RU167975U1

RU167975U1 - SEPARABLE UNDERWATER MODULE FOR A REACTIVE APPLIANCE

Info

Publication number: RU167975U1
Application number: RU2016115509U
Authority: RU
Inventors: Валерий Леонидович Петров; Виктор Тимофеевич Ваньков; Геннадий Васильевич Калюжный; Олег Львович Захаров; Игорь Владимирович Иванов; Сергей Олегович Захаров; Александр Андреевич Вербовенко; Алексей Николаевич Базарный
Original assignee: Акционерное общество "Новосибирский завод искусственного волокна"
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-01-13

Abstract

Полезная модель относится к области ракетной техники, а именно к средствам поражения подводных целей, и может быть использована при разработке противолодочных реактивных систем.Предлагаемый отделяемый подводный модуль для реактивного снаряда состоит из корпуса, сужающейся кормовой части и хвостового оперения с лопастями. Лопасти хвостового оперения выполнены раскрывающимися, с осями складывания, расположенными под углом γ=15-20° к оси изделия в плоскостях, проходящих через ось изделия и соответствующие оси складывания лопастей, а на сужающейся кормовой части выполнено ступенчатое обнижение глубиной=(0,005-0,03)d, при этом хвостовое оперение расположено за обнижением на удалениигде d - калибр отделяемого подводного модуля;ν - кинематическая вязкость воды при нормальной температуре (20°C);V- установившаяся скорость движения отделяемого подводного модуля на подводном участке траектории.Полезная модель позволяет создать отделяемый подводный модуль для реактивного снаряда, обладающий повышенной эффективностью, устойчивостью и надежностью функционирования на подводном участке траектории.The utility model relates to the field of rocket technology, namely to means for hitting underwater targets, and can be used in the development of anti-submarine rocket systems. The proposed detachable underwater module for a rocket shell consists of a hull, tapering stern and tail unit with blades. The tail blades are made open, with folding axes located at an angle γ = 15-20 ° to the product axis in planes passing through the product axis and the corresponding folding axes of the blades, and a stepped decrease in depth = (0.005-0, 03) d, while the tail unit is located behind the decrease in distance, where d is the caliber of the detachable underwater module; ν is the kinematic viscosity of water at normal temperature (20 ° C); V is the steady-state speed of the detachable underwater module on the underwater Ohm section of the trajectory. A useful model allows you to create a detachable underwater module for a rocket projectile, which has increased efficiency, stability and reliability of operation on the underwater section of the trajectory.

Description

Полезная модель относится к области вооружения, а именно к средствам поражения подводных целей, и может быть использована при разработке противолодочных реактивных систем.The utility model relates to the field of weapons, namely to means of destruction of underwater targets, and can be used in the development of anti-submarine reactive systems.

Объект полезной модели представляет собой отделяемый подводный модуль для реактивного снаряда, предназначенный для поражения подводных целей, обладающий повышенной эффективностью, устойчивостью, надежностью функционирования и малым временем стабилизации после приводнения.The object of the utility model is a detachable underwater module for a rocket designed to destroy underwater targets, which has increased efficiency, stability, reliable operation and short stabilization time after splashdown.

Борьба с подводными лодками противника является одной из наиболее актуальных задач при разработке средств поражения морского базирования. Традиционно поражение подводных лодок велось при помощи торпед. Однако при торпедной атаке с большой дистанции, существует высокая вероятность ее обнаружения и возможность уничтожения или постановки помех, что существенно снижает эффективность боевого применения. В связи с этим широкое применение нашли системы, позволяющие доставлять средство поражения в район цели по воздуху. К таким системам, например, относятся реактивные глубинные бомбы типа «Альфа» (США), МК-54 (Франция), «Бофорс» (Швеция) (см. Морской сборник. - М.: Изд. ВМС СССР, 1975, №6), состоящие из корпуса с зарядом взрывчатого вещества, обниженной кормовой части с твердотопливной двигательной установкой и хвостового оперения, принятые авторами за аналоги.The fight against enemy submarines is one of the most urgent tasks in the development of sea-based weapons. Traditionally, the defeat of submarines was carried out using torpedoes. However, with a torpedo attack from a long range, there is a high probability of its detection and the possibility of destroying or jamming, which significantly reduces the effectiveness of combat use. In this regard, systems have been widely used that allow delivering a means of destruction to the target area by air. Such systems, for example, include deep-type jet bombs such as Alpha (USA), MK-54 (France), Bofors (Sweden) (see. Marine collection. - M .: Publishing House of the USSR Navy, 1975, No. 6 ), consisting of a housing with an explosive charge, a low feed stern with a solid propellant propulsion system and tail assembly, adopted by the authors as analogues.

Задачей технических решений, реализованных в изделиях-аналогах, являлось создание боеприпаса, обладающего возможностью его доставки в район цели по воздушной баллистической траектории с последующим функционированием на подводном участке траектории с целью поражения подводных объектов. При этом отсутствие возможности отделения подводного модуля от воздушного носителя приводит к тому, что реактивный снаряд не может обладать оптимальными аэродинамическими обводами, обеспечивающими наилучшие параметры движения как в воздушной, так и в водной среде. Кроме того, высокая скорость при приводнении приводит к необходимости упрочнения конструкции и соответственно ее утяжелению, что, в свою очередь, приводит к снижению дальности поражения целей.The task of technical solutions implemented in similar products was to create an ammunition capable of delivering it to the target area along an air ballistic trajectory with subsequent operation on the underwater section of the trajectory with the aim of hitting underwater objects. In this case, the inability to separate the underwater module from the air carrier leads to the fact that the missile cannot have optimal aerodynamic contours, providing the best parameters of movement in both air and water. In addition, high speed during splashing leads to the need for hardening of the structure and, accordingly, its weight, which, in turn, leads to a decrease in the range of destruction of targets.

Общими признаками с предлагаемым отделяемым подводным модулем для реактивного снаряда являются наличие корпуса, сужающейся кормовой части и хвостового оперения.Common features with the proposed detachable underwater module for a rocket are the presence of a hull, tapering aft and tail.

Известна так же ракета 89Р комплекса РПК-5 «Ливень» (см. Обозрение Армии и Флота, 2007 г., №1), в состав которой входит отделяемый подводный модуль, принятый авторами в качестве прототипа. Данный отделяемый подводный модуль состоит из корпуса, сужающейся кормовой части и хвостового оперения.The 89P missile of the RPK-5 complex "Rainfall" is also known (see Review of the Army and Navy, 2007, No. 1), which includes a detachable underwater module adopted by the authors as a prototype. This detachable underwater module consists of a hull, tapering aft and tail.

Задачей данного технического решения являлось создание отделяемого подводного модуля для реактивного снаряда, испытывающего пониженные перегрузки при приводнении и обладающего оптимальными аэродинамическими характеристиками, позволяющими обеспечить максимальную скорость движения на подводном участке и высокую эффективность поражения маневренных подводных целей.The objective of this technical solution was to create a detachable underwater module for a rocket projectile, experiencing reduced overloads during splashdown and having optimal aerodynamic characteristics, allowing to ensure maximum speed in the underwater section and high effectiveness in hitting maneuvering underwater targets.

Общими признаками с предлагаемым авторами отделяемым подводным модулем для реактивного снаряда являются наличие в прототипе корпуса, сужающейся кормовой части и хвостового оперения.Common features with the proposed by the authors detachable underwater module for a rocket are the presence in the prototype of the hull, tapering aft and tail.

Отделяемый подводный модуль, принятый за прототип, функционирует следующим образом. Доставленный реактивным снарядом-носителем в район цели подводный модуль отделяется от носителя и тормозится, например, за счет ввода парашютной системы, совершая мягкое приводнение (без существенных осевых перегрузок, характерных для входа в воду при стрельбе без разделения). После приводнения отделяемый подводный модуль переходит в боевой режим и начинает движение в сторону цели. Обладая хорошо обтекаемой формой, подводный модуль испытывает минимальное сопротивление, что позволяет ему максимально быстро поразить подводную цель. Однако особенности компоновки при размещении подводного модуля в составе реактивного снаряда не позволили выполнить хвостовое оперение на сужающейся кормовой части выступающим за калибр. В связи с этим для обеспечения потребного запаса статической устойчивости необходимо смещение центра тяжести подводного модуля к его носовой части, что, в свою очередь, приводит к необходимости облегчения кормовой части, то есть к уменьшению веса размещаемой полезной нагрузки.Detachable underwater module, adopted as a prototype, operates as follows. The underwater module delivered by the carrier rocket to the target area is separated from the carrier and is braked, for example, by introducing a parachute system, performing soft splashdown (without significant axial overloads typical of entering the water when shooting without separation). After splashing, the detachable underwater module enters combat mode and begins to move towards the target. Having a well streamlined shape, the underwater module experiences minimal resistance, which allows it to hit the underwater target as quickly as possible. However, the layout features when placing the underwater module in the composition of the missile did not allow tail feathering on the tapering stern of the protruding caliber. In this regard, to ensure the required supply of static stability, it is necessary to shift the center of gravity of the underwater module to its bow, which, in turn, leads to the need to lighten the stern, that is, to reduce the weight of the payload.

В отличии от прототипа, в предлагаемом авторами отделяемом подводном модуле для реактивного снаряда, состоящем из корпуса, сужающейся кормовой части и хвостового оперения с лопастями, лопасти хвостового оперения выполнены раскрывающимися с осями складывания, расположенными под углом γ=15-20° к оси изделия в плоскостях, проходящих через ось изделия и соответствующие оси складывания лопастей, а на сужающейся кормовой части выполнено ступенчатое обнижение глубиной a=(0,005-0,03)d, при этом хвостовое оперение расположено за обнижением на удалении

In contrast to the prototype, in the detachable underwater module for a rocket proposed by the authors, consisting of a hull, tapering aft and tail unit with blades, tail unit blades are made opening with folding axes located at an angle γ = 15-20 ° to the product axis in planes passing through the axis of the product and corresponding to the axis of folding of the blades, and on the tapering aft part, a stepwise decrease is performed with a depth of a = (0.005-0.03) d, while the tail unit is located at a distance beyond the decrease

где d - калибр отделяемого подводного модуля, м;where d is the caliber of the detachable underwater module, m;

ν - кинематическая вязкость воды при нормальной температуре (20°С), м²/с;ν is the kinematic viscosity of water at normal temperature (20 ° C), m ² / s;

V_уст - установившаяся скорость движения отделяемого подводного модуля на подводном участке траектории, м/с. V _mouth - the steady speed of the detachable underwater module in the underwater section of the trajectory, m / s.

Это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существующих признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.This allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of existing features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание отделяемого подводного модуля для реактивного снаряда, обладающего повышенной эффективностью, устойчивостью и надежностью функционирования с малым временем стабилизации после приводнения.The objective of the proposed utility model is the creation of a detachable underwater module for a rocket, which has increased efficiency, stability and reliability with a short stabilization time after splashdown.

Указанный технический результат достигается тем, что в отделяемом подводном модуле для реактивного снаряда, содержащем корпус, сужающуюся кормовую часть и хвостовое оперенье с лопастями, лопасти хвостового оперения выполнены раскрывающимися, с осями складывания, расположенными под углом γ=15-20° к оси изделия в плоскостях, проходящих через ось изделия и соответствующие оси складывания лопастей, а на сужающейся кормовой части выполнено ступенчатое обнижение глубиной a=(0,005-0,03)d, при этом хвостовое оперение расположено за обнижением на удалении

The specified technical result is achieved by the fact that in a detachable underwater module for a rocket containing a body, a tapering aft and a tail feather with blades, the tail feather blades are made open, with folding axes located at an angle γ = 15-20 ° to the product axis in planes passing through the axis of the product and corresponding to the axis of folding of the blades, and on the tapering aft part, a stepwise decrease is performed with a depth of a = (0.005-0.03) d, while the tail unit is located below the decrease in distance the

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между деталями отделяемого подводного модуля позволяют, в частности, за счет выполнения:A new set of structural elements, as well as the presence of connections between the parts of a detachable underwater module, allow, in particular, due to the following:

- лопастей хвостового оперения раскрывающимися, с осями складывания, расположенными под углом γ=15-20° к оси изделия в плоскостях, проходящих через ось изделия и соответствующие оси складывания лопастей, обеспечить малое время стабилизации после приводнения и повышенную устойчивость отделяемого подводного модуля на подводном участке траектории. Выполнение лопастей хвостового оперения раскрывающимся после приводнения позволяет существенно увеличить размах оперения, что приводит к увеличению запаса статической устойчивости отделяемого подводного модуля, а следовательно его более устойчивому движению. При этом максимальный стабилизирующий момент необходим непосредственно после приводнения, когда подводный модуль движется с высокой скоростью, углами атаки и угловыми скоростями, стремящимися его опрокинуть. Таким образом, после приводнения необходимо максимально быстро раскрыть хвостовое оперение. Выполнение оси складывания лопастей под утлом γ=15-20° к оси изделия позволяет максимально быстро производить раскрытие оперения благодаря тому, что водная среда не препятствует движению лопасти в процессе раскрытия, а, наоборот, помогает этому раскрытию за счет обтекания лопасти с углом атаки на ней. Уменьшение угла оси складывания менее 15° приводит к потере достигаемого положительного эффекта, а увеличение более 20° ведет к существенному росту нагрузок, воспринимаемых механизмом раскрытия лопасти и, как следствие к его утяжелению;- the tail feathers are opened, with folding axes located at an angle γ = 15-20 ° to the product axis in planes passing through the product axis and the corresponding folding axes of the blades, to provide short stabilization time after splashing and increased stability of the detachable underwater module in the underwater section trajectories. The implementation of the tail feathers revealing after water splash allows to significantly increase the feathering range, which leads to an increase in the static stability margin of the detachable underwater module, and therefore its more stable movement. In this case, the maximum stabilizing moment is necessary immediately after the splashdown, when the underwater module moves with high speed, angles of attack and angular velocities tending to overturn it. Thus, after water splashing, it is necessary to open the tail plumage as quickly as possible. The implementation of the axis of folding of the blades under the angle γ = 15-20 ° to the axis of the product allows you to quickly open the plumage due to the fact that the aquatic environment does not interfere with the movement of the blade during the opening process, but, on the contrary, helps this opening by flowing around the blade with an angle of attack at her. A decrease in the folding axis angle of less than 15 ° leads to a loss of the achieved positive effect, and an increase of more than 20 ° leads to a significant increase in the loads perceived by the blade opening mechanism and, as a consequence, to make it heavier;

- ступенчатого обнижения на сужающейся кормовой части глубиной a=(0,005-0,03)d, производить разворот потока, тем самым создавая наиболее эффективный режим обтекания кормовой части и оперения при сокращении длины сужающейся кормовой части. Выполнение корпуса подводного модуля без механизма принудительного разворота потока требует профилирования кормовой части таким образом, чтобы не возникало отрывных течений. В результате кормовая часть имеет плавное сужение на большой длине, что приводит к сокращению внутреннего объема и уменьшению массы полезной нагрузки. Применение ступенчатого обнижения, обеспечивающего разворот потока на кормовой части, позволяет при сохранении параметров ее обтекания существенно сократить длину сужающейся части, за счет чего увеличить длину цилиндрической части при сохранении общих габаритных размеров и, соответственно, увеличить массу полезной нагрузки, размещенной на борту подводного модуля, а следовательно, повысить эффективность. Выполнение ступенчатого обнижения глубиной a=(0,005-0,03)d приводит к созданию зоны разрежения и, как следствие, к развороту потока. Уменьшение глубины a<0,005d не создает ожидаемого эффекта, а увеличение более 0,03d приводит к существенному увеличению донного сопротивления за обнижением и потере скорости движения;- stepwise lowering at the tapering stern of the depth a = (0.005-0.03) d, to make a turn of the flow, thereby creating the most effective regime of flow around the stern and plumage while reducing the length of the tapering stern. The implementation of the body of the underwater module without a forced flow reversal mechanism requires profiling of the stern so that there are no tear-off currents. As a result, the aft part has a smooth narrowing over a long length, which leads to a reduction in internal volume and a decrease in the mass of the payload. The use of stepwise lowering, which ensures the flow reversal at the stern, allows, while maintaining the flow around it, to significantly reduce the length of the tapering part, thereby increasing the length of the cylindrical part while maintaining the overall overall dimensions and, accordingly, increasing the mass of the payload placed on board the underwater module, and therefore increase efficiency. Performing a stepwise decrease in depth a = (0.005-0.03) d leads to the creation of a rarefaction zone and, as a result, to a turn of the flow. A decrease in depth a <0.005d does not create the expected effect, and an increase of more than 0.03d leads to a significant increase in bottom resistance due to a decrease and loss of speed;

- хвостового оперения за обнижением на удалении

обеспечить наилучшие условия обтекания оперения с целью формирования стабилизирующего момента. Увеличение расстояния

более

является нежелательным, так как влияние разворота потока на характер обтекания лопастей оперения существенно снижается. Уменьшение расстояния

менее

не внесет существенных изменений в картину обтекания оперения, но приведет к усложнению конструкции складывающегося оперения ввиду необходимости его размещения на большем диаметре корпуса.- tail feathering for downward depreciation at a distance

provide the best conditions for the flow of plumage in order to form a stabilizing moment. Distance increase

more

is undesirable, since the effect of the flow reversal on the nature of the flow around the plumage blades is significantly reduced. Distance reduction

less

will not make significant changes to the pattern of plumage flow, but will lead to a complication of the design of the folding plumage due to the need to place it on a larger diameter of the body.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид отделяемого подводного модуля для реактивного снаряда на участке автономного движения (после раскрытия лопастей), а на фиг. 2 общий вид отделяемого подводного модуля после приводнения (лопасти оперения закрыты).The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a detachable underwater module for a rocket in an autonomous motion section (after the blades open), and FIG. 2 general view of the detachable underwater module after splashdown (tail blades are closed).

Отделяемый подводный модуль состоит из корпуса 1, сужающейся кормовой части 2 и хвостового оперения 3. Лопасти 4 хвостового оперения 3 выполнены раскрывающимся, с осями складывания 5, расположенными под углом γ к оси изделия. На сужающейся кормовой части 2 выполнено ступенчатое обнижение 6 глубиной a. А хвостовое оперение 3 находится на расстоянии

от обнижения 6.The detachable underwater module consists of a housing 1, a tapering aft part 2 and a tail unit 3. The blades 4 of the tail unit 3 are made open, with folding axes 5 located at an angle γ to the axis of the product. On the tapered aft 2 performed stepwise depth obnizhenie 6 a. And the tail 3 is at a distance

from humiliation 6.

Предлагаемый отделяемый подводный модуль для реактивного снаряда работает следующим образом. После доставки отделяемого подводного модуля в район цели и приводнения начинается участок его автономного движения, устойчивость на котором обеспечивает раскрывающееся хвостовое оперение 3, расположенное на сужающейся кормовой части 2. Лопасти 4 оперения 3 установлены на оси складывания 5 под углом γ к оси изделия. При этом в процессе обтекания лопастей 4, находящихся в сложенном положении под углом атаки γ (фиг. 2), на них индуцируется нормальная сила, направленная в сторону раскрытия. После раскрытия лопастей 4 хвостового оперения 3 они выполняют функцию стабилизатора, обеспечивая устойчивое движение на подводном участке траектории. Наилучший характер обтекания, а следовательно, наибольший стабилизирующий момент при этом реализуется при развороте потока на обнижении 6. Разворот потока обеспечивает безотрывное обтекание сужающейся кормовой части малого удлинения 2 и лопастей 4 хвостового оперения 3.The proposed detachable underwater module for a rocket shell works as follows. After the detachable underwater module is delivered to the target and water splash area, a section of its autonomous movement begins, stability on which is provided by the tail unit 3 located on the tapering aft part 2. The tail unit 4 blades 4 are mounted on the folding axis 5 at an angle γ to the product axis. Moreover, during the flow around the blades 4, which are in the folded position at the angle of attack γ (Fig. 2), a normal force is induced on them, directed towards the opening. After the disclosure of the blades 4 of the tail unit 3, they perform the function of a stabilizer, providing stable movement in the underwater section of the trajectory. The best flow pattern, and therefore, the greatest stabilizing moment, is realized when the flow is turned at a decrease of 6. The flow reversal provides an uninterrupted flow around the tapering stern of small elongation 2 and the tail blades 4.

Организация быстрого и надежного раскрытия лопастей оперения, а также их гарантированное безотрывное обтекание с формированием максимального стабилизирующего момента при малой длине сужающейся кормовой части позволяют повысить эффективность, устойчивость и надежность функционирования отделяемого подводного модуля.The organization of quick and reliable opening of the plumage blades, as well as their guaranteed continuous flow with the formation of the maximum stabilizing moment with a short tapering stern, improves the efficiency, stability and reliability of the detachable underwater module.

На основе предлагаемой полезной модели разработана конструкторская документация, изготовлена партия отделяемых подводных модулей, при испытании которой получен указанный технический результат.Based on the proposed utility model, design documentation was developed, a batch of detachable underwater modules was manufactured, during the test of which the specified technical result was obtained.

Claims

A detachable underwater module for a rocket projectile, consisting of a body, tapering aft and tail unit with blades, characterized in that the tail unit blades are made open, with folding axes located at an angle γ = 15-20 ° to the product axis in planes passing through the axis of the product and the corresponding axis of folding of the blades, and on the tapering aft part, a stepwise decrease is performed with a depth a = (0.005-0.03) d, while the tail unit is located at a distance beyond the decrease

,

where d is the caliber of the detachable underwater module, m;

ν - kinematic viscosity of water at normal temperature (20 ° C), m ² / s;

V _mouth - the steady speed of the detachable underwater module in the underwater section of the trajectory, m / s.