RU2082941C1

RU2082941C1 - Rocket with aerodynamic brake

Info

Publication number: RU2082941C1
Application number: RU94024970/02A
Authority: RU
Inventors: В.П. Жуков; А.В. Рассказов; Я.В. Клыковский; Л.А. Хрипунов; В.М. Кузнецов
Original assignee: Конструкторское бюро приборостроения
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1997-06-27
Also published as: RU94024970A

Abstract

FIELD: rocketry, in particular, recoverable research rockets. SUBSTANCE: rocket with aerodynamic brake in the form of main and auxiliary flaps laid longitudinally on its body for movement along the rocket body. Auxiliary flaps are installed symmetrically relative to rolling plane of synchronizer symmetry and made in the form of double-arm lever, whose shorter arm is connected to synchronizer. EFFECT: improved design. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкции спасаемых исследовательских ракет в качестве устройства начального торможения, а также для торможения сбрасываемых с воздушных носителей на больших скоростях устройств. The invention relates to rocket technology and can be used in the construction of rescue research rockets as an initial braking device, as well as for braking devices dropped from air carriers at high speeds.

Известны различные конструкции ракет с тормозными устройствами, обеспечивающими резкое гашение их скорости при сходе с носителя, либо для спасаемых ракет снижение скорости до величины, обеспечивающей возможность введения второй (парашютной) ступени торможения, либо торможение отделяющейся ступени ракеты. There are various designs of missiles with braking devices, providing a sharp damping of their speed when leaving the carrier, or for salvaged missiles, reducing the speed to a value that allows the introduction of a second (parachute) braking stage, or braking a detached rocket stage.

Значительная часть тормозных устройств представляет собой симметрично расположенные вокруг корпусов ракеты шарнирно закрепленные щитки, раскрываемые поперек потока воздуха, либо самим аэродинамическим потоком, либо с помощью специального привода. A significant part of the braking devices is pivotally mounted flaps symmetrically located around the rocket hulls, which are opened across the air flow, either by the aerodynamic flow itself, or using a special drive.

Примером такого устройства является ракета с тормозным устройством [1] содержащая поворотные щитки, раскрываемые в положение торможения под действием раскрывающегося складного оперения ракеты, а затем под действием набегающего потока. An example of such a device is a rocket with a braking device [1] containing pivoting flaps that open to the braking position under the action of the folding folding tail of the rocket, and then under the action of the oncoming flow.

Недостатком приведенного устройства является его недостаточная надежность, что определяется асинхронностью раскрытия автономно закрепленных тормозных щитков, что вызывает возмущения и может привести к потере ракеты; - отсутствием элементов для снижения динамического воздействия раскрывающихся щитков на корпус, что также вызывает возмущения и, кроме того необходимость упрочения и, следовательно, утяжеления тормозных щитков. The disadvantage of this device is its lack of reliability, which is determined by the asynchronous opening of the autonomously attached brake flaps, which causes disturbances and can lead to missile loss; - the lack of elements to reduce the dynamic effects of the flaps on the housing, which also causes disturbances and, in addition, the need for hardening and, therefore, the weighting of the brake flaps.

Указанных недостатков лишена ракетная система с тормозным устройством [2] являющаяся прототипом настоящего предполагаемого изобретения, в которой аэродинамический тормоз содержит шарнирно закрепленные на корпусе продольно уложенные основные щитки, шарнирно соединенные тягами с синхронизатором в виде кольца, установленного с возможностью перемещения вдоль корпуса ракеты, и аналогично установленные и не связанные с основными дополнительные щитки. Для тех и других щитков предусмотрены амортизаторы. These shortcomings are deprived of a missile system with a braking device [2] which is a prototype of the present alleged invention, in which the aerodynamic brake comprises longitudinally laid main shields pivotally mounted on the body, articulated by rods with a synchronizer in the form of a ring mounted to move along the rocket body, and similarly additional shields installed and not connected with the main ones. Shock absorbers are provided for both shields.

В сравнении с аналогом прототип обладает следующими преимуществами: - обеспечивается синхронность раскрытия щитков: применение амортизатора смягчает динамический удар. In comparison with the analogue, the prototype has the following advantages: - synchronization of the flaps opening is ensured: the use of a shock absorber softens the dynamic shock.

Недостатком описанного устройства является то, что на больших скоростях полета при раскрытии щитков разгоняется до большой скорости, затем тормозится амортизатором, следовательно на него действуют значительные динамические силы, что требует увеличения его прочности, а, следовательно, и массы. А увеличение щитка приводит к еще большему росту динамических сил на участке торможения щитка. Кроме того, при больших скоростях раскрытия требуется увеличение габаритов амортизатора. The disadvantage of the described device is that at high flight speeds when the flaps are opened, it accelerates to a high speed, then it is braked by the shock absorber, therefore, significant dynamic forces act on it, which requires an increase in its strength, and, consequently, its mass. An increase in the flap leads to an even greater increase in dynamic forces in the area of braking of the flap. In addition, at high speeds of opening, an increase in the dimensions of the shock absorber is required.

Целью изобретения является обеспечение торможения ракеты на сверх и гиперзвуковых скоростях путем уменьшения сил, действующих на элементы щитков при раскрытии, и уменьшения скорости раскрытия щитков. The aim of the invention is to provide braking of the rocket at supersonic and hypersonic speeds by reducing the forces acting on the elements of the flaps during opening, and reducing the speed of the flaps.

Для достижения указанной цели в известной ракете с аэродинамическим тормозом, содержащей шарнирно закрепленные на ее корпусе и уложенные продольно основные щитки, шарнирно соединенные тягами со стороны свободного конца с синхронизатором, установленным с возможностью перемещения вдоль корпуса ракеты, и дополнительные щитки, основные и дополнительные щитки установлены симметрично относительно поперечной плоскости симметрии синхронизатора, при этом каждый дополнительный щиток снабжен хвостовиком, шарнирно соединенным посредством тяги с синхронизатором. To achieve this goal, in a known rocket with an aerodynamic brake, comprising main shields pivotally mounted on its body and longitudinally stacked, articulated by rods from the free end side with a synchronizer mounted to move along the rocket body, and additional shields, main and additional shields are installed symmetrically with respect to the transverse plane of symmetry of the synchronizer, with each additional shield provided with a shank pivotally connected by means of gee with a synchronizer.

Такое конструктивное решение обеспечивает взаимное аэродинамическое демпфирование кинематически связанных с общим синхронизатором тягами раскрывающихся во взаимно противоположных направлениях основных и дополнительных щитков, что при соответствующем подборе конфигурации щитков и закона их раскрытия позволяет полностью устранить динамический удар. Such a constructive solution provides mutual aerodynamic damping of the kinematically connected with the common synchronizer rods that open in opposite directions of the main and additional shields, which, with appropriate selection of the configuration of the shields and the law of their disclosure, can completely eliminate the dynamic impact.

На фиг. 1 показана ракета в исходном положении; на фиг. 2 ракета с раскрытыми тормозными щитками; на фиг. 3 ракета с раскрытыми тормозными щитками, вид сзади; на фиг. 4 хвостовая часть ракеты с аэродинамическим тормозом в исходном положении, продольный разрез; на фиг. 5 хвостовая часть ракеты с раскрытыми тормозными щитками, продольный разрез. In FIG. 1 shows a rocket in its initial position; in FIG. 2 rocket with open brake flaps; in FIG. 3 rocket with open brake flaps, rear view; in FIG. 4 the tail of the rocket with an aerodynamic brake in the initial position, a longitudinal section; in FIG. 5 tail part of the rocket with the brake flaps open, longitudinal section.

Предлагаемая ракета (фиг. 1, 2, 4) снабжена аэродинамическим тормозом 1, расположенным в ее хвостовой части и содержащим щитки 2 установленные на осях 3 в проушинах 4 корпуса 5 ракеты, и щитки 6, установленные на осях 7 в проушинах 8 хвостовика 9, соединенного с корпусом 5 посредством гайки 10 и образующего кольцевую полость 11, в которой установлен синхронизатор 12 в виде подвижной втулки. Щитки 2, открываемые по потоку, назовем основными, так как они присутствуют в прототипе. В продольных прорезях 13 и 14 синхронизатора 12 на осях 15 и 16 установлены тяги 17 и 18, причем конец тяги 17 шарнирно соединен осью 19 с хвостовиком 20 щитка 2, а конец тяги 18 осью 21 со щитком 6 со стороны его свободного конца. The proposed rocket (Fig. 1, 2, 4) is equipped with an aerodynamic brake 1 located in its rear part and containing shields 2 mounted on the axles 3 in the eyes 4 of the rocket body 5, and shields 6 mounted on the axles 7 in the eyes 8 of the shank 9, connected to the housing 5 by means of a nut 10 and forming an annular cavity 11 in which the synchronizer 12 is mounted in the form of a movable sleeve. Shields 2, opened by the stream, will be called basic, since they are present in the prototype. In the longitudinal slots 13 and 14 of the synchronizer 12, the rods 17 and 18 are installed on the axes 15 and 16, the end of the rod 17 being pivotally connected by the axis 19 to the shank 20 of the shield 2, and the end of the rod 18 by the axis 21 with the shield 6 from the side of its free end.

В сложенном положении щитки 2 и 6 удерживаются стаканом 22, закрепленным срезанными винтами 23 на хвостовике 9, в центральной части которого установлены пирозамедлитель 24, размещенный в толкателе 25, и пороховая навеска 26. In the folded position, the shields 2 and 6 are held by a glass 22 fixed with cut-off screws 23 on the shank 9, in the central part of which a pyro-retarder 24 is installed, located in the pusher 25, and a powder hinge 26.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

При пуске ракеты (подача импульса на поджиг двигателя) одновременно инициируется пирозамедлитель 24, время горения которого выбрано из условия обеспечения срабатывания аэродинамического тормоза в заданный момент полета. По окончании горения пирозамедлителя срабатывает пороховая навеска 26 и толкатель 25 под действием пороховых газов выбрасывается в направлении, противоположном направлению движения ракеты, сбрасывая при этом стакан 22 (срезав головки винтов 23) и освобождая тормозные щитки 2 и 6. When a rocket is launched (applying a pulse to the engine’s ignition), a pyro-moderator 24 is simultaneously initiated, the burning time of which is selected from the condition that the aerodynamic brake is activated at a given moment of flight. At the end of the combustion of the pyro-moderator, the powder hitch 26 is triggered and the pusher 25 is thrown out under the action of the powder gases in the direction opposite to the direction of the rocket movement, dropping the glass 22 (having cut off the screw heads 23) and releasing the brake flaps 2 and 6.

Под действием набегающего потока, затекающего в полость а (фиг. 4) и создающего момент сил M₁, щитки 2 начинают синхронно открываться, поворачиваясь (фиг. 4, 5) вокруг оси 3 по часовой стрелке (по потоку). При этом они своими хвостовиками 20, являющимися малым плечом двухплечевого рычага щитка 2 посредством тяг 17 вызывают осевое перемещение вперед синхронизатора 12.Under the action of the incident flow flowing into the cavity a (Fig. 4) and creating a moment of forces M ₁ , the shields 2 begin to open synchronously, turning (Fig. 4, 5) around axis 3 clockwise (downstream). Moreover, their shanks 20, which are the small shoulder of the two-arm lever of the shield 2 by means of rods 17 cause axial forward movement of the synchronizer 12.

Синхронизатор 12, перемещаясь вперед, тягами 18 вызывает поворот щитков 6 против потока, щитки 6 раскрываются, преодолевая воздействующий на них момент M₂ сопротивления открытию против потока. Геометрические размеры и конфигурация щитков 2 и 6 выбраны таким образом, что на начальном участке раскрытия момент сил M₁, поворачивающий щитки 2 по потоку, превосходит момент сопротивления M₂, действующий на щитки 6, что обеспечивает раскрытие всех щитков (причем раскрытие это является плавным, безударным), а на конечном участке раскрытия обеспечивают равенство моментов M₁ и M₂, что позволяет полностью исключить динамический удар.The synchronizer 12, moving forward, by rods 18 causes the flaps 6 to rotate against the flow, the flaps 6 open, overcoming the moment M ₂ acting on them against opening against the flow. The geometric dimensions and configuration of the flaps 2 and 6 are selected in such a way that at the initial section of the opening, the moment of forces M ₁ , which rotates the flaps 2 in a stream, exceeds the moment of resistance M ₂ acting on the flaps 6, which ensures the opening of all the flaps (this opening is smooth , unstressed), and in the final section of the disclosure, the moments M ₁ and M _{2 are} equal, which completely eliminates the dynamic impact.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении по сравнению с прототипом обеспечивается исключение динамического удара за счет уравновешивания момента от набегающего потока, воздействующего на основные щитки, с момента сопротивления открытию дополнительных щитков, что позволяет обеспечить раскрытие щитков на сверх- и гиперзвуковых скоростях. Thus, in the proposed technical solution, in comparison with the prototype, the dynamic shock is eliminated by balancing the moment from the incoming flow acting on the main shields from the moment of resistance to opening additional shields, which allows the shields to open at supersonic and hypersonic speeds.

Claims

1. A rocket with an aerodynamic brake, containing the main shields pivotally mounted and longitudinally laid on its body, pivotally connected by rods from the side of the free end with a synchronizer mounted to move along the rocket body, and additional shields, characterized in that the main and additional shields are installed symmetrically with respect to the transverse plane of symmetry of the synchronizer, with each additional shield made in the form of a two-shouldered lever, the short arm of which by means of traction pivotally connected to the synchronizer.

2. The missile according to claim 1, characterized in that the additional flaps are installed with an angular offset relative to the main flaps.