RU2222771C1 - Rocket - Google Patents

Rocket Download PDF

Info

Publication number
RU2222771C1
RU2222771C1 RU2002120245/02A RU2002120245A RU2222771C1 RU 2222771 C1 RU2222771 C1 RU 2222771C1 RU 2002120245/02 A RU2002120245/02 A RU 2002120245/02A RU 2002120245 A RU2002120245 A RU 2002120245A RU 2222771 C1 RU2222771 C1 RU 2222771C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
engine
sustainer
rocket
piston
Prior art date
Application number
RU2002120245/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002120245A (en
Inventor
В.П. Жуков
Д.В. Жуков
В.А. Коликов
В.М. Кузнецов
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority to RU2002120245/02A priority Critical patent/RU2222771C1/en
Publication of RU2002120245A publication Critical patent/RU2002120245A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2222771C1 publication Critical patent/RU2222771C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: armaments, applicable in short-range rocket complexes. SUBSTANCE: the rocket has a separating booster engine telescopically-joined to the aft part of the sustainer stage. The aft part of the main stage is provided with a movable piston enveloping it in the outside diameter, the piston is made with a flare projecting from the end face of the sustainer stage. The location seat in the front part of the engine is provided with a stop, whose inside diameter equals the diameter of the sustainer stage. The piston is joined to the aft part of the sustainer stage by a split member. EFFECT: reduced disturbances of the sustainer-stage at separation of the rocket, and as a result, enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области вооружений и может найти применение в ракетных комплексах ближнего радиуса действия. The invention relates to the field of armaments and may find application in short-range missile systems.

Известна конструкция противотанковой ракеты кинетического действия (пат. RU 2108537, МКИ F 42 B 12/06, 15/00, опубл. 10.04.98 г., бюл. 10), принятая авторами за аналог изобретения. Она содержит корпус, являющийся одновременно корпусом реактивного двигателя, заряд твердого топлива, бронебойный стержень и вспомогательные исполнительные устройства, размещенные внутри заряда твердого топлива по его оси и скрепленные непосредственно или через соединительный элемент с задним дном корпуса, стенками корпуса и зарядом твердого топлива, головку самонаведения и органы управления. The known design of the kinetic anti-tank missiles (US Pat. RU 2108537, MKI F 42 B 12/06, 15/00, publ. 10.04.98, bull. 10), adopted by the authors for an analogue of the invention. It contains a housing, which is also a jet engine housing, a solid fuel charge, an armor-piercing rod and auxiliary actuators located inside the solid fuel charge along its axis and fastened directly or through a connecting element to the rear bottom of the housing, the walls of the housing and the solid fuel charge, and a homing head and governing bodies.

Данная конструкция при минимальной длине обеспечивает равномерное распределение нагрузки по корпусу и снижает эффективность действия элементов динамической или активной защиты танков на боевой элемент. This design with a minimum length provides an even distribution of the load across the hull and reduces the effectiveness of the elements of the dynamic or active protection of tanks on the combat element.

Однако исполнение ракеты с неотделяемым стартовым двигателем не позволяет реализовать большие дальности стрельбы (свыше 3÷5 км), так как большое лобовое сопротивление приводит к резкому падению скорости после окончания работы двигателя. Применение маршевого двигателя для компенсации лобового сопротивления приводит к увеличению стартовой массы ракеты, увеличению габаритов и массы ракеты и стартового двигателя, усложнению конструкции. Все вместе это приводит к уменьшению возимого боекомплекта и снижению эффективности комплекса. However, the execution of a rocket with an inseparable starting engine does not allow to realize long firing ranges (over 3 ÷ 5 km), since a large drag results in a sharp drop in speed after the engine is finished. The use of a marching engine to compensate for drag leads to an increase in the starting mass of the rocket, an increase in the dimensions and mass of the rocket and the starting engine, and complication of the design. All together, this leads to a decrease in transportable ammunition and a decrease in the effectiveness of the complex.

Наиболее близким аналогом, принятым авторами за прототип изобретения, является двухступенчатая ракета (патент США 5005781, кл. 244-3.26, 19991 г. ), содержащая отделяемый стартовый двигатель, в который телескопически входит кормовая часть маршевой ступени. Стартовый двигатель жестко соединен узлом разделения с маршевой ступенью на стартовом участке полета и отделяется от нее по окончании работы. The closest analogue adopted by the authors for the prototype of the invention is a two-stage rocket (US patent 5005781, CL 244-3.26, 19991), containing a detachable starting engine, which telescopically includes the aft part of the marching stage. The starting engine is rigidly connected to the separation unit with the mid-flight stage at the starting portion of the flight and is separated from it at the end of work.

Конструкция прототипа обеспечивает сокращение длины за счет частичного вхождения маршевой ступени в стартовый двигатель и позволяет вести стрельбу на большие дальности без использования дополнительного маршевого двигателя. Благодаря отделению стартового двигателя уменьшается площадь боковой поверхности ракеты и составляющая лобового сопротивления на трение. Кроме того, конструкция прототипа позволяет обеспечивать высокую степень заполнения камеры двигателя при размещении в ней части маршевой ступени. The design of the prototype provides a reduction in length due to the partial entry of the marching stage into the starting engine and allows firing at long ranges without the use of an additional marching engine. Thanks to the separation of the starting engine, the side surface of the rocket and the friction drag component are reduced. In addition, the design of the prototype allows for a high degree of filling of the engine chamber when placing part of the sustainer stage in it.

Однако недостатком указанной конструкции являются значительные возмущения, действующие на маршевую ступень ракеты при разделении. Это связано с наличием боковых сил, действующих на двигатель при его отделении, вызывающих его разворот относительно направления движения и удар по кормовой части маршевой ступени в момент разделения, что может привести к разрушению маршевой ступени, особенно при высоких скоростях полета. В процессе разделения под действием боковых сил, действующих на двигатель, и противодействующих им стабилизирующих сил, действующих на маршевую ступень, в узле разделения возникают силы трения, противодействующие процессу разделения и увеличивающие время разделения. За счет увеличения времени разделения возрастает импульс боковых сил, действующих на маршевую ступень, что еще больше увеличивает возмущения при разделении. However, the disadvantage of this design are significant disturbances acting on the march stage of the rocket during separation. This is due to the presence of lateral forces acting on the engine when it is separated, causing it to turn relative to the direction of movement and hit the aft part of the marching stage at the time of separation, which can lead to the destruction of the marching stage, especially at high flight speeds. In the process of separation under the influence of lateral forces acting on the engine and the stabilizing forces opposing them acting on the march stage, friction forces arise in the separation unit to counteract the separation process and increase the separation time. Due to the increase in the separation time, the momentum of the lateral forces acting on the marching step increases, which further increases the perturbations in the separation.

В процессе разделения под действием управляющего момента корпус маршевой ступени изгибается и контактная поверхность взаимодействия кормовой части и посадочного гнезда двигателя в пределах зазора увеличивается. В результате растет сила трения и время движения по посадочному гнезду, при этом по мере выдвижения маршевой ступени из посадочного гнезда может возрастать амплитуда колебаний маршевой ступени в пределах зазора между кормовой частью и посадочным гнездом. Рост амплитуды колебаний маршевой ступени относительно двигателя также приводит к росту возмущений в момент разделения. In the process of separation under the influence of the control moment, the march stage housing is bent and the contact surface of the interaction of the aft part and the engine seat within the gap increases. As a result, the friction force and the travel time along the landing nest increase, and as the marching stage moves out of the landing nest, the amplitude of the marching stage oscillations within the gap between the aft and the landing nest can increase. An increase in the amplitude of oscillations of the march stage relative to the engine also leads to an increase in perturbations at the time of separation.

В момент расцепления маршевой ступени и стартового двигателя маршевая ступень, имеющая запас устойчивости меньший, чем ракета в целом до разделения (с двигателем с выгоревшим зарядом), совершает резкий угловой разворот, изменяющий угол атаки. Разворот при этом осуществляется не относительно ее центра масс, а относительно контактной поверхности кормовой части маршевой ступени с посадочным гнездом, что увеличивает плечо приложения силы и может вызвать увеличение угла атаки ступени за пределы допустимого, следствием чего может быть выход маршевой ступени из луча управления и соответственно потеря ракеты. At the moment of disengagement of the march stage and the starting engine, the march stage, which has a stability margin less than the rocket as a whole before separation (with an engine with a burned-out charge), makes a sharp angular turn, changing the angle of attack. In this case, the turn is carried out not relative to its center of mass, but relative to the contact surface of the aft part of the march stage with the landing seat, which increases the shoulder of the application of force and can cause an increase in the angle of attack of the stage beyond the permissible limits, which may result in the march stage leaving the control beam and, accordingly, rocket loss.

Таким образом, задачей предлагаемого изобретения является уменьшение возмущений маршевой ступени ракеты при разделении, и как следствие - повышение надежности. Thus, the objective of the invention is to reduce disturbances of the march stage of the rocket during separation, and as a result, to increase reliability.

Поставленная задача достигается тем, что в ракете, содержащей отделяемый стартовый двигатель, телескопически соединенный с кормовой частью маршевой ступени, в отличие от прототипа, кормовая часть маршевой ступени снабжена охватывающим ее по наружному диаметру подвижным поршнем, выполненным с выступающей за торец маршевой ступени юбкой, при этом посадочное гнездо в передней части двигателя снабжено упором, внутренний диаметр которого равен диаметру маршевой ступени, а поршень соединен с кормовой частью маршевой ступени разрывным элементом. The task is achieved in that in a rocket containing a detachable starting engine, telescopically connected to the aft of the march stage, in contrast to the prototype, the aft of the march stage is equipped with a movable piston covering it in outer diameter, made with a skirt protruding beyond the end of the march stage, this landing seat in the front of the engine is equipped with a stop, the inner diameter of which is equal to the diameter of the sustainer stage, and the piston is connected to the aft of the sustainer stage by a discontinuous element ntom.

Совокупность конструктивных элементов и их взаимное расположение позволяет:
- уменьшить силовое воздействие на кормовую часть маршевой ступени со стороны двигателя за счет сокращения времени разделения и импульса возмущающих сил;
- уменьшить в момент разделения угол разворота стартового двигателя относительно направления движения за счет смещения центра масс двигателя вперед и за счет импульса динамического удара поршня об упор в момент остановки;
- обеспечить отсутствие перекоса маршевой ступени относительно посадочного гнезда стартового двигателя при их разделении за счет упора и юбки подвижного поршня, увеличивающих длину посадки. При этом момент от управляющих сил передается только по двум цилиндрическим поверхностям, что исключает возможность контакта кормовой части маршевой ступени при ее изгибе со стенками посадочного гнезда и уменьшает силу трения и, в конечном счете, позволяет сократить время разделения ступеней и уменьшить тем самым импульс боковых сил в момент разделения;
- уменьшить угол разворота маршевой ступени относительно точки ее контакта со стартовым двигателем к моменту выхода кормовой части из посадочного гнезда за счет наличия у подвижного поршня юбки, выступающей за торец маршевой ступени, что уменьшает возмущение при разделении;
- подкрепить посадочное гнездо стартового двигателя подвижным поршнем, что позволяет увеличить длину посадочного гнезда и выполнить его в камере сгорания двигателя без увеличения толщины стенок, а также увеличить глубину вдвижения маршевой ступени в двигатель и сократить тем самым длину ракеты.
The combination of structural elements and their relative position allows:
- reduce the power effect on the aft of the march stage from the engine side by reducing the separation time and impulse of disturbing forces;
- to reduce at the time of separation the angle of rotation of the starting engine relative to the direction of motion due to the displacement of the center of mass of the engine forward and due to the impulse of the dynamic impact of the piston against the stop at the time of stopping;
- to ensure that there is no skew of the march stage relative to the landing jack of the starting engine when they are separated due to the stop and the skirt of the movable piston, increasing the length of the landing. In this case, the moment from the control forces is transmitted only along two cylindrical surfaces, which excludes the possibility of contact of the aft part of the march stage when it is bent with the walls of the landing nest and reduces the friction force and, ultimately, allows to reduce the separation time of the stages and thereby reduce the lateral forces momentum at the time of separation;
- reduce the angle of rotation of the march stage relative to the point of contact with the starting engine by the time the stern comes out of the landing nest due to the presence of a skirt on the movable piston protruding beyond the end of the march stage, which reduces disturbance during separation;
- reinforce the starting seat of the starting engine with a movable piston, which allows to increase the length of the landing socket and execute it in the combustion chamber of the engine without increasing the wall thickness, as well as to increase the depth of movement of the marching step into the engine and thereby reduce the length of the rocket.

Сущность изобретения поясняется схемой ракеты (фиг.1) и схемой сил и моментов (фиг. 2), действующих на маршевую ступень и отделяемый стартовый двигатель в момент разделения. The invention is illustrated by the rocket diagram (Fig. 1) and the diagram of forces and moments (Fig. 2) acting on the marching stage and the detachable starting engine at the time of separation.

Предлагаемая ракета (фиг.1) содержит маршевую ступень 1 и стартовый двигатель 2, жестко соединенные с помощью узла фиксации-расфиксации 4. Кормовая часть 3 маршевой ступени 1 размещена в охватывающем ее по наружному диаметру Dмс подвижном поршне 6, выполненном с выступающей за торец маршевой ступени юбкой 7, и соединена с ним разрывным элементом 9. В передней части посадочного гнезда 5 отделяемого стартового двигателя 2 выполнен упор 8, препятствующий выходу подвижного поршня 6 с юбкой 7 из посадочного гнезда двигателя после разделения ступеней ракеты.The proposed rocket (Fig. 1) contains a marching stage 1 and a starting engine 2, rigidly connected by a fixation-unlocking unit 4. The aft part 3 of the marching stage 1 is placed in a movable piston 6, covering its outer diameter D ms , made with a protruding end the mid-flight stage with a skirt 7, and is connected to it by a discontinuous element 9. In the front part of the landing socket 5 of the detachable starting engine 2, an emphasis 8 is made that prevents the movable piston 6 with the skirt 7 from coming out of the engine landing socket after separation of the steps Aketi.

Работа предлагаемой конструкции осуществляется следующим образом. The work of the proposed design is as follows.

На стартовом участке ракета летит с жестко соединенными между собой с помощью узла фиксации-расфиксации 4 маршевой ступенью 1 и отделяемым стартовым двигателем 2. В момент окончания работы стартового двигателя срабатывает механизм расфиксации 4 и маршевая ступень, размещенная в подвижном поршне 6, и стартовый двигатель начинают разделяться либо под действием разности аэродинамических сил, действующих на маршевую ступень и двигатель, либо под действием давления, которое может создаваться за поршнем продуктами сгорания от сжигаемого пиротехнического состава либо отобранным из камеры сгорания стартового двигателя газом. В момент удара поршня 6 об упор 8 посадочного гнезда 5 происходит разрушение разрывного элемента 9 и отделение стартового двигателя от маршевой ступени. At the launch site, the rocket flies with the march stage 1 rigidly connected to each other by the fixation-release unit 4 and the detachable start engine 2. At the moment the launch engine finishes, the release mechanism 4 and the march stage located in the movable piston 6 are activated, and the start engine separated either by the difference in aerodynamic forces acting on the march stage and the engine, or by the pressure that can be created behind the piston by the combustion products from the burned pyro or the composition of the Technical selected from combustion chamber gas engine starting. At the moment of impact of the piston 6 about the stop 8 of the landing seat 5, the breaking element 9 is destroyed and the starting engine is separated from the sustainer stage.

При разделении ступеней упор 8 обеспечивает остановку поршня 6 в момент выхода маршевой ступени 1 из посадочного гнезда 5 отделяемого стартового двигателя 2. При этом за счет смещения центра масс двигателя вперед и динамического воздействия поршня на двигатель уменьшается угол разворота двигателя (фиг.2). When separating the stages, the stop 8 ensures that the piston 6 stops at the moment the sustainer stage 1 leaves the landing seat 5 of the detachable starting engine 2. At the same time, the angle of rotation of the engine is reduced due to the displacement of the center of mass of the engine forward and the dynamic action of the piston on the engine (Fig. 2).

При активном разделении остановка поршня позволяет исключить силовое и тепловое воздействие на маршевую ступень продуктов сгорания пиротехнического состава или продуктов сгорания топлива, под действием которых осуществляется разделение ступеней после прекращения работы двигателя. With active separation, stopping the piston eliminates the power and thermal effects on the marching stage of the combustion products of the pyrotechnic composition or the products of fuel combustion, under which the stages are separated after the engine stops working.

Длина упора, юбки поршня и длина участка кормовой части маршевой ступени, которую охватывает поршень, а также величина зазора между кормовой частью маршевой ступени и посадочным гнездом двигателя выбираются в каждом конкретном случае расчетным путем и уточняются в процессе отработки. The length of the stop, the piston skirt and the length of the section of the aft part of the marching stage that the piston covers, as well as the gap between the aft of the marching stage and the engine seat, are selected in each case by calculation and are refined during development.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении обеспечивается уменьшение угловых возмущений маршевой ступени в момент разделения ее со стартовым двигателем за счет уменьшения сил трения по посадочному гнезду и уменьшения тем самым времени разделения, уменьшения угла разворота маршевой ступени относительно точки ее контакта с посадочным гнездом двигателя, а также исключается силовое воздействие на корму маршевой ступени при активном разделении продуктов сгорания дополнительной навески или продуктов сгорания топлива стартового двигателя. Thus, in the proposed technical solution, it is possible to reduce the angular perturbations of the sustainer stage at the time of its separation with the starting engine by reducing friction forces along the landing jack and thereby reduce the separation time, reduce the angle of rotation of the sustainer stage relative to its point of contact with the engine mounting socket, and the force effect on the stern of the march stage is also excluded during the active separation of the products of combustion of an additional sample or the products of combustion of the starting fuel wiggler.

Источники информации
1. Патент RU 2108537, МКИ F 42 B 12/06, 15/00, опубликован 10.04.98 г., бюл. 10 - аналог.
Sources of information
1. Patent RU 2108537, MKI F 42 B 12/06, 15/00, published April 10, 1998, bull. 10 - analogue.

2. Патент США 5005781, кл. 244 - 3.26, 19991 г. - прототип. 2. US patent 5005781, CL 244 - 3.26, 19991 - prototype.

Claims (1)

Ракета, содержащая отделяемый стартовый двигатель, телескопически соединенный с кормовой частью маршевой ступени, отличающаяся тем, что кормовая часть маршевой ступени снабжена охватывающим ее по наружному диаметру подвижным поршнем, выполненным с выступающей за торец маршевой ступени юбкой, при этом посадочное гнездо в передней части двигателя выполнено с упором, внутренний диаметр которого равен диаметру маршевой ступени, а поршень соединен с кормовой частью маршевой ступени разрывным элементом.A rocket containing a detachable starting engine telescopically connected to the aft part of the march stage, characterized in that the aft part of the march stage is equipped with a movable piston enveloping it in outer diameter, made with a skirt protruding beyond the end of the march stage, while the landing seat in the front of the engine is made with a stop, the inner diameter of which is equal to the diameter of the sustainer stage, and the piston is connected to the aft part of the sustainer stage by a discontinuous element.
RU2002120245/02A 2002-07-25 2002-07-25 Rocket RU2222771C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002120245/02A RU2222771C1 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Rocket

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002120245/02A RU2222771C1 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Rocket

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002120245A RU2002120245A (en) 2004-01-20
RU2222771C1 true RU2222771C1 (en) 2004-01-27

Family

ID=32091401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002120245/02A RU2222771C1 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Rocket

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2222771C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558488C2 (en) * 2013-10-18 2015-08-10 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра" (ПАО "НПО "Искра") Solid-propellant rocket engine
RU2600187C2 (en) * 2015-09-01 2016-10-20 Александр Тихонович Зиньковский Solid propellant rocket engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАРПЕНКО А.В. и др. Отечественные стратегические ракетные комплексы. СПб.: Невский бастион - Гангут, 1999, с.70-75. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558488C2 (en) * 2013-10-18 2015-08-10 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра" (ПАО "НПО "Искра") Solid-propellant rocket engine
RU2600187C2 (en) * 2015-09-01 2016-10-20 Александр Тихонович Зиньковский Solid propellant rocket engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002120245A (en) 2004-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3903804A (en) Rocket-propelled cluster weapon
AU781896B2 (en) Improvements in and relating to the launching of missiles
RU2401413C1 (en) Method for separation of accelerating engine of coned-bore rocket and rocket for its realisation
RU2544446C1 (en) Rolling cruise missile
JPH10508935A (en) Method and apparatus for using a warhead released from a launch vehicle to strike a recognized target along a flight path of the launch vehicle
RU2222771C1 (en) Rocket
RU2686546C1 (en) Armor piercing active-missile
KR101609507B1 (en) Range Extension Form Ramjet Propelled Shell
US5363766A (en) Remjet powered, armor piercing, high explosive projectile
RU2422760C1 (en) Bicalibre controlled missile
US4465249A (en) Lateral acceleration control method for missile and corresponding weapon systems
RU2327949C1 (en) Missile
JP2012504745A (en) Multistage ultra high speed kinetic energy missile
JPH04500406A (en) Weapons for light anti-armored vehicles
RU2368863C1 (en) Head aerodynamic fairing of ballistic rocket
RU2805438C1 (en) Rocket launch block
RU2386921C1 (en) Multistage anti-aircraft missile and method of its tactical employment
RU2279629C2 (en) Rocket
RU2790656C1 (en) Supersonic guided missile
RU2748877C1 (en) Rocket in barrel-container
RU2207495C1 (en) Jet projectile
RU2247932C1 (en) Method for launching of jet projectile and complex of armament for its realization
RU2235283C1 (en) Method to start a guided missile and a guided missile for its realization
RU2233419C2 (en) Jet projectile
RU2233424C1 (en) Jet projectile

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190628