 sisältää kaasunpoistoaukon 16 renkaan muotoisen rungon 3 kiinnitysalueella, joka suuntautuu kohti venttiiliä 15 (kuvio 5).

. ' 25 Poistoaukon 16 mitat valitaan ottaen huomioon poistoaukon 16 kautta kulkeva suihkuvirtaus. Säiliön 10 etusuojan on murruttava säiliön sisällä syntyvän tietyn paineen vaikutuksesta. Tämä tapahtuu, jos se tehdään hauraasta polymeeristä, esim. tarkan paksuuden omaavasta polyuretaanivaahdosta. Tämä suoja on hermeettisesti kiinnitetty säiliöön 10.

30 Seuraavassa kuvataan ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestel- män kahta sovitelmaa. Jokainen sovitelma käsittää renkaan muotoisen rungon 3 osalta oman rakenteen ja oman käyttötavan suuntaamisvälineiden osalta. Ensimmäisessä tapauksessa suuntaamisvälineiden suuttimet 5 sijaitsevat samassa tasossa poikittain renkaan muotoisen rungon 3 (katso kuviot 1, 4, 6 ja 35 7) kaasuputken 7 pitkittäiseen keskilinjaan nähden, kun taas toisessa sovitel-massa ne sijaitsevat monessa tasossa (katso kuviota 8). Molemmissa tapauk- lp · 8 111032 sissa ja kaikissa jäljempänä kuvatuissa tapauksissa ohjuksen 1 suuntaus ohjataan kaltevuuden, nojauksen ja pyörimisen suhteen.

Järjestelmän ensimmäinen sovitelma käsittää myös kaksi vaihtoehtoa. Ensimmäinen vaihtoehto esitetään kuvioissa 1, 2 ja 3 ja toinen vaihtoehto 5 kuvioissa 4, 6 ja 7. Ensimmäisen sovitelman molemmat vaihtoehdot käsittävät renkaan muotoisen kaasugeneraattorin 4 (esim. kiinteää polttoainetta varten), joka sijaitsee renkaan muotoisessa rungossa 3 ja jossa sijaitsee kaasunsyöt-töputket 17, jotka kytkevät kaasugeneraattorin 4 suuttimiin 5 (katso kuvioita 1 ja 4). Suuttimet 5 ovat samanlaiset ja ryhmitetty pareittain ja niiden keskilinjat 10 ovat samassa tasossa ja jokaisella parilla on oma kaasuntulonsa 17 (katso kuvioita 2 ja 6).

Jokaisen parin suuttimet ovat vastakkaisiin suuntiin toisiinsa nähden ja ne on toisesta päästään kytketty vastaavaan tankoon 18. Tankojen 18 lukumäärä on sama kuin ohjauspintojen 2 lukumäärä, esim. neljä. Jokainen 15 tanko 18 on kiinnitetty renkaan muotoiseen runkoon 3 ja toinen pää on kytketty ohjauspintaansa 2 "V"-muotoisen haarukan 19 kautta (katso kuviot 1 ja 4), joka saranoin on kiinnitetty tankoon 18 ohjauspinnan 2 takareunalla ja työntyy kohti ohjauspintaa jousen avulla (ei näy piirustuksessa). Tämä jousi ohjaa parin (haarukka 19 - ohjauspinta 2) keskinäistä toimintaa. Siten tangot 18 voi-20 daan pyörittää yhdessä ohjauspintojen 2 kanssa, mikä johtaa tarvittavan kaasusuihkun tuottoon, joka jatkuvasti purkautuu jokaisen suutinparin jokaisesta kaasuaukosta 17.

Keksinnön mukaisen järjestelmän ensimmäisen sovitelman ensimmäisessä vaihtoehdossa jokaisen tangon 18 keskiosa on kiinnitetty renkaan 25 muotoiseen runkoon sen rotaatioakselin 20 kautta (katso kuvio 1) ja jokainen tanko 18 on yhteydessä renkaan muotoiseen runkoon 3 ensimmäisessä päässä, joka sisältää suutinparin 5, joka on taivutettujen kanavien muodossa, päättyen koaksiaalisesti katkaistun kartion muotoisiin päätyosiin, jotka on suunnattu eri suuntiin (katso kuviota 3). Näiden taivutettujen putkien tuloaukot avautu-30 vat lähelle yhteisten kaasuputkiensa 17 poistoaukkoa. Näiden aukkojen alueella renkaan muotoinen runko ja tangon 18 pää, joka on yhteydessä sen kanssa, on suojattu kuumuudelta eristävillä levyillä 21 ja 22, jotka on valmistettu komposiittimateriaalista, johon on lisätty grafiittia. Levyt 21 ja 22 ovat tärkeitä estäessään kosketuspintojen eroosiota kuumien kaasujen vaikutuksesta, 35 joka virtaa aukoista "tanko 18 - renkaan muotoinen runko 3" - parissa. Levyt 21 ja 22 antavat tämän suojan yhdessä kuumuuden kestävien kaulusten 23 t · 111032 g kanssa, jotka voidaan valmistaa samasta komposiittimateriaalista. Jokainen kaulus 23 asetetaan vastaavaan suutinosaan 7 ja sitä voidaan liikutella pitkittäin eli kauluksen 23 ulkohalkaisija on melkein sama kuin kaasuputken 17 halkaisija. Putken 23 sisähalkaisijan on oltava sama kuin taivutettujen putkien 5 suuttimien 5 tuloaukkojen halkaisija. Muutoin tämän alakokoonpanon toimintatapa ei ole tyydyttävä.

Keksinnön mukaisen järjestelmän ensimmäisen sovitelman toisessa vaihtoehdossa on pyörivät jakajat, jotka ohjaavat kaasun tulon suutinpareille 5, jotka kuvioiden 6 ja 7 mukaisesti sijaitsevat heti renkaan muotoisen rungon 3 10 sisällä suorien kanavien muodossa, joissa on katkaistun kartion muotoiset päätyosat suunnattuna vastakkaisiin suuntiin. Pyörivät jakajat ovat rakenteeltaan seuraavanlaiset: säteittäiset aukot 24 (kuvio 7) porataan renkaan muotoiseen runkoon 3, jolloin keskiviivat ensin kulkevat suuttimien 5 vastaavan suoran kanavan keskikohdan kautta ja kohtisuoraan suoran kanavan keskilinjaan 15 nähden sijaiten samassa tasossa, ja toiseksi ne ovat kohtisuoraan vastaavaan kaasuputkeen 17 nähden sekä toisessa tasossa. Lisäksi nämä akselit sijaitsevat ensimmäisen ja toisen tason leikkauskohdassa. Jokaisessa säteittäisessä aukossa 24 on pyörivä tappi 25, joka on tukevasti kytketty, esim. pultilla 26 (katso kuviota 6) tangon 18 ensimmäiseen päähän (katso kuviota 4). Jokainen 20 tappi 25 ja renkaan muotoisen rungon 3 säteittäisen aukon 24 kosketuspinta on pinnoitettu termisillä eristekerroksilla 27, 28, jotka ovat aikaisemmin mainitusta komposiittimateriaalista. Kuumuuden kestävien kerrosten 27 ja 28 toiminnallinen tehtävä on sama kuin levyjen 21 ja 22 ensimmäisen sovitelman ensimmäisessä vaihtoehdossa eli estää liikkuvien osaparien kosketuspintojen 25 kuluminen. Tappiin 25 asetetun komposiittimateriaalikerroksen 27 periferian osalle muodostuu siselöinti 27a, jonka koko ohjaa kaasusuihkun jakautumisen kaasusuuttimesta 17 suutinparien 5 kesken. Siselöinnin 27a koko valitaan siten, että se tuottaa asteittaisen muutoksen, kun tappia 25 pyöritetään ääriasennosta, jossa kaasu voi saapua yhteiskanavasta 17 vain toisen suuttimen 30 5 kautta, asentoon, jossa kaasu jakautuu yhtäläisesti kahdelle parin suuttimel- ie 5. On selvää, että on mahdotonta samanaikaisesti katkaista kaasuvirtaus molempiin parin suuttimiin 5. Kerrokseen 27 muodostetun siselöinnin 27a syvyys määräytyy tapin 25 suojaamiseksi tarvittavan kuumuuden kestävän eristeen minimipaksuuden mukaan.

35 Keksinnön mukainen toinen sovitelma, joka on esitetty kuviossa 8, mahdollistaa vakiokomponenttien, kuten kiinteällä polttoaineella toimivien im- 10 111032 pulssisuihkumoottoreiden, käytön. Monet näistä suihkumoottoreista (esim. monet kymmenet moottorit) sijaitsevat rengasmaisen rungon 3 kehällä samanlaisissa korkeudelle jaetuissa riveissä 29 - 32. Jokainen impulssisuihkumoottori 29k - 32k on kiinnitetty renkaan muotoiseen runkoon 3 tehtyyn syvennykseen, 5 ja sen suutin suuntautuu poikittain suuttimen 7 poikkileikkauksen pitkittäisak-seliin nähden. Jokainen rivi 29 - 32 muodostuu samanlaisista impulssimootto-reista eli moottoreista, joiden mitat ja tyyppi ovat samanlaiset rivin sisällä. Eri rivien moottorien mitat ja tyyppi voivat olla erilaiset tai samanlaiset. Kuten alempana kuvataan, standardi-impulssimoottorien käyttö tällä tavalla ohjaa oh-10 juksen kaltevuutta ja nojausta (kallistusta).

Ohjuksen 1 pyörimisen ohjausta varten on tehtävä pieni muutos standardi-impulssimoottorien suuttimiin. Suutinaukkojen katkaistun kartion muotoiset päätyosat on suunnattu siten, että niiden keskilinjat ovat tangentiaa-liset renkaan muotoiseen runkoon 3 nähden. Tämä päätyosien suuntaus on 15 tehtävä ainakin matalimman tehon omaavien impulssimoottorien riviin, esim. riviin 29. Näin ollen puolet rivin 29 impulssimoottorien päätyosista on suunnattava samaan suuntaan (esim. myötäpäivään suuttimen 7 leikkauksen keskilinjan ympäri), kun taas toinen puolisko on suunnattava toiseen suuntaan (vasta-päivään). Saman tuloksen voi saavuttaa suuntaamalla yhden rivin kaikki pää-20 tyosat myötäpäivään (esim. rivin 29) ja kiertämällä kaikki toisen rivin (esim. rivin 30) impulssimoottorit vastapäivään. Jälkimmäisessä tapauksessa rivien 29 ja 30 on muodostuttava samanlaisista impulssimoottoreista. On suositeltavaa käyttää pienitehoisimmat impulssimoottorit ohjaamaan ohjuksen pyörintää. Ohjuksen 1 pyörinnän ohjaaminen ei vaadi samanlaisia reaktiovoimia kuin 25 vaaditaan kaltevuuden ja nojauksen ohjaamiseen.

Ohjuksen laukaisu- ja suuntaamisjärjestelmä toimii seuraavasti. Ohjus 1, esim. "maasta-ilmaan" -tyyppiä renkaan muotoisella rungolla 3, joka on tehty joko kuvion 1 mukaisesti (katso myös kuviot 2 ja 3), kuvion 4 mukaisesti (katso myös kuviot 6 ja 7) tai kuvion 8 mukaisesti, sijoitetaan pystysuoraan 30 laukaisusäiliöön 10, jonka suojus 13 on poistettu (katso kuviot 4 ja 8). Ohjus 1 on nyt kuljetustilassa (eli ohjauspinnat sisäänvedettyinä), jolloin suojaava sulkija 12 on kiinnitettynä kaasutiiviisti renkaan muotoisen rungon 3 suuttimen 7 poikkileikkauksella. Renkaan muotoinen runko 3 on kytketty tukeen 14 räjähtävin pultein, ja sen takana on painegeneraattori 11 säiliössä 10 ja takasuojus 35 13 on edestä kiinni, jolloin säiliö 10 on hermeettisesti etusuojuksen sulkema.

Keksinnön mukainen järjestelmä on toimintavalmis.

. · 11 111032

Kaasut, jotka syntyvät paineengenerointipurkauksen 11 syttyessä, aiheuttavat ylipaineen säiliön 10 pohjalla, joka vaikuttaa rungon 3 takaosaan. Sulkija 12 työntyy siten syvemmälle suuttimen 7 poikkileikkaukseen suojaten ohjuksen risteilymoottoria generaattorin 11 kuumilta kaasuilta ja estäen näin 5 risteilymoottorin spontaanin syttymisen. Osa kaasuista purkautuu aukon 16 (katso kuvio 5) kautta säiliön 10 ylempään hermeettiseen onkaloon. Kun paine säiliön 10 etusuojuksen alla saavuttaa kriittisen tason, etusuojus tuhoutuu ja romut lentävät ulospäin. Kun paine säiliön pohjalla olevassa suljetussa tilassa saavuttaa tarvittavan arvon, ohjusta tuessa 14 pitävät pultit räjähtävät ja oh-10 juksen venttiili 15 liukuu säiliön 10 lieriön muotoista sisäpintaa pitkin ja sulkee aukon 16, jolloin ohjus laukaistaan ylöspäin ja sinkoutuu haluttuun korkeuteen (esim. 40 m), joka tarvitaan ohjuksen suuntaamiseksi ja risteilymoottorin käynnistämiseksi vaikeissa laukaisuolosuhteissa.

Kun ohjus on saavuttanut tarvittavan korkeuden, tai jos mahdollista 15 jo ohjuksen noustessa, suoritetaan ohjuksen suuntaamiseen tarvittavat toimenpiteet, eli kaltevuuden, nojauksen ja pyörinnän ohjaus. Nämä ohjaustoimet suoritetaan eri tavalla riippuen renkaan muotoisen rungon 3 pyörintäväli-neiden sovitelmasta.

Kun ensimmäisen sovitelman ensimmäisessä vaihtoehdossa (kuvi-20 ot 1, 3) ohjuksen elektroninen lohko on sytyttänyt renkaan muotoisen kaasu-generaattorin 4, kuuma kaasusuihku tulee samanaikaisesti kaikista kaasuputkista 17, pakottaa renkaan muotoisen renkaan 23 tangon 18 päitä vasten (jolloin kaulukset 23 hermeettisesti sulkevat liikuteltavan nivelen tilat) ja purkautuu suuttimista 5 synnyttäen reaktiovoimia, jotka ovat tangentiaalisia renkaan muo-25 toiseen runkoon 3 nähden ja poikittain sen akseliin nähden eli tasossa, joka on kohtisuoraan ohjuksen 1 akseliin nähden. Näitä reaktiovoimia ohjataan samanaikaisesti aerodynaamisten voimien ohjauksen kanssa käyttäen yksittäistä käyttölaitetta, joka ohjaa ohjauspintojen 2 kiertoa ja on kineettisesti yhdistetty "V"-muotoisten haarukoiden 19 kautta tankoihin 18, jotka pyörivät akselien 20 30 ympäri. Ohjauspintojen 2 neutraaliasennossa, joka näkyy kuviossa 1, kaasu tulee samansuuruisina määrinä kaikkiin suutinparien 5 suuttimiin ja reaktio-voimien summa on nolla (katso kuvio 3). Jos jokin ohjauspinta 2 poikkeaa maksimikulmalla (25 - 30°) jompaankumpaan suuntaan, tanko 18 pyörii noin 10° ja koko kaasusuihku kaasuputkesta 17 kulkee vain vastaavan parin toisen 35 suuttimen 5 kautta. Siten ohjauspinnan 2 kulma-asento ohjaa vastaavan tangon 18 kulma-asentoa ja kaasusuihku jakautuu vastaavan suutinparin suutti- 12 111032 mien 5 kesken tangon 18 kulma-asennon suhteessa ja näin ollen synnyttää samanarvoisia reaktiovoimia kuin ohjauspinnan 2 aerodynaamisissa tasoissa, jotka ohjaavat ohjuksen kaltevuutta, nojausta ja pyörintää.

Renkaan muotoisen rungon 3 ensimmäisen sovitelman toisessa 5 vaihtoehdossa (kuviot 4, 6 ja 7) reaktiovoimien synnyttäminen on samanlainen kuin yllä mainitussa tapauksessa. Ainoa ero on, että toisessa vaihtoehdossa tangon 18 kierto ohjataan ohjauspinnan 2 kierrolla, joka aiheuttaa tapin 25 pyörimisen (katso kuvio 7). Tapin 25 kulma-asento määrittää kaasumäärän, joka saavuttaa suutinparin kunkin suuttimen 5 ja siten suutinparin reaktiovoi-10 mien summan.

Renkaan muotoisen rungon 3 toisen sovitelman osalta (kuvio 8) ohjusta 1 ohjaavien reaktiovoimien synnyttäminen on hieman erilainen kuin yllä mainitussa tapauksessa. Ohjuksen 1 suuntaus ohjataan ilman ohjauspintojen 2 osallistumista siten, että impulssireaktiomoottorit sytytetään tiettynä hetkenä, 15 jonka ohjuksen elektroniikkayksikössä oleva tietokone ohjaa. Ohjuksen kaltevuus ja nojaus muuttuu käynnistämällä voimakkaammat impulssimoottorit riveissä 31 - 32, joiden suuttimet synnyttävät säteittäisiä reaktiovoimia. Tason suunta, johon ohjus kallistetaan, määräytyy matalatehoisilla impulssimootto-reilla riveissä 29 - 30, joiden suuttimet synnyttävät tangentiaalisia voimia ren-20 kaan muotoiseen runkoon 3 nähden.

Ohjuksen risteilymoottori käynnistyy toimenpiteen lopussa ja suuntaa ohjuksen kohti maalia. Risteilymoottorin käytössä syntyneet kaasut sinkoavat helposti suojaavan sulkijan 12 (katso kuviot 1, 4 ja 8) pois ja sinkoutuvat sitten vapaasti renkaan muotoisen rungon 3 suuttimen 7 poikkileikkauksen '. 25 kautta lisäten ohjuksen nopeutta. Koska suuttimen 7 poikkileikkauksen profiili jatkuu risteilymoottorin suuttimen 6 profiilin mukaisena, risteilymoottorin suutin optimoituu, mikä lisää risteilymoottorin reaktiovoiman impulssia käytössä ja korvaa mahdollisen nopeuden pudotuksen, joka johtuu renkaan muotoisen rungon 3 hitausmassasta, koska siinä on jo tehtävänsä tehneet suuntausväli-30 neet. Siten ohjus kantaa hitausmassan riittävän kauas laukaisualueeltaan ilman lisäenergian kulutusta, ja tarvittaessa se voidaan irrottaa ohjuksesta haluttuna hetkenä ja halutussa paikassa. Tämän takia räjähtävät pultit 8 on tuhottava ja tarvittava alkuimpulssi on luotava käyttäen pyrotyöntötankoja 9 (katso kuvio 4), jolloin renkaan muotoisen rungon 3 hitausmassa, joka sisältää 35 tehtävänsä tehneet suuntausvälineet, irtautuu ohjuksen ulkopuolelle, kun risteilymoottori on käynnissä.

1 l * 13 111032

Yhteenvetona todettakoon, että keksinnön avulla voidaan minimaalisella energiankulutuksella torjua maali, joka yllättäen ilmestyy laukaisualueen lähelle, joka sijaitsee hankalassa ympäristössä, jolloin samanaikaisesti voidaan vähentää ohjuksen laukaisun aiheuttamaa laukaisualueen vahingollista 5 vaikutusta poistamalla tarve irrottaa suuntausvälineiden hitausmassa, kun ne ovat tehneet tehtävänsä. Keksintöä voidaan soveltaa isoihin ja pieniin ohjuksiin. Lisäksi keksintöä voidaan käyttää pienten muutosten tekemiseen olemassa oleviin kulmassa laukaistaviin ohjuksiin siten, että ne hyötyvät kaikista yllä mainituista ominaisuuksista. Ohjuksen laukaisu- ja suuntausjärjestelmän kol-10 messa sovitelman erikoistapauksessa ehdotettujen muutosten laadulliset parametrit ovat samanlaisia. Jonkin vaihtoehdon valinta riippuu ohjuksen luonteesta. Tietyissä olosuhteissa käytetyt välineet saattavat muissa olosuhteissa olla vähemmän soveliaita.

• (- • ♦ · * ·

Claims (12)

14 111032

1. Ohjuksen laukaisu-ja suuntausjärjestelmä sisältäen laukaisuväli-neet, aerodynaamiset ohjauspinnat (2), joiden käyttö- ja suuntausvälineet si- 5 jaitsevat ohjuksen takaosassa, käsittäen vähintään yhden kaasugeneraattorin (4) ja siihen kytketyt putket (5), tunnettu siitä, että se sisältää renkaan muotoisen rungon (3), joka on tukevasti liitetty ohjuksen (1) runkoon, renkaan muotoisessa rungossa sijaitsevat suuntausvälineet, jolloin renkaan muotoisen rungon sisäpinta on katkaistun kartion muotoinen ja päällystetty termisellä eris-10 temateriaalilla muodostaen suutinosan, jonka profiili jatkuu yhtenevänä ohjuksen risteilymoottorin suuttimen profiilin kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että renkaan muotoinen runko käsittää välineet (8, 9), jolla ohjukset irrottavat sen lennon aikana.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että suuntausvälineiden reaktiosuuttimet sijaitsevat samassa tasossa, joka on kohtisuoraan suuttimen poikkileikkauksen pitkittäisakseliin nähden.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että laukaisuvälineet ovat laukaisusäiliöitä (10), joissa on 20 suojukset edessä ja takana, ja joiden sisäosat ovat lieriön muotoiset ja tarkoitettu ohjuksen sisältämiseksi, jolloin painegeneraattori (11) sijaitsee säiliön pohjalla ja on takasuojuksen (13) sekä suojaavan sulkijan (12) sulkema ja jossa on katkaistun kartion muotoinen sivupinta, jonka profiili sopii yhteen ainakin joidenkin renkaan muotoisen rungon suuttimen poikkileikkauksen pinnan osien 25 kanssa, jolloin renkaan muotoisessa rungossa on periferaalinen venttiili (15), jonka ulkohalkaisija on samankokoinen kuin säiliön sisähalkaisija, jolloin säiliössä on tuki, johon hauraat renkaan muotoisen rungon kiinnityselementit kiinnittävät renkaan muotoisen rungon painegeneraattorin yläpuolelle.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 30 että suojaavan sulkijan muoto on kupera ja sen kupera osa suuntautuu kohti * risteilymoottoria.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että laukaisusäiliö saattaa käsittää ejektioaukon (16) renkaan muotoisen rungon kiinnitysosassa, jonka mitat valitaan huomioiden kaasuvirtaus, joka vir- 35 taa renkaan muotoisen rungon venttiilin ympäri muodostuneen tilan kautta, joi- •«* 15 111032 loin säiliön etusuojus on tehty siten, että se murtuu, kun tietty paine syntyy säiliön sisälle.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 3, 4, 5 tai 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmässä on tankoja (18), jotka on kiinnitetty ren- 5 kaan muotoiseen runkoon, että kaasugeneraattori (4) on renkaan muotoinen ja on kytketty suuntaussuutinvälineisiin renkaan muotoisessa rungossa olevin kaasuputkin (17), että kaikki suuttimet (5) ovat samanlaisia ja ryhmitelty pareittain samassa tasossa, että jokaisen parin suuttimet on suunnattu vastakkaisiin suuntiin ja mekaanisesti kytketty vastaavan tangon toiseen päähän, joka jakaa 10 renkaan muotoisessa rungossa olevasta yhteisestä kaasuputkesta tulevan kaasusuihkun suuttimille ja että jokaisen tangon toinen pää on kytketty vastaavaan ohjauspintaan (2) siten, että nivelletty pyörintä voi tapahtua.

8. Patenttivaatimuksien 7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se on varustettu renkaan muotoisin kauluksin (23), jotka on valmistettu 15 kuumuuden kestävästä materiaalista, jotka sijaitsevat lähellä vastaavan kaasuputken (17) poistopäätä, että nämä kaulukset ovat liikutettavissa pitkittäissuunnassa tässä päässä, että jokaisen tangon keskiosa on kiinnitetty renkaan muotoiseen runkoon rotaatioakselinsa (20) kautta, että jokainen suutinpari on tehty taivutettujen putkien muotoon, joissa on katkaistun kartion muotoiset 20 poistoaukot ja tuloaukot yhteisen kaasuputken poistoaukon vastapäätä, ja joiden halkaisijat ovat samankokoiset kuin kuumuuden kestävästä materiaalista valmistettujen renkaan muotoisten kaulusten sisähalkaisija, jolloin jokaisen tangon ensimmäisen pään ja renkaan muotoisen rungon kosketuspinnat on termisesti eristettävä.

9. Patenttivaatimuksien 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jokainen suutinpari on muotoiltu renkaan muotoiseen runkoon yhdeksi suoraksi kanavaksi, jossa on katkaistun kartion muotoiset päätyosat, että renkaan muotoisessa rungossa on säteittäiset aukot (24), joiden keskilinja kulkee vastaavan suoran kanavan keskikohdan kautta, jolloin se toisessa päässä on 30 kohtisuoraan kanavan keskilinjaan nähden ja sijaitsee samassa tasossa, ja toisessa päässä on kohtisuoraan vastaavan yhteisen kaasuputken poistosuut-timen keskilinjaan nähden ja sijaitsee eri tasossa, jolloin näiden aukkojen keskilinja sijaitsee kahden ensimmäisen tason leikkauskohdassa, että jokainen tanko on kiinnitetty renkaan muotoisen rungon toiseen päähän tapin (25) avul-35 la, joka on pinnoitettu kuumuuden kestävällä komposiittimateriaalilla, joka sallii pyörimisen vastaavassa säteittäisessä aukossa ja on pinnoitettu termisellä ^ h« 16 111032 eristekerroksella, jolloin jokaisen tapin komposiittimateriaalipinnoite sisältää ejektioaukon (27a), joka jakaa kaasun parin suuttimen kesken.

10. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että suuntausvälineet ovat impulssisuihkumoottoreita (29k - 32k) ren- 5 kaan muotoisessa rungossa, jotka ovat riveittäin yhtä korkein välein (29 -32), että jokainen suihkumoottorin suutin on suunnattu kohtisuoraan renkaan muotoisen rungon kaasuputken pitkittäiseen keskilinjaan nähden, että jokaisessa rivissä on samantyyppiset ja samankokoiset suihkumoottorit.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siilo tä, että vähintään pienitehoisimmat suihkumoottorit muodostavat rivin ja näiden moottorien poistosuuttimet on suunnattu tangentiaalisesti renkaan muotoiseen runkoon nähden.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen moottoririvin päätyosat suuttimien poiston kohdalla on 15 suunnattu tangentiaalisesti toiseen suuntaan renkaan muotoisen rungon ympäri, ja että toisen moottoririvin, jossa on samantyyppiset moottorit kuin ensimmäisessä rivissä, päätyosat suuttimien poiston kohdalla on suunnattu tangentiaalisesti vastakkaiseen suuntaan kuin ensimmäisen rivin päätyosat. • I • k t 17 111032