Реактивный снаряд с комбинированным детонационным двигателем
Реактивный снаряд с комбинированным детонационным двигателем относится к области ракетостроения и учитывает все возрастающие требования по повышению совершенства конструкций ракет и реактивных снарядов. Задачей полезной модели является повышение боевой эффективности реактивных снарядов за счет увеличение дальностью их полета. Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в улучшении технических характеристик за счет уменьшения донного сопротивления, что приводит к уменьшению силы сопротивления движению и за счет использования воздуха в качестве окислителя и детонационного сгорания топлива, что приводит к повышению экономичности. Поставленная задача достигается тем, что в реактивном снаряде с комбинированным детонационным двигателем между боевой частью и ракетным двигателем твердого топлива введен детонационный двигатель с корпусом цилиндро-конической формы таким образом, что сопла воздухозаборника равномерно расположены на его конической оболочке, при этом диаметр боевой части выполнен меньше диаметра детонационного двигателя, а переднее днище корпуса ракетного двигателя твердого топлива выполнено сгораемым. Уменьшение донного сопротивления как за счет уменьшения значения С х, так и за счет увеличения давления на выходе реактивный снаряд р2, является эффективным способом увеличения дальности полета реактивного снаряда. Кроме того, двигатель работает в течение более длительного времени полета снаряда. В свою очередь, все это приводит к увеличению дальности полета.
Полезная модель относится к области ракетостроения и учитывает все возрастающие требования по повышению совершенства конструкций ракет и реактивных снарядов. Известен вращающийся реактивный снаряд, содержащий заостренную носовую часть, боевой отсек, реактивный двигатель и аэродинамический стабилизатор (патент РФ №2166178, МПК F 42 В 15/00, F 42 B 10/14, F 42 B 10/26, 2001). Он содержит заостренную носовую часть, боевой отсек, реактивный двигатель и аэродинамический стабилизатор с раскрывающимися дугообразными лопастями.
В нем увеличение дальности полета осуществляется за счет того, что дугообразные лопасти стабилизатора установлены выпуклыми поверхностями в направлении вращения снаряда, а вогнутые поверхности ориентированы в сторону носовой части снаряда. Передние и задние кромки каждой лопасти выполнены с односторонним заострением со скосом, расположенным на выпуклой поверхности лопасти.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к полезной модели является вращающийся реактивный снаряд по патенту РФ №44814, МПК F 42 B 15/00, 2005.
В нем увеличение дальности полета осуществляется за счет того, что в корпусе двигателя ракетного топлива в районе центра масс неснаряженного снаряда равномерно по окружности выполнены тангенциальные отверстия, оси которых направлены в сторону, противоположную вращению снаряда. Такое техническое решение способствует увеличению давления за соплом, что уменьшает донное сопротивление, а, следовательно, приводит к уменьшению силы лобового сопротивления F. В свою очередь, это приводит к увеличению дальности полета.
Однако современные требования, предъявляемые к реактивным снарядам, требуют дальнейшего повышения дальности их полета.
Задачей полезной модели является повышение боевой эффективности реактивных снарядов за счет увеличение дальностью их полета.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в улучшении технических характеристик за счет уменьшения донного сопротивления, что приводит к уменьшению силы сопротивления движению и за счет использования воздуха в качестве окислителя и детонационного сгорания топлива, что приводит к повышению экономичности.
Поставленная задача достигается тем, что в реактивном снаряде с комбинированным детонационным двигателем между боевой частью и ракетным двигателем твердого топлива введен детонационный двигатель с корпусом цилиндро-конической формы таким образом, что сопла воздухозаборника равномерно расположены на его конической оболочке, при этом диаметр боевой части выполнен меньше диаметра детонационного двигателя, а переднее днище корпуса ракетного двигателя твердого топлива выполнено сгораемым.
На фиг.1 представлен общий вид реактивного снаряда, а на фиг.2 - вид А.
где: 1 - боевая часть;
2 - ракетный двигатель;
3 - детонационный двигатель;
4 - аэродинамический стабилизатор;
5 - тангенциальные отверстия;
6 - твердое ракетное топливо;
7 - переднее сгораемое днище.
Реактивный снаряд содержит заостренную боевую часть 1, ракетный двигатель 2, детонационный двигатель 3 и аэродинамический стабилизатор 4. На конической поверхности детонационного двигателя 3 выполнены тангенциальные отверстия 5 для прохода воздуха.
Реактивный снаряд с комбинированным детонационным двигателем работает следующим образом.
Запуск осуществляется путем подачи команды на пиропатрон воспламенителя. Под действием температуры и давления пороховых газов, образовавшихся при срабатывании воспламенителя, происходит воспламенение порохового заряда ракетного двигателя 5. За счет истечения газов из сопла ракетного двигателя 3, он начинает движение по направляющей контейнера. После схода снаряда с направляющей начинается его полет на активном участке траектории.
Полное выгорание порохового заряда 6 ракетного двигателя 2 сопровождается сгоранием переднего днища. Образовавшиеся газы вскрывают окна тангенциальных отверстий 5 и воздух поступает в систему топливоподачи детонационного двигателя 3. Начинает работать детонационный двигатель 3, который является более экономичным чем ракетный, т.к. использует вместо окислителя воздух окружающей среды и КПД детонационного цикла выше аналогичного КПД при горении.
В процессе полета на снаряд действует сила лобового сопротивления F, которая направлена в сторону, противоположную полету реактивного снаряда и определяется следующим
выражением
где: F - сила снаряд лобового сопротивления;
Сх - коэффициент силы лобового сопротивления;
- плотность воздуха;
V - скорость движения реактивного снаряда;
Sм - площадь миделевого сечения снаряда.
Из анализа выражения (1) следует, что чем меньше значение Сх, тем меньше сила лобового сопротивления F. Выполнение боевой части меньшего диаметра способствует уменьшению значения Сх.
С другой стороны, сила лобового сопротивления F определяется следующим выражением
где: p1 - давление на входе реактивный снаряд;
р2 - давление на выходе реактивный снаряд.
Из анализа выражения (2) следует, что чем больше давление на выходе реактивный снаряд, р 2, тем меньше сила лобового сопротивления F.
Следовательно, уменьшение донного сопротивления как за счет уменьшения значения Сх так и за счет увеличения давления на выходе реактивный снаряд р2, является эффективным способом увеличения дальности полета реактивного снаряда.
Кроме того, двигатель работает в течение более длительного времени полета снаряда. В свою очередь, все это приводит к увеличению дальности полета.
Реактивный снаряд с комбинированным детонационным двигателем, включающий боевую часть и ракетный двигатель твердого топлива, состоящий из корпуса, топливного заряда и сопла, отличающийся тем, что между боевой частью и ракетным двигателем твердого топлива введен детонационный двигатель таким образом, что сопла воздухозаборника равномерно расположены на его конической оболочке, при этом диаметр боевой части выполнен меньше диаметра детонационного двигателя, а переднее днище корпуса ракетного двигателя твердого топлива выполнено сгораемым.
