RU2253083C1 - Propelled component - Google Patents

Propelled component Download PDF

Info

Publication number
RU2253083C1
RU2253083C1 RU2003137089/02A RU2003137089A RU2253083C1 RU 2253083 C1 RU2253083 C1 RU 2253083C1 RU 2003137089/02 A RU2003137089/02 A RU 2003137089/02A RU 2003137089 A RU2003137089 A RU 2003137089A RU 2253083 C1 RU2253083 C1 RU 2253083C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
core
obturator
combustion chamber
casing
keels
Prior art date
Application number
RU2003137089/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Прудников (RU)
А.Г. Прудников
Ю.Г. Яновский (RU)
Ю.Г. Яновский
Original Assignee
Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН)
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 Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН) filed Critical Институт прикладной механики Российской Академии Наук (ИПРИМ РАН)
Priority to RU2003137089/02A priority Critical patent/RU2253083C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2253083C1 publication Critical patent/RU2253083C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Abstract

FIELD: propelling equipment, applicable, in particular, for enhancing the efficiency of propelling devices and jet technology.
SUBSTANCE: the component has a massive central subcaliber-type core in the form of an extended cylinder with a sharpened front part and with tail fins in the rear part, leading device-obturator consisting of radially joined sections with the core of the propelled component fastened in its inner hole. The front end face surface of the obturator is made with a ring-shaped recess, concentric relative to the common axis of the core, leading device. Positioned above the outer rear part of the obturator is the casing of the propelled component, whose central axis coincides with the common axis of the core and obturator, the rear part of the mentioned casing rests on the ends of the fins, solid propellant is positioned in the space of the combustion chamber confined by the inner side surface of the casing outer surface of the core, rear end face surface of the obturator and the rear plane of the casing. The outlet section of the combustion chamber is divided into ring sections by the core fins, each section of the obturator has at least one through duct connecting the ring-shaped recess of the front end face surface of the obturator to its end face rear surface, the mentioned duct and its continuation in the space of the combustion chamber are filled with quick-burning propellant, and the rest section of the combustion chamber is filled with slow-burning propellant.
EFFECT: the following characteristics are improved: the absolute value of the on-board power reserve, useful power, power supply in the boost stage, economical efficiency, reliability, mass and dimensional characteristics, cost.
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано, в частности, для повышения эффективности бронебойной артиллерийской и реактивной техники.The invention relates to military equipment and can be used, in particular, to increase the effectiveness of armor-piercing artillery and rocket technology.

Известен аналог предложенного - “Патрон с реактивной проникающей частью” [1] (Патент RU 2099667 Int.Cl. F 42 B 5/02, приоритет 27.05.94), предназначенный для баллистического разгона в стволе метательного устройства (МУ) и маршевого реактивного доразгона метаемого элемента (МЭ), содержащий массивный центральный сердечник с заостренной лобовой частью, поверх наружной кормовой части метаемого элемента размещен кожух, центральная ось которого совпадает с осью сердечника, причем объем камеры сгорания, ограниченный внутренней боковой поверхностью корпуса и кормовой плоскостью корпуса, заполнен объемно разделенными частями быстрогорящего и медленно горящего твердого топлива, что совпадает с существенными признаками предлагаемого способа.A known analogue of the proposed one is “Cartridge with reactive penetrating part” [1] (Patent RU 2099667 Int.Cl. F 42 B 5/02, priority 05.27.94), intended for ballistic dispersal in the barrel of a propelling device (MU) and for marching reactive do-disperse a missile element (ME) containing a massive central core with a pointed frontal part, a casing is placed over the outer stern of the missile element, the central axis of which coincides with the axis of the core, the volume of the combustion chamber limited by the inner side surface of the housing and the feed plane of the body, filled with volumetric separated parts of fast-burning and slowly burning solid fuels, which coincides with the essential features of the proposed method.

При этом медленно горящее топливо (первого типа) инициируют в начальный момент запуска снаряда, а быстрогорящее (второго типа) после его вылета из ствола метательного устройства.In this case, slowly burning fuel (of the first type) is initiated at the initial moment of the launch of the projectile, and fast-burning (of the second type) after it leaves the barrel of the propelling device.

Недостаток аналога [1] состоит в:The disadvantage of analogue [1] is:

- использовании для маршевого разгона МЭ только его бортового запаса топлива и в соответствующем снижении кинетической энергии МЭ в конце доразгона, необходимой для выполнения поставленной задачи;- using only its on-board fuel supply for marching overclocking of MEs and in a corresponding reduction in the kinetic energy of MEs at the end of overclocking, necessary to accomplish the task;

- повышенном сопротивлении воздуха при полете и соответствующем снижении кинетической энергии МЭ, дальности его полета, что имеет место из-за крупнокалиберности сердечника МЭ.- increased air resistance during flight and a corresponding decrease in the kinetic energy of the ME, the range of its flight, which is due to the large-caliber core ME.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является принятый в качестве прототипа “Сердечник подкалиберного реактивного снаряда [2] (Pat. US №4703696 N.C1.102/517 Pr.03.11.1987), предназначенный для разгона в стволе МУ, содержащий массивный центральный сердечник в виде протяженного цилиндра с заостренной лобовой частью и с хвостовым оперением в кормовой части, обтюратор, состоящий из n радиально сочлененных секций, сквозь внутреннее отверстие которого продет сердечник МЭ, лобовая торцевая поверхность обтюратора выполнена с кольцеобразным углублением, центрированным относительно общей оси сердечника, обтюратора и корпуса, что совпадает с существенными признаками предлагаемого способа.Closest to the proposed technical solution is adopted as a prototype, “The core of a sub-caliber rocket projectile [2] (Pat. US No. 4703696 N.C1.102 / 517 Pr.03.11.1987), intended for acceleration in the barrel MU, containing a massive central core in the form of an extended cylinder with a pointed frontal part and with tail feathering in the aft part, a sealer consisting of n radially articulated sections, through which an ME core is threaded, the frontal end surface of the obturator is made with an annular angle ubleniem centered on a common axis of the core, the obturator and the housing, which coincides with the essential features of the proposed method.

При этом топливо камерного заряда метательного устройства (вышибной заряд) выполнено быстросгорающим, его воспламенение инициируют в начальный момент запуска снаряда.In this case, the fuel of the chamber charge of the propelling device (expelling charge) is made quick-burning, its ignition is initiated at the initial moment of the launch of the projectile.

Работа устройства-прототипа основана на следующих принципах.The operation of the prototype device is based on the following principles.

Известно, что повышение дальности стрельбы требует увеличения скорости разгона МЭ в стволе МУ и снижения его аэродинамического сопротивления на этапе маршевого полета. Эти требования противоречивы, поскольку для повышения дульной скорости МЗ целесообразно увеличивать донную площадь МЭ (это увеличивает силу, выталкивающую МЭ из ствола), однако сопротивление воздушного потока, тормозящее МЭ с обтюратором на марше, согласно закону Стокса при этом возрастает. С учетом отмеченного МЭ выполнен в виде массивного сердечника подкалиберного типа в виде протяженного цилиндра с заостренной лобовой частью и с хвостовым оперением в кормовой части, к которому прикреплен ведущий элемент (обтюратор), соответствующий калибру ствола МУ. Обтюратор состоит из радиально сочлененных секций для удобства их последующего отделения от сердечника.It is known that increasing the firing range requires an increase in the acceleration rate of the ME in the MU barrel and a decrease in its aerodynamic drag at the stage of marching flight. These requirements are contradictory, since it is advisable to increase the bottom area of the ME (to increase the force pushing the ME out of the barrel) to increase the muzzle velocity of the MOH, however, the air flow resistance, which slows down the ME with the shutter on the march, increases according to Stokes’s law. Taking into account the noted ME, it is made in the form of a massive sub-caliber type core in the form of an extended cylinder with a pointed frontal part and with a tail in the aft part, to which a leading element (obturator) is attached, which corresponds to the caliber of the MU barrel. The shutter consists of radially articulated sections for the convenience of their subsequent separation from the core.

Соответственно в прототипе метаемый элемент, предназначенный для комбинированного разгона (в стволе метательного устройства и маршевого реактивного доразгона), размещают в стволе метательного устройства. В момент поджига топливо начинает продуцировать газы, давление в стволе увеличивается и преодолевает силу сцепления корпуса патрона с боковой поверхностью обтюратора, вышибает обтюратор из указанного корпуса, а затем выталкивает обтюратор вместе с прикрепленным к нему сердечником из ствола метательного устройства. Благодаря наличию кольцевой проточки на лобовой поверхности обтюратора формируется радиальная сила давления набегающего потока воздуха, направленная от центра и разъединяющая секции обтюратора за пределами ствола. После чего сердечник малого поперечного сечения продолжает полет без обтюратора. Весь запас энергии израсходанного топлива далее распределяется между затратами на работу против силы сопротивления атмосферы и собственно кинетической энергией МЭ. Повышение этой энергии путем увеличения массы камерного заряда связано со значительным ухудшением эксплуатационных характеристик МЭ (повышением массогабаритных показателей МУ - длины ствола, толщины стенок, массы). С учетом предпочтительного ограничения указанных характеристик требуемая кинетическая энергия бронебойного МЭ в современных МУ не достигается.Accordingly, in the prototype, a missile element designed for combined dispersal (in the barrel of a throwing device and mid-flight reactive dorazgon) is placed in the barrel of a throwing device. At the moment of ignition, the fuel begins to produce gases, the pressure in the barrel increases and overcomes the adhesion force of the cartridge case to the side surface of the obturator, knocks the obturator out of the specified body, and then pushes the obturator together with the core attached to it from the barrel of the throwing device. Due to the presence of an annular groove on the frontal surface of the obturator, a radial pressure force of the incoming air flow is formed, directed from the center and disconnecting the obturator sections outside the barrel. After that, the core of small cross section continues to fly without a shutter. The entire energy reserve of the spent fuel is further distributed between the costs of the work against the resistance force of the atmosphere and the kinetic energy of the ME itself. The increase in this energy by increasing the mass of the chamber charge is associated with a significant deterioration in the operational characteristics of the ME (an increase in the mass and size parameters of the MU - barrel length, wall thickness, mass). Given the preferred limitation of these characteristics, the required kinetic energy of armor-piercing ME in modern MU is not achieved.

Это является главным недостатком способа-прототипа. Кроме того, с ограничением достигаемой скорости время свободного баллистического полета до цели оказывается слишком большим, что увеличивает разброс реализуемых параметров полета, снижает точность, прицельную дальность.This is the main disadvantage of the prototype method. In addition, with a limitation of the achieved speed, the time of free ballistic flight to the target is too long, which increases the spread of the realized flight parameters, reduces accuracy, and the aiming range.

Все это приводит к снижению эффективности использования МЭ (в т.ч. коэффициента полезного действия (КПД) установки), уменьшению реализуемых при разгоне удельного импульса и кинетической энергии МЭ, что также является существенным недостатком прототипа. Кроме того, при попытке увеличения кинетической энергии МЭ за счет баллистического ствольного разгона неизбежно возрастает импульс отдачи МУ, что также является серьезным недостатком традиционной метательной техники.All this leads to a decrease in the efficiency of using ME (including the efficiency of the installation), and a decrease in the specific impulse and kinetic energy of ME realized during acceleration, which is also a significant disadvantage of the prototype. In addition, when trying to increase the kinetic energy of ME due to ballistic barrel acceleration, the recoil momentum of MI is inevitably increased, which is also a serious drawback of traditional throwing equipment.

Итак, недостаток устройства-прототипа [2] состоит в ухудшении следующих характеристик:So, the disadvantage of the prototype device [2] is the deterioration of the following characteristics:

- абсолютной величины энерговооруженности (кинетической энергии), в том числе из-за отсутствия энергоподвода на маршевом участке траектории;- the absolute magnitude of the power ratio (kinetic energy), including due to the lack of energy supply on the marching section of the trajectory;

- Эффективности (КПД), а также- Efficiency (COP), as well as

- массогабаритных характеристик комплекса (МЭ+МУ) и- weight and size characteristics of the complex (ME + MU) and

- надежности и ресурса работы штатного МУ из-за повышенного импульса отдачи, а также вследствие повышенных значений температуры и давления во всем объеме внутренней полости ствола и соответственно- the reliability and service life of a regular MU due to the increased recoil momentum, as well as due to increased temperature and pressure in the entire volume of the internal cavity of the barrel and, accordingly,

- стоимости.- cost.

Соответственно требуемый при реализации устройства технический результат состоит в устранении вышеуказанных недостатков.Accordingly, the technical result required when implementing the device consists in eliminating the above disadvantages.

Список фигур чертежей.List of drawing figures.

Фиг.1 - схема (продольное сечение) предлагаемого устройства;Figure 1 - diagram (longitudinal section) of the proposed device;

Фиг.2 - схема (вид сзади) предлагаемого устройства;Figure 2 - diagram (rear view) of the proposed device;

Фиг.3 - схема (вид сзади) предлагаемого устройства по п.3 формулы;Figure 3 - diagram (rear view) of the proposed device according to claim 3 of the formula;

Фиг.4 - схема (вид сверху) шарнирного механизма килей МЭ при развернутом (а) и сложенном (б) положениях килей (по п.4, 5 формулы).Figure 4 - diagram (top view) of the articulated mechanism of the keels of the ME with the deployed (a) and folded (b) positions of the keels (according to claim 4, 5 of the formula).

На чертеже фиг.1-4 использованы следующие условные обозначения составных элементов:In the drawing of figures 1-4, the following conventions of the constituent elements are used:

1 - сердечник МЭ;1 - ME core;

2 - обтюратор (ведущий элемент) МЭ;2 - obturator (leading element) ME;

3 - кожух МЭ;3 - casing ME;

4 - киль хвостового оперения МЭ;4 - keel of the tail of the ME;

5 - быстрогорящее твердое топливо;5 - fast burning solid fuel;

6 - быстрогорящее твердое топливо;6 - fast burning solid fuel;

7 - лобовое углубление обтюратора;7 - frontal depression of the obturator;

8 - канал обтюратора МЭ;8 - channel obturator ME;

9 - шарнир киля;9 - keel hinge;

10 - пружина киля;10 - keel spring;

11 - сектор выходного сечения камеры сгорания;11 - sector of the output section of the combustion chamber;

12 - боковая сторона киля;12 - lateral side of the keel;

13 - кормовая часть боковой стороны киля;13 - aft of the lateral side of the keel;

14 - неподвижная часть боковой стороны киля.14 - fixed part of the side of the keel.

На фиг.1 представлена схема (продольное сечение) предлагаемого устройства, где показано взаимное расположение конструктивных элементов МЭ.Figure 1 presents a diagram (longitudinal section) of the proposed device, which shows the relative position of the structural elements of the ME.

На фиг.2 представлена схема (вид сзади) предлагаемого устройства, где показано расположение кормовых кромок килей МЭ;Figure 2 presents a diagram (rear view) of the proposed device, which shows the location of the aft edges of the keels ME;

На фиг.3 представлена схема (вид сзади) предлагаемого устройства, где показано раскрытое расположение подвижных элементов килей с размещением медленно горящего топлива во внутреннем объеме килей.Figure 3 presents a diagram (rear view) of the proposed device, which shows the open arrangement of the movable elements of the keels with the placement of slowly burning fuel in the internal volume of the keels.

На фиг.4 представлена схема (вид сверху) шарнирного механизма килей МЭ при развернутом (А) и сложенном (Б) положениях килей, где показано расположение пружин и шарниров, связывающих подвижные элементы килей с неподвижными.Figure 4 presents a diagram (top view) of the hinge mechanism of the keels of the ME with the deployed (A) and folded (B) positions of the keels, which shows the location of the springs and hinges connecting the movable elements of the keels with fixed ones.

Для устранения недостатков способа-прототипа предложен метаемый элемент, содержащий массивный центральный сердечник подкалиберного типа в виде протяженного цилиндра с заостренной лобовой частью и с хвостовым оперением в кормовой части, ведущее устройство обтюратор, состоящий из радиально сочлененных секций, во внутреннем отверстии которого закреплен сердечник метаемого элемента, поверх наружной кормовой части обтюратора размещен кожух метаемого элемента, центральная ось которого совпадает с общей осью сердечника и обтюратора, кормовая часть указанного кожуха опирается на концы килей хвостового оперения, причем в объеме камеры сгорания, ограниченном внутренней боковой поверхностью кожуха, внешней поверхностью сердечника, кормовой торцевой поверхностью обтюратора и кормовой плоскостью кожуха, размещено твердое топливо, выходное сечение камеры сгорания разделено на кольцевые сектора килями хвостового оперения сердечника, а лобовая торцевая поверхность обтюратора выполнена с кольцеобразным углублением, концентричным относительно общей оси сердечника, ведущего элемента и кожухаTo eliminate the disadvantages of the prototype method, a missile element is proposed that contains a massive central calibrating-type core in the form of an extended cylinder with a pointed frontal part and tail in the aft, a shutter master device consisting of radially articulated sections, in the inner hole of which a missile element core is fixed , over the outer stern of the obturator is placed a cover of a missile element, the central axis of which coincides with the common axis of the core and obturator, core The new part of the specified casing rests on the ends of the tail fin keels, and in the volume of the combustion chamber bounded by the inner side surface of the casing, the outer surface of the core, the aft end surface of the shutter and the aft plane of the casing, solid fuel is placed, the output section of the combustion chamber is divided into ring sectors by the tail keels the feathering of the core, and the frontal end surface of the obturator is made with an annular recess concentric with respect to the common axis of the core, leading about element and casing

При этом каждая из секций обтюратора имеет, по крайней мере, один сквозной канал, соединяющий кольцеобразное углубление лобовой торцевой поверхности обтюратора с его торцевой кормовой поверхностью, указанный канал и его продолжение в объеме камеры сгорания заполнены быстрогорящим топливом, а остальная часть камеры сгорания заполнена медленногорящим топливом.Moreover, each of the sections of the obturator has at least one through channel connecting the annular recess of the frontal end surface of the obturator with its end aft surface, this channel and its continuation in the volume of the combustion chamber are filled with quick-burning fuel, and the rest of the combustion chamber is filled with slow-burning fuel .

Кроме того, боковые стороны килей хвостового оперения сердечника выполнены сходящимися под острым углом, направленным своей вершиной к лобовой части сердечника, причем объем камеры сгорания, ограниченный боковыми сторонами каждого из килей, внешней поверхностью сердечника и внутренней поверхностью корпуса, заполнен медленногорящим топливом.In addition, the sides of the tail fin carcasses are made converging at an acute angle directed at its apex to the frontal part of the core, and the volume of the combustion chamber bounded by the sides of each keel, the outer surface of the core and the inner surface of the body is filled with slow-burning fuel.

Кроме того, боковые стороны килей хвостового оперения выполнены состоящими из передней неподвижной и задней подвижной секций, связанных шарнирами, оси которых лежат в плоскости, проходящей через центральную ось метаемого элемента, а боковые стороны каждого из килей связаны между собой распорными пружинами.In addition, the sides of the tail fin keels are made up of front fixed and rear movable sections connected by hinges, the axes of which lie in a plane passing through the central axis of the missile element, and the sides of each keel are interconnected by springs.

Кроме того, твердое топливо, заполняющее продольный канал каждого из обтюраторов и его продолжение в объеме камеры сгорания, а также топливо, заполняющее остальную часть камеры сгорания, поджигают одновременно с инициацией камерного заряда метательного устройства.In addition, the solid fuel filling the longitudinal channel of each of the shutters and its continuation in the volume of the combustion chamber, as well as the fuel filling the rest of the combustion chamber, are ignited simultaneously with the initiation of the chamber charge of the propelling device.

Кроме того, распорные пружины, связывающие между собой боковые стороны каждого из килей, выполнены с возможностью схлопывания и фиксации в этом состоянии, когда сжимающее их усилие набегающего воздушного потока достигает порогового уровня.In addition, spacer springs connecting the lateral sides of each keel are made with the possibility of collapse and fixation in this state when their compressing force of the incoming air flow reaches a threshold level.

Кроме того, кожух метаемого элемента и радиально сочлененные секции обтюратора выполнены отделяемыми друг от друга и от сердечника после сгорания медленно горящего топлива.In addition, the casing of the missile element and the radially articulated sections of the shutter are made detachable from each other and from the core after the combustion of slowly burning fuel.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства, выполненного по схеме фиг.1. Метаемый элемент, предназначенный для комбинированного разгона (в стволе метательного устройства (МУ) и маршевого ракетно-прямоточного реактивного доразгона), размещают в стволе метательного устройства. Ведущим элементом, принимающим на себя давление газов в стволе МУ, является обтюратор 2, состоящий из радиально сочлененных секций, сквозь внутреннее отверстие которого продет сердечник 1 метаемого элемента. Поверх наружной кормовой части обтюратора размещен корпус (кожух) 3 метаемого элемента, центральная ось которого совпадает с общей осью сердечника 1 и обтюратора 2. Кормовая часть указанного кожуха 3 опирается на концы килей 4 хвостового оперения для придания достаточной прочности конструкции, подвергаемой большим разгонным ускорениям. Объем, ограниченный внутренней боковой поверхностью корпуса 3, внешней поверхностью сердечника 1, кормовой торцевой поверхностью обтюратора 2 и кормовой плоскостью корпуса 3, образует камеру сгорания, она заполнена твердым быстрогорящим (5) и медленногорящим (6) топливом. Открытый кормовой торец кожуха 3 создает выходное сечение камеры сгорания. Оно разделено на кольцевые сектора килями 4 хвостового оперения сердечника 1. В каждом из кольцевых секторов выходного сечения камеры сгорания сформирован канал 8, заполненный быстрогорящим твердым (или пастообразным) топливом 5. Эти каналы 8 простираются до лобовой торцевой поверхности обтюратора 2, проходя сквозь толщу медленно горящего твердого топлива 6, и далее заполняет каналы в толще самого обтюратора 2. Топливо первого 5 и второго 6 типов инициируются одновременно с кормовой части камеры сгорания. Каналы быстрогорящего топлива 8 успевают прогореть на этапе ствольного разгона МЭ вместе с газификацией камерного заряда МУ. На баллистическом участке траектории свободного полета набегающий поток атмосферного воздуха ударяется в кольцеобразное углубление 7 лобовой торцевой поверхности обтюратора 2, фокусируется им, проходя в сжатом состоянии в сквозной канал 8 обтюратора, который выполняет таким образом функции воздухозаборника воздушного реактивного ракетно-прямоточного двигателя (РПД). Энерговооруженность такого двигателя больше, чем у штатного твердотопливного двигателя прототипа, поскольку дополнительно используется энергомассоресурс атмосферного воздуха.Consider the work of the proposed device, made according to the scheme of figure 1. A missile element designed for combined dispersal (in the barrel of a throwing device (MU) and a marching rocket-direct-flow jet dorazgon) is placed in the barrel of the throwing device. The leading element, which takes on the gas pressure in the MU barrel, is the obturator 2, consisting of radially articulated sections, through the inner opening of which the core 1 of the missile element is threaded. On top of the outer aft part of the obturator there is a housing (casing) 3 of a missile element, the central axis of which coincides with the common axis of the core 1 and the obturator 2. The aft part of the specified casing 3 is based on the ends of the tail fin 4 to impart sufficient strength to the structure subjected to high acceleration accelerations. The volume limited by the inner side surface of the housing 3, the outer surface of the core 1, the aft end surface of the shutter 2 and the aft plane of the housing 3 forms a combustion chamber, it is filled with solid quick-burning (5) and slow-burning (6) fuel. The open aft end of the casing 3 creates an output section of the combustion chamber. It is divided into annular sectors by keels 4 of the tail unit of core 1. In each of the annular sectors of the output section of the combustion chamber, a channel 8 is formed, filled with quick-burning solid (or pasty) fuel 5. These channels 8 extend to the frontal end surface of the seal 2, passing slowly through the thickness burning solid fuel 6, and then fills the channels in the thickness of the shutter itself 2. The fuel of the first 5 and second 6 types are initiated simultaneously with the aft of the combustion chamber. The channels of quick-burning fuel 8 have time to burn out at the stage of barrel acceleration of MEs along with gasification of the MU chamber charge. On a ballistic section of the free flight trajectory, the incoming air flow strikes into the annular recess 7 of the frontal end surface of the obturator 2, focuses it, passing in a compressed state into the through channel 8 of the obturator, which thus performs the functions of the air intake of an air rocket-direct-flow engine (RPD). The power ratio of such an engine is greater than that of a standard solid-fuel engine of the prototype, since the energy and mass of atmospheric air is additionally used.

После выгорания топлива 6 и кожуха 3, обеспечивших работу РПД, сила давления набегающего потока воздуха, направленная от центра, разъединяет секции обтюратора 2 за пределами ствола, сокращая до минимума лобовое сопротивление МЭ на финальном этапе баллистической траектории.After the burnup of fuel 6 and the casing 3, which ensured the operation of the RPD, the pressure of the incoming air flow directed from the center separates the sections of the obturator 2 outside the barrel, minimizing the drag of the ME at the final stage of the ballistic trajectory.

Как отмечалось выше, выходное сечение камеры сгорания разделено на сектора с помощью килей 4 хвостового оперения (фиг.2). Чтобы пояснить конструкцию такого киля 4, представим его состоящим из левой и правой боковых сторон 12.As noted above, the output section of the combustion chamber is divided into sectors using keels 4 of the tail unit (figure 2). To clarify the design of such a keel 4, imagine it consisting of the left and right sides 12.

Боковые стороны 12 килей 4 хвостового оперения сердечника 1 выполнены расходящимися под острым углом, направленным своей вершиной к лобовой части сердечника 1. Таким образом, площадь каждого из секторов 11 выходного сечения камеры сгорания ограничена разноименными (правой и левой) боковыми 12 сторонами соседних килей 4 (фиг.3). При этом сечение потока входящего из камеры газа суживается в кормовом сопле между килями обратно пропорционально величине угла α, образованного боковыми сторонами 12 каждого из килей 4. Это необходимо для повышения давления в камере сгорания (дросселирования) до оптимальной величины. Часть топлива 6, выполненного с большой постоянной времени сгорания, размещена в объеме камеры сгорания, ограниченном боковыми сторонами 12 каждого из килей 4, внешней поверхностью сердечника 1 и внутренней поверхностью корпуса 3 (фиг.4).The lateral sides of the 12 keels 4 of the tail unit of the core 1 are made diverging at an acute angle directed by its apex to the frontal part of the core 1. Thus, the area of each of the sectors 11 of the output section of the combustion chamber is limited by the opposite (right and left) side 12 sides of the adjacent keels 4 ( figure 3). In this case, the cross section of the flow of gas entering from the chamber narrows in the feed nozzle between the keels inversely to the angle α formed by the lateral sides 12 of each of the keels 4. This is necessary to increase the pressure in the combustion chamber (throttling) to the optimal value. Part of the fuel 6, made with a large constant combustion time, is placed in the volume of the combustion chamber, limited by the lateral sides 12 of each of the keels 4, the outer surface of the core 1 and the inner surface of the housing 3 (figure 4).

На этапе свободного баллистического полета после выгорания медленногорящего топлива 6 кормовые части 13 боковых сторон 12 каждого из килей хвостового оперения сводятся вместе (фиг.4,Б), что повышает их аэродинамические характеристики в условиях свободного полета. Для этого каждая из боковых сторон 12 каждого из килей 4 выполнена состоящей из передней неподвижной (14) и кормовой (подвижной) (13) секций, связанных шарнирами 9, оси которых лежат в плоскости, проходящей через центральную ось метаемого элемента 1, а боковые стороны 12 каждого из килей 4 связаны между собой распорными элементами 10. Распорные элементы (например, пружины) обеспечивают необходимое положение кормовых секций килей, противодействуя силе аэродинамического давления на них потока набегающего газа.At the stage of free ballistic flight after the burning of slow burning fuel 6, the aft parts 13 of the sides 12 of each tail fin are brought together (Fig. 4, B), which increases their aerodynamic characteristics in free flight conditions. For this, each of the sides 12 of each keel 4 is made up of a front fixed (14) and aft (movable) (13) sections connected by hinges 9, the axes of which lie in a plane passing through the central axis of the missile element 1, and the sides 12 of each keel 4 are interconnected by spacer elements 10. Spacer elements (for example, springs) provide the necessary position of the stern sections of the keels, counteracting the force of the aerodynamic pressure on them of the flow of incoming gas.

Выполнение распорных элементов 10 в виде упругих элементов (например, пружины) позволяет стабилизировать давление газа в камере сгорания. Действительно, при уменьшении давления в потоке выходящего из сопла газа пружины распирают кормовые элементы 13 килей 4, что приводит к поджатию указанного потока и повышению давления в камере сгорания.The implementation of the spacer elements 10 in the form of elastic elements (for example, springs) allows to stabilize the gas pressure in the combustion chamber. Indeed, with a decrease in pressure in the flow of the gas leaving the nozzle, the springs burst the feed elements 13 of the keels 4, which leads to the compression of the specified flow and increase the pressure in the combustion chamber.

Понятно, что боковые стороны 12 каждого из килей находятся под действием взаимно противоположных сил давления:It is clear that the lateral sides 12 of each keel are under the influence of mutually opposite pressure forces:

- со стороны газового потока, истекающего из сектора выходного сечения камеры сгорания (силы, сжимающие пружину), и- from the side of the gas stream flowing from the sector of the output section of the combustion chamber (forces compressing the spring), and

- со стороны газового потока, истекающего из угла, образованного разведенными боковыми сторонами киля (силы, растягивающие пружину).- from the side of the gas stream flowing from the corner formed by the dilated lateral sides of the keel (forces stretching the spring).

Следует также отметить, что дополнительное поджатие газового потока, истекающего из сектора выходного сечения камеры сгорания, осуществляется струями газа, выходящего из внутрикилевого пространства. По мере выгорания топлива 6 давление потоков горящего газа уменьшается и основное усилие на стороны 12 килей 4 оказывает давление атмосферного потока. В некоторый момент результирующая сила распирания пружин 10 преодолевает заданное пороговое значение. При достижении пороговой силы, сжимающей распорные пружины 10, они схлопываются и фиксируются в этом состоянии, что улучшает аэродинамику свободного полета МЭ, как указывалось выше.It should also be noted that the additional compression of the gas stream flowing out of the sector of the output section of the combustion chamber is carried out by jets of gas leaving the intrafeature space. As the fuel 6 burns out, the pressure of the flow of burning gas decreases and the main force on the sides 12 of the keels 4 exerts pressure of the atmospheric flow. At some point, the resulting bursting force of the springs 10 overcomes a predetermined threshold value. Upon reaching the threshold force compressing the spacer springs 10, they collapse and lock in this state, which improves the aerodynamics of the ME free flight, as indicated above.

Кожух метаемого элемента и радиально сочлененные секции обтюратора отделяются друг от друга и от сердечника после сгорания медленно горящего топлива, отбрасываются в стороны силами сопротивления набегающего потока, улучшая аэродинамику свободного полета МЭ.The casing of the projectile element and the radially articulated sections of the shutter are separated from each other and from the core after the combustion of slowly burning fuel, are thrown to the side by the forces of the incoming flow resistance, improving the aerodynamics of the ME free flight.

Как уже отмечалось, твердое топливо 5, заполняющее продольный канал каждого из обтюраторов и его продолжение в объеме камеры сгорания, а также топливо 6, заполняющее остальную часть камеры сгорания, поджигают одновременно с инициацией камерного заряда метательного устройства. Это повышает начальный импульс МЭ, сообщает ему дополнительную скорость на этапе разгона в стволе МУ.As already noted, solid fuel 5, filling the longitudinal channel of each of the shutters and its continuation in the volume of the combustion chamber, as well as fuel 6, filling the rest of the combustion chamber, is ignited simultaneously with the initiation of the chamber charge of the propelling device. This increases the initial momentum of the ME, informs it of the additional speed at the stage of acceleration in the trunk of the MU.

Целесообразность одновременного горения всех типов топлив в стволе поясняется тем, что повышение скорости за счет увеличения давления в камере сгорания МЭ на этапе дульного разгона не требует утолщения ее стенок, поскольку радиальные нагрузки принимает на себя поверхность канала ствола. В противном случае увеличение массы камеры сгорания, а значит, и всего МЭ, уменьшило бы ускорение МЭ на этапе маршевого доразгона в соответствии со вторым законом Ньютона. Таким образом, отпадает необходимость в обеспечении повышенной механической прочности и температурной устойчивости камеры сгорания МЭ, чем существенно снижаются его массогабаритные параметры, часть ресурса которых может быть потрачена на энерговооруженность (массу сердечника и топлива), за счет чего повышается кинетическая энергия, точность и дальность действия.The expediency of the simultaneous combustion of all types of fuel in the barrel is explained by the fact that increasing the speed due to an increase in pressure in the ME combustion chamber at the stage of muzzle acceleration does not require thickening of its walls, since the surface of the barrel channel takes up radial loads. Otherwise, an increase in the mass of the combustion chamber, and, therefore, of the entire ME, would decrease the acceleration of the ME at the stage of marching overclocking in accordance with Newton’s second law. Thus, there is no need to provide increased mechanical strength and temperature stability of the combustion chamber of the ME, which significantly reduces its weight and size parameters, part of the resource of which can be spent on power output (mass of core and fuel), thereby increasing kinetic energy, accuracy and range .

Далее покажем, что именно благодаря существенным отличиям предлагаемого способа обеспечивается требуемый технический результат.Next, we show that it is thanks to the significant differences of the proposed method that the required technical result is provided.

То, что каждая из секций обтюратора имеет, по крайней мере, один сквозной канал, соединяющий кольцеобразное углубление лобовой торцевой поверхности обтюратора с его торцевой кормовой поверхностью, указанный канал и его продолжение в объеме камеры сгорания заполнены твердым топливом первого типа - с малой постоянной времени сгорания, а топливо второго типа, заполняющее остальную часть камеры сгорания, выполнено с большой постоянной времени сгорания, обеспечивает:The fact that each of the sections of the obturator has at least one through channel connecting the annular recess of the frontal end surface of the obturator with its end aft surface, this channel and its continuation in the volume of the combustion chamber are filled with solid fuel of the first type with a small combustion time constant and the fuel of the second type, filling the rest of the combustion chamber, is made with a large constant combustion time, provides:

- повышение абсолютной величины энергозапаса (кинетической энергии) и эффективности (КПД), дальности действия, точности, надежности работы разгонного устройства из-за снижения отдачи, а также вследствие повышенных значений температуры и давления во всем объеме внутренней полости ствола, а также- increasing the absolute value of the energy reserve (kinetic energy) and efficiency (efficiency), range, accuracy, reliability of the booster due to reduced recoil, as well as due to increased temperature and pressure in the entire volume of the internal cavity of the barrel, as well as

- снижение весогабаритных характеристик и стоимости с учетом следующего:- reduction of weight and size characteristics and cost, taking into account the following:

- затраты энергии сердечника на аэродинамическое сопротивление не только компенсируются на маршевом участке траектории, но и обеспечивается повышение кинетической энергии сердечника за счет сгорания топлива;- the energy consumption of the core for aerodynamic drag is not only offset on the marching portion of the trajectory, but also provides an increase in the kinetic energy of the core due to combustion of fuel;

- реализуется энергетический запас не только бортового топлива, но и забортного атмосферного кислорода;- the energy supply of not only on-board fuel, but also outboard atmospheric oxygen is realized;

- реализация указанных энергетических запасов осуществляется оптимальным образом с учетом запуска механизма ПВРД на маршевом участке траектории полета МЭ;- the implementation of these energy reserves is carried out in an optimal way, taking into account the launch of the ramjet mechanism on the marching section of the ME flight path;

- реализована возможность увеличения энергии ствольного разгона без повышения массогабаритов камеры сгорания МЭ;- the possibility of increasing the energy of barrel acceleration without increasing the weight and size of the combustion chamber of the ME;

- энергия запаса топлива реализуется постепенно не только на этапе дульного разгона, но и на маршевом участке траектории полета.- the energy of the fuel supply is realized gradually not only at the stage of muzzle acceleration, but also on the marching section of the flight path.

То, что твердое топливо, заполняющее продольный канал каждого из обтюраторов и его продолжение в объеме камеры сгорания, а также топливо, заполняющее остальную часть камеры сгорания, поджигают одновременно с инициацией камерного заряда метательного устройства, повышает приращение энергии сердечника на этапе дульного разгона, повышает надежность срабатывания механизма поджига различных типов горючего (и устройства в целом), упрощает конструкцию устройства, снижает его стоимость;The fact that the solid fuel filling the longitudinal channel of each of the shutters and its continuation in the volume of the combustion chamber, as well as the fuel filling the rest of the combustion chamber, is ignited simultaneously with the initiation of the chamber charge of the propelling device, increases the core energy increment at the muzzle acceleration stage, increases reliability the operation of the ignition mechanism of various types of fuel (and the device as a whole), simplifies the design of the device, reduces its cost;

То что боковые стороны килей хвостового оперения сердечника выполнены расходящимися под острым углом, направленным своей вершиной к лобовой части сердечника, причем объем камеры сгорания, ограниченный боковыми сторонами каждого из килей, внешней поверхностью сердечника и внутренней поверхностью корпуса, заполнен топливом, выполненным с большой постоянной времени сгорания, дополнительно повышает энергетический ресурс устройства, оптимизирует режим работы ПВРД, следовательно, увеличивает эффективность работы устройства в целом;The fact that the sides of the keels of the tail feathers of the core are made diverging at an acute angle directed at the apex to the frontal part of the core, and the volume of the combustion chamber bounded by the sides of each keel, the outer surface of the core and the inner surface of the body is filled with fuel made with a large time constant combustion, additionally increases the energy resource of the device, optimizes the ramjet operation mode, therefore, increases the overall efficiency of the device;

То, что боковые стороны килей хвостового оперения выполнены состоящими из передней неподвижной и задней подвижной секций, связанных шарнирами, оси которых лежат в плоскости, проходящей через центральную ось метаемого элемента, а боковые стороны каждого из килей связаны между собой распорными пружинами, позволяет переходить на оптимальную аэродинамическую конфигурацию устройства при переходе на инерционный баллистический полет;The fact that the sides of the tail fin keels are made up of front fixed and rear movable sections connected by hinges, the axes of which lie in a plane passing through the central axis of the missile element, and the sides of each keel are connected by spacer springs, allows you to switch to the optimal aerodynamic configuration of the device during the transition to inertial ballistic flight;

То, что распорные пружины, связывающие между собой боковые стороны каждого из килей, выполнены с возможностью схлопывания и фиксации в этом состоянии, когда сжимающее их усилие достигает порогового уровня, также позволяет переходить на оптимальную аэродинамическую конфигурацию устройства при переходе на инерционный баллистический полет;The fact that the springs connecting the lateral sides of each keel are made with the possibility of collapse and fixation in this state when their compressive force reaches a threshold level, also allows you to switch to the optimal aerodynamic configuration of the device when switching to inertial ballistic flight;

То, что кожух метаемого элемента и радиально сочлененные секции обтюратора выполнены отделяемыми друг от друга и от сердечника после сгорания медленногорящего топлива также позволяет переходить на оптимальную аэродинамическую конфигурацию устройства при переходе на инерционный баллистический полет.The fact that the casing of the missile element and the radially articulated sections of the shutter are made detachable from each other and from the core after the combustion of slow-burning fuel also allows you to switch to the optimal aerodynamic configuration of the device when switching to inertial ballistic flight.

При этом обеспечивается возможность использовать полученный эффект для одновременного улучшения габаритных, маневренных, технико-экономических и мощностных характеристик различных образцов техники топливо-энергетического и оборонного комплексов. Например, часть выигрыша в энергетическом ресурсе можно направить на одновременное улучшение ряда параметров: снижение габаритов, стоимости и повышение дальности и надежности устройства.At the same time, it is possible to use the resulting effect to simultaneously improve the overall, maneuverable, technical, economic and power characteristics of various types of equipment for fuel, energy and defense complexes. For example, part of the gain in the energy resource can be directed to the simultaneous improvement of a number of parameters: reduction in size, cost and increase in the range and reliability of the device.

Таким образом, показано, что требуемый технический результат действительно достигается за счет существенных отличий предлагаемой установки.Thus, it is shown that the required technical result is really achieved due to the significant differences of the proposed installation.

Проведенные эксперименты показали реализуемость предлагаемого изобретения.The experiments showed the feasibility of the invention.

Claims (6)

1. Метаемый элемент, содержащий массивный центральный сердечник подкалиберного типа в виде протяженного цилиндра с заостренной лобовой частью и с хвостовым оперением в кормовой части, ведущее устройство - обтюратор, состоящий из радиально сочлененных секций, во внутреннем отверстии которого закреплен сердечник метаемого элемента, лобовая торцевая поверхность обтюратора выполнена с кольцеобразным углублением, концентричным относительно общей оси сердечника и ведущего устройства, отличающийся тем, что поверх наружной кормовой части обтюратора размещен кожух метаемого элемента, центральная ось которого совпадает с общей осью сердечника и обтюратора, кормовая часть указанного кожуха оперта на концы килей хвостового оперения, причем в объеме камеры сгорания, ограниченном внутренней боковой поверхностью кожуха, внешней поверхностью сердечника, кормовой торцевой поверхностью обтюратора и кормовой плоскостью кожуха, размещено твердое топливо, выходное сечение камеры сгорания разделено на кольцевые сектора килями хвостового оперения сердечника, каждая из секций обтюратора имеет по крайней мере один сквозной канал, соединяющий кольцеобразное углубление лобовой торцевой поверхности обтюратора с его торцевой кормовой поверхностью, указанный канал и его продолжение в объеме камеры сгорания заполнены быстрогорящим топливом, а остальная часть камеры сгорания заполнена медленногорящим топливом.1. A missile element containing a massive central subcaliber type core in the form of an extended cylinder with a pointed frontal part and a tail in the aft, the leading device is a sealer consisting of radially articulated sections, in the inner hole of which a missile element core is fixed, frontal end surface the shutter is made with an annular recess concentric with respect to the common axis of the core and the master device, characterized in that on top of the outer stern of of the tyurator there is a cover of the projectile element, the central axis of which coincides with the common axis of the core and the shutter, the aft of the specified cover is supported on the ends of the tail fin keels, and in the volume of the combustion chamber bounded by the inner side surface of the casing, the outer surface of the core, the aft end surface of the shutter and the aft plane of the casing, solid fuel is placed, the output section of the combustion chamber is divided into annular sectors by the keels of the tail unit of the core, each of the sections The ator has at least one through channel connecting the annular recess of the frontal end surface of the obturator with its end aft surface, the specified channel and its continuation in the volume of the combustion chamber are filled with quick-burning fuel, and the rest of the combustion chamber is filled with slow-burning fuel. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что заряды медленно- и быстрогорящего топлива выполнены с возможностью инициации одновременно с инициацией каморного заряда метательного устройства.2. The element according to claim 1, characterized in that the charges of the slow and fast burning fuel are configured to initiate simultaneously with the initiation of the chamber charge of the propelling device. 3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что лобовые части боковых стенок килей хвостового оперения сердечника выполнены сходящимися под острым углом, направленным своей вершиной к лобовой части сердечника, причем внутренний объем каждого из килей, ограниченный этими боковыми стенками, внешней поверхностью сердечника и внутренней поверхностью кожуха, заполнен медленногорящим топливом.3. The element according to claim 1, characterized in that the frontal parts of the side walls of the keels of the tail of the core are converging at an acute angle directed at its apex to the frontal part of the core, the inner volume of each of the keels limited by these side walls, the outer surface of the core and the inner surface of the casing, filled with slow-burning fuel. 4. Элемент по п.3, отличающийся тем, что боковые стороны килей хвостового оперения выполнены состоящими из передней неподвижной и задней подвижной секций, связанных шарнирами, оси которых лежат в плоскости, проходящей через центральную ось метаемого элемента, а боковые задние стороны каждого из килей связаны между собой распорными пружинами.4. The element according to claim 3, characterized in that the lateral sides of the tail fin keels are made up of front fixed and rear movable sections connected by hinges, the axes of which lie in a plane passing through the central axis of the missile element, and the lateral rear sides of each keel interconnected by springs. 5. Элемент по п.4, отличающийся тем, что распорные пружины, связывающие между собой боковые задние стороны каждого из килей, выполнены с возможностью схлопывания и фиксации в этом состоянии, когда сжимающая их сила давления набегающего воздушного потока достигает порогового уровня.5. The element according to claim 4, characterized in that the spacer springs connecting the lateral rear sides of each keel are made with the possibility of collapse and fixation in this state, when the compressive pressure force of the incoming air stream reaches a threshold level. 6. Элемент по п.4, отличающийся тем, что кожух метаемого элемента и радиально сочлененные секции обтюратора выполнены отделяемыми друг от друга и от сердечника после сгорания медленногорящего топлива.6. The element according to claim 4, characterized in that the casing of the missile element and the radially articulated sections of the obturator are made detachable from each other and from the core after the combustion of slow burning fuel.
RU2003137089/02A 2003-12-25 2003-12-25 Propelled component RU2253083C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137089/02A RU2253083C1 (en) 2003-12-25 2003-12-25 Propelled component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137089/02A RU2253083C1 (en) 2003-12-25 2003-12-25 Propelled component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2253083C1 true RU2253083C1 (en) 2005-05-27

Family

ID=35824589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003137089/02A RU2253083C1 (en) 2003-12-25 2003-12-25 Propelled component

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2253083C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680568C1 (en) * 2018-03-22 2019-02-22 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Reactive metal device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680568C1 (en) * 2018-03-22 2019-02-22 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Reactive metal device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4944226A (en) Expandable telescoped missile airframe
US4712465A (en) Dual purpose gun barrel for spin stabilized or fin stabilized projectiles and gun launched rockets
US4539911A (en) Projectile
US3024729A (en) Ram jet projectile
US2946261A (en) Peripheral nozzle spinner rocket
RU2525352C1 (en) Round for grenade launcher
US4038903A (en) Two stage telescoped launcher
RU2215981C2 (en) Cruising missile in transportation-launching container
KR101609507B1 (en) Range Extension Form Ramjet Propelled Shell
RU2253083C1 (en) Propelled component
CN101113882A (en) Bomb body structure capable of reducing shock wave drag of bomb body and method thereof
RU2686546C1 (en) Armor piercing active-missile
KR20210019189A (en) Projectile containing ramjet engine
US2941469A (en) Projectile construction
RU2251068C1 (en) Mode of increasing range of an artillery shell's flight and a device for its realization
CN108759590A (en) Explosive propulsive thrust entirety bullet and its ejecting gun
RU2527250C2 (en) Reduction of base drag and boundary layer suction of movable, for example, thrown bodies, said projectile or bullet of, primarily, ogival of sharpened nose part and body, said projectile or bullet of, primarily, ogival of sharpened nose part
RU2462686C2 (en) Method of increase of range capability of projectile (versions) and device for its implementation
RU2631958C1 (en) Reactive engine, method for shooting with rocket ammunition and rocket ammunition
RU2538645C1 (en) Method of extending area of applicability of coned-bore rocket and coned-bore rocket implementing method
RU2674407C1 (en) Direct-flow rocket projectile
US11655055B2 (en) System and method for aerodynamic drag reduction in airborne systems and vehicles
RU2150074C1 (en) Cartridge with reaction bullet (modifications)
RU146085U1 (en) TRAUMATIC CARTRIDGE FOR SELF-DEFENSE WEAPONS
RU138948U1 (en) AMMUNITION "SMERCH" FOR FIRING WEAPONS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091226