RU2810677C1 - Устройство изменения ориентации поля зрения головки самонаведения ракеты - Google Patents
Устройство изменения ориентации поля зрения головки самонаведения ракеты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810677C1 RU2810677C1 RU2023114777A RU2023114777A RU2810677C1 RU 2810677 C1 RU2810677 C1 RU 2810677C1 RU 2023114777 A RU2023114777 A RU 2023114777A RU 2023114777 A RU2023114777 A RU 2023114777A RU 2810677 C1 RU2810677 C1 RU 2810677C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- homing
- base
- homing head
- view
- Prior art date
Links
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004429 Calibre Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к устройствам для изменения ориентации поля зрения и может найти применение в бортовых координаторах цели (головках самонаведения) управляемых ракет. Сущность предлагаемого устройства для изменения ориентации поля зрения ГСН основана на выполнении несущей конструкция ГСН в виде шаровой опоры, установленной на вогнутое основание, в зазор между опорой и основанием введена магнитная жидкость, удерживаемая в зазоре парой магнитомягкий – заранее намагниченный, магнитотвердый материалы, фиксация осей системы координат ГСН относительно осей системы координат ракеты достигается выполнением пары шаровая опора – вогнутое основание по схеме шарнира равных угловых скоростей с центрирующими шариками, установленными в обойме в делительные канавки, выполненные симметрично в шаровой опоре и основании. Технический результат изобретения заключается в достижении линейности зависимости угла установки мгновенного поля зрения от углов отклонении оси подвеса в двух плоскостях при значительном снижении общего веса конструкции ГСН и увеличении площади опоры подшипника без уменьшения самой апертуры объектива или антенны ГСН относительно калибра ракеты, что позволяет упростить структуру алгоритмов самонаведения ракеты, увеличить точность наведения и пропорционально поднять предельные стартовую и радиальную перегрузки ракеты. 2 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к устройствам для изменения ориентации поля зрения и может найти применение в бортовых координаторах цели (головках самонаведения) управляемых ракет.
Уровень техники.
Известны устройства изменения ориентации поля зрения, предназначенные для использования в бортовых координаторах цели (головках самонаведения – ГСН) управляемых ракет (УР):
1. Виртуальный авиационный справочник "Уголок неба", http://www.airwar.ru.
2. В. Сапков "Системы наведения управляемых ракет класса "воздух-воздух". Зарубежное военное обозрение. №10, 1987.
3. А.А. Шилин. Обзор пассивных оптических ГСН для поражения наземных тактических целей. Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 7.
4. Р. Щербинин. Головки самонаведения перспективных зарубежных управляемых ракет и авиабомб. Зарубежное военное обозрение № 4, 2009.
Во всех известных устройствах изменения ориентации поля зрения применен классический карданный подвес с подшипниками в осях вращения.
Основным недостатком известного технического решения является применение подвеса Кардана, который имеет нелинейную зависимость угла установки биссектрисы мгновенного поля зрения, (направления пучка зрения, etc.) от углов отклонении оси подвеса сразу в двух плоскостях:
1. Гироскопические системы. Проектирование гироскопических систем/под ред. Д.С. Пельпора. Ч.1. М.: Высшая школа, 1977.
2. Л.А. Борисенко и А.В. Самойленко. Механика роботов и манипуляторов с электроприводом. Минск. «Высшая школа» 1992 г.
Нелинейность зависимости угла отклонения нормали антенны (фиг. 1) от углов отклонения нормали карданового подвеса в двух плоскостях определяется выражением:
tg ω0 = tg ωα · cos α, где:
α – угол отклонения нормали подвеса (антенны, объектива) от оси изделия;
ω – угол осмотра пространства по конусу с углом основания 2α.
Частичная компенсация нелинейности подвеса Кардана в некоторых конструкциях достигается изменением ориентации осей подвеса относительно осей изделия, например, по схеме ортогонального координатора ВВВ1, согласно [Л.А. Борисенко и А.В. Самойленко. Механика роботов и манипуляторов с электроприводом. Минск. «Вышейшая школа» 1992 г.]. Эта схема, применительно к устройствам изменения ориентации поля зрения, предложена также в патентах РФ № RU 2644991 от 24.08.2016 и США № US 218.016.076 от 22.09.2010.
Вариантом частичной компенсации нелинейности подвеса Кардана является, также, применение в конструкции подвеса дополнительных рамок, которые осуществляют стабилизацию по третьей оси, делая карданов подвес трех- или даже четырехосным [В.И. Родионов, Д.А. Ветерков. Геометрия головки самонаведения с наклонным кардановым подвесом. Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып. 12. ч. 1]. При этом дополнительные рамки располагаются под наклоном к основанию, что частично компенсирует ошибки выставки оси карданова подвеса в зависимости от угла отклонения нормали антенны (объектива). При этом с помощью дополнительных рамок наружная рамка подвеса может менять свою ориентацию в режиме наведения.
Вторым недостатком известного технического решения является применение подшипниковых узлов для вращения рамок подвеса друг относительно друга. Малая поверхность контакта шариков подшипника с обоймой, которая, в свою очередь, умноженная на прочность материала шарикоподшипника, определяет предельную нагрузку на оси вращения карданного подвеса, а значит - предельную стартовую и радиальную перегрузку ракеты, допустимую для данной конструкции подвеса антенны.
Частично учесть указанный недостаток возможно путем использования на осях карданного подвеса сферических двухрядных или роликовых подшипников, что позволит при том же диаметре подшипника увеличить площадь поверхности контакта роликов подшипника с обоймой [Л.Я. Перель, А.А. Филатов. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор, Справочник, - 2-е изд.,- М., Машиностроение, 1992 г.]. Однако, и это решение имеет свои недостатки, связанные с тем, что дальнейшее повышение требований по стартовым и радиальным перегрузкам ракет приводит к значительному увеличению габаритов подшипников и подвеса в целом, что приводит к снижению размеров апертуры антенны относительно калибра ракеты и увеличению веса конструкции подвеса.
В качестве прототипа изобретения могут быть использованы:
– патент США № 3441936, опубл. 29.04.1969, где авторы предложили основную нагрузку от веса антенны компенсировать плавучестью специальной поддерживающей сферы, размещаемой в специальном бассейне;
– патент РФ № 2282285, опубл. 20.08.2004, бюлл. № 0623, где авторы предложили установить антенну ГСН на шаровую опору, устанавливаемую в вогнутое основание. Для снижения потерь на трение в зазор между шаровой опорой и вогнутым основанием введена магнитная жидкость. Для удержания жидкости в зазоре одна из трущихся деталей выполняется из магнитомягкого материала, вторая – из заранее намагниченного магнитотвердого материала.
Недостаток прототипов – отсутствие механизма фиксации осей антенны (объектива) ГСН относительно осей ракеты.
Раскрытие сущности изобретения
Сущность предлагаемого устройства для изменения ориентации поля зрения головки самонаведения ракеты основана на выполнении несущей конструкции объектива или антенны ГСН в виде сферической шаровой опоры, которая устанавливается на вогнутое основание. Аналогично прототипу в зазор между трущимися деталями введена магнитная жидкость, удерживамая в зазоре парой магнитомягкий – магнитотвердый, заранее намагниченный, материалы. Для обеспечения фиксации осей системы координат объектива или антенны ГСН относительно осей системы координат ракеты шаровая опора совместно с вогнутым основанием выполняется по схеме шарнира равных угловых скоростей типа «Рцеппа-Бирфильд» или «Рцеппа-Лебро» с центрирующими шариками, установленными в обойме в делительные канавки, выполненные симметрично в шаровой опоре и основании [Гольд Б.В. Конструирование и расчет автомобиля. М., Машгиз, 1962. Малаховский Я. Э., Лапин А. А., Веденеев Н. К. Карданные передачи. М., Машгиз, 1962. Справочник инженера автомобильной промышленности. т. 2. Пер. с англ. М., Машгиз. 1963].
Технический результат изобретения заключается в достижении линейности зависимости угла установки биссектрисы мгновенного поля зрения (направления пучка зрения, etc.) от углов отклонении оси подвеса в двух плоскостях при значительном снижении общего веса конструкции ГСН и увеличении площади опоры подшипника без уменьшения самой апертуры объектива или антенны ГСН относительно калибра ракеты, что позволяет упростить структуру алгоритмов самонаведения ракеты, увеличить точность наведения и пропорционально поднять предельные стартовую и радиальную перегрузки ракеты.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 Нелинейность зависимости угла отклонения нормали антенны от углов отклонения нормали карданового подвеса в двух плоскостях. Цифрами обозначены:
1 – основание подвеса;
2 – основание антенны;
3 – перпендикуляр к апертуре антенны.
Фиг. 2. Выполнение несущей конструкции объектива или антенны ГСН в виде сферической шаровой опоры, устанавленной на вогнутое основание. В зазор между трущимися деталями введена магнитная жидкость. Фиксация осей системы координат объектива или антенны ГСН относительно осей системы координат ракеты осуществляется по схеме шарнира равных угловых скоростей типа «Рцеппа-Бирфильд» или «Рцеппа-Лебро» с центрирующими шариками, установленными в обойме в делительные канавки, выполненные симметрично в шаровой опоре и основании.
Цифрами обозначены:
4 – объектив (антенна) ГСН;
5 – сфера шаровой опоры объектива (антенна) ГСН из магнитомягкого материала;
6 – основание ГСН из заранее намагниченного магнитотвердого материала;
7– центрирующие шарики;
8– обойма центрирующих шариков;
9– делительные канавки;
10 – пространство между сферой шаровой опоры объектива и основанием ГСН, залитое магнитной жидкостью.
Осуществление изобретения
Осуществление изобретения поясняется на фиг. 1 и 2.
Несущая конструкция 5 ГСН 4 выполнена в виде шаровой опоры, установленной на вогнутое основание 6, в зазор между опорой и основанием введена магнитная жидкость, удерживаемая в зазоре парой магнитомягкий – заранее намагниченный магнитотвердый материалы, фиксация осей системы координат ГСН относительно осей системы координат ракеты достигается выполнением пары шаровая опора – вогнутое основание по схеме шарнира равных угловых скоростей с центрирующими шариками 7, установленными в обойме 8 в делительные канавки 9, выполненные симметрично в шаровой опоре и основании.
Claims (1)
- Устройство изменения ориентации поля зрения головки самонаведения ракеты, несущая конструкция которого выполнена в виде шаровой опоры, установленной на вогнутое основание, в зазор между опорой и основанием введена магнитная жидкость, удерживаемая в зазоре парой магнитомягкий – заранее намагниченный магнитотвердый материалы, отличающееся тем, что фиксация осей системы координат головки самонаведения относительно осей системы координат ракеты достигается выполнением пары шаровая опора – вогнутое основание по схеме шарнира равных угловых скоростей с центрирующими шариками, установленными в обойме в делительные канавки, выполненные симметрично в шаровой опоре и основании.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2810677C1 true RU2810677C1 (ru) | 2023-12-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3441936A (en) * | 1965-03-29 | 1969-04-29 | Lear Siegler Inc | Spherically mounted floating radiation reflector |
| RU2282285C2 (ru) * | 2004-06-15 | 2006-08-20 | Открытое акционерное общество "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" (ОАО "МНИИ "АГАТ") | Устройство для изменения ориентации диаграммы направленности |
| US7566026B2 (en) * | 2006-03-29 | 2009-07-28 | Raytheon Company | Onboard guidance method for ballistic missiles |
| RU2423658C2 (ru) * | 2009-09-02 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" (ОАО "НПП "Конверсия") | Способ управления и стабилизации подвижного носителя, интегрированная система, устройство приведения зеркала антенны в поворотное движение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и устройство приведения в действие дифференциальных аэродинамических рулей для его осуществления |
| US8669505B2 (en) * | 2008-09-30 | 2014-03-11 | Mbda France | System for guiding a projectile |
| RU195316U1 (ru) * | 2019-10-24 | 2020-01-23 | Акционерное общество "Стелла-К" | Бортовая авиационная система оптоэлектронного противодействия для индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3441936A (en) * | 1965-03-29 | 1969-04-29 | Lear Siegler Inc | Spherically mounted floating radiation reflector |
| RU2282285C2 (ru) * | 2004-06-15 | 2006-08-20 | Открытое акционерное общество "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" (ОАО "МНИИ "АГАТ") | Устройство для изменения ориентации диаграммы направленности |
| US7566026B2 (en) * | 2006-03-29 | 2009-07-28 | Raytheon Company | Onboard guidance method for ballistic missiles |
| US8669505B2 (en) * | 2008-09-30 | 2014-03-11 | Mbda France | System for guiding a projectile |
| RU2423658C2 (ru) * | 2009-09-02 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" (ОАО "НПП "Конверсия") | Способ управления и стабилизации подвижного носителя, интегрированная система, устройство приведения зеркала антенны в поворотное движение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и устройство приведения в действие дифференциальных аэродинамических рулей для его осуществления |
| RU195316U1 (ru) * | 2019-10-24 | 2020-01-23 | Акционерное общество "Стелла-К" | Бортовая авиационная система оптоэлектронного противодействия для индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Статья: "МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ САМОНАВЕДЕНИЯ ПРОТИВОТАНКОВОЙ УПРАВЛЯЕМОЙ РАКЕТЫ", Ж. Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. Вып. 11. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4085910A (en) | Dual mode optical seeker for guided missile control | |
| US4155521A (en) | Cannon launched platform | |
| JP2013198118A (ja) | 追尾装置 | |
| RU2810677C1 (ru) | Устройство изменения ориентации поля зрения головки самонаведения ракеты | |
| WO2006060611A2 (en) | Articulated gas bearing support pads | |
| WO2021034035A1 (ko) | 사각지대없이 전방위 관측이 가능한 관측장치 | |
| US9243931B2 (en) | AZ/EL gimbal housing characterization | |
| US5022608A (en) | Lightweight missile guidance system | |
| RU2423658C2 (ru) | Способ управления и стабилизации подвижного носителя, интегрированная система, устройство приведения зеркала антенны в поворотное движение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и устройство приведения в действие дифференциальных аэродинамических рулей для его осуществления | |
| US4339097A (en) | Target seeking head for a missile | |
| US20130199314A1 (en) | Flywheel assembly for gyroscopic applications having ball bearing slug separators | |
| US20040159229A1 (en) | System for elevation and directional angle aiming of a weapon | |
| US4210804A (en) | Free-gyro optical seeker | |
| Dziopa et al. | An analysis of the dynamics of a launcher-missile system on a moveable base | |
| US10788291B2 (en) | Ultrasonic electro-optic seeker | |
| US4267988A (en) | Snap-lock mechanism for high-g platform | |
| US6853349B1 (en) | Method and device for prevention of gimbal-locking | |
| US20200248746A1 (en) | Integrated stud ball bearing with precision matched raceway contact angles for consistent stiffness of gimbal assembly | |
| US5219132A (en) | Two-axis gimbal arrangement | |
| US3559937A (en) | Optical tracking mount | |
| RU2282285C2 (ru) | Устройство для изменения ориентации диаграммы направленности | |
| CA1105744A (en) | High-g gimbal platform | |
| CN106444002B (zh) | 光学望远镜 | |
| US20210355994A1 (en) | Integrated stud ball bearing with precision matched raceway contact angles for consistent stiffness of gimbal assembly | |
| US3503269A (en) | Means for supporting a rotor of a single degree of freedom gyroscope |