Устройство для запуска ракеты
Полезная модель относится к устройствам для ручного запуска сигнальных и осветительных ракет, оснащенных метательным зарядом из горючих веществ и маршевым реактивным двигателем.
Устройство для запуска включает ракету светового сигнала, установленную в пусковой трубке, которая закрыта обтюратором и пробкой и оснащена закрытым съемной крышкой механизмом ручного воспламенения пороховой шашки реактивного двигателя, через центральное сопловое отверстие, при этом в корпусе ракеты смонтированы вышибной заряд и функциональное пиротехническое наполнение.
Новым является то, что реактивный двигатель установлен с открытого торца корпуса ракеты, имеющего форму стакана, на боковой поверхности которого выполнены наклоненные к продольной оси выступы для взаимодействия со спиральными пазами внутри пусковой трубки, на уступе которой посредством гидрофобного герметика закреплен обтюратор, а пробка прижата к дну корпуса ракеты, причем вышибной заряд размещен между функциональным наполнением и реактивным двигателем, дополнительно имеющим тангенциальные выходные отверстия, на поверхности пусковой трубки и съемной крышки выполнены рифления, а на передней стороне спиральных пазов пусковой трубки выполнен заходный скос.
Предложенное техническое решение позволило повысить точность метания ракеты из компактного устройства запуска в выбранном направлении полета: сигнальной - вертикально, осветительной - по баллистической траектории к цели, которая достигается за счет продольной стабилизации ракеты на полете, а также обеспечили повышение функциональной надежности при безотказном ручном запуске ракет, хранящихся в полевых условиях.
Полезная модель относится к устройствам для ручного запуска сигнальных и осветительных ракет, оснащенных метательным зарядом из горючих веществ и маршевым реактивным двигателем.
Уровень данной области техники характеризует устройство для запуска ракеты светового сигнала, установленной в пусковой трубке, оснащенной терочным механизмом воспламенения вышибного заряда, примыкающего к пороховой шашке реактивного двигателя, которая через усилительный заряд взаимодействует с функциональным пиротехническим наполнением (звездками) ракеты, описанное в книге А.А.Шидловского, А.И.Сидорова, Н.А.Силина «Пиротехника в народном хозяйстве», М., Машиностроение, 1978 г., с.133-134.
Это устройство запуска ракеты по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Недостатком известного устройства является неудовлетворительная функциональная надежность из-за условной герметичности соединения фрикционной пробки с пусковой трубкой, не предотвращающей проникновения влаги к зарядам при хранении в условиях повышенной влажности, атмосферной и водных преград, преодолеваемых личным составом.
Известное устройство характеризуется низкими показателями назначения из-за возможного склонения траектории полета запускаемых ракет, которые продольно не стабилизированы при запуске и на траектории полета. При этом не достигается требуемая высота подъема сигнальной ракеты, запускаемой вертикально, а осветительная ракета, летящая по баллистической траектории, освещает не заданный район.
Кроме того, устройство не приспособлено для ношения в карманах обмундирования личного состава из-за повышенной протяженности пусковой трубки, необходимой для разгона ракеты при запуске. Это требует специального технического оснащения и затрудняет применение устройства по назначению.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности компактного устройства для ручного мобильного запуска ракет точно в заданный район и на более протяженную дистанцию стрельбы.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для запуска ракеты светового сигнала, установленной в пусковой трубке, которая закрыта обтюратором и пробкой и оснащена закрытым съемной крышкой механизмом ручного воспламенения пороховой шашки реактивного
двигателя, через центральное сопловое отверстие, при этом в корпусе ракеты смонтированы вышибной заряд и функциональное пиротехническое наполнение, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что реактивный двигатель установлен с открытого торца корпуса ракеты, имеющего форму стакана, на боковой поверхности которого выполнены наклоненные к продольной оси выступы для взаимодействия со спиральными пазами внутри пусковой трубки, на уступе которой посредством гидрофобного герметика закреплен обтюратор, а пробка прижата к дну корпуса ракеты, причем вышибной заряд размещен между функциональным наполнением и реактивным двигателем, дополнительно имеющим тангенциальные выходные отверстия, причем вышибной заряд размещен между функциональным наполнением и реактивным двигателем, дополнительно имеющим тангенциальные выходные отверстия, на поверхности пусковой трубки и съемной крышки выполнены рифления, а на передней стороне спиральных пазов пусковой трубки выполнен заходный скос.
Отличительные признаки позволили повысить точность метания ракеты из компактного устройства в выбранном направлении полета: сигнальной - вертикально, осветительной - по баллистической траектории к цели, которая достигается за счет продольной стабилизации ракеты на полете, а также обеспечили повышение функциональной надежности при безотказном ручном запуске ракет, хранящихся в полевых условиях.
Базирование ракеты в пусковой трубке посредством наклонных выступов ее корпуса, геометрически замкнутых в спиральных пазах последней, формирует винтовую пару: неподвижную гайку - пусковую трубку и ходовой винт - ракету, которая при осевом нагружении давлением пороховых газов реактивного двигателя приобретает вращение вокруг продольной оси, что создает гироскопическую стабилизацию ракеты на траектории полета.
Крепление обтюратора на уступе направляющей трубки посредством гидрофобного герметика обеспечивает их геометрическое замыкание для прочного соединения в течение протяженного срока хранения устройства и герметичность его внутреннего объема, где размещены пиротехнические и пороховые составы, в полевых условиях эксплуатации, не защищенно от атмосферной влаги, а также предохраняет от проникновения воды вовнутрь при преодолении личным составом водных преград.
Дополнительное оснащение реактивного двигателя тангенциальными выходными отверстиями соплового блока для генерируемых пороховых газов, направленными попутно направлению подъема спиральных пазов пусковой трубки, предназначено для создания дополнительного импульса осевого вращения ракеты на траектории полета в сторону закрутки по упомянутым спиралям.
Фиксирование корпуса ракеты в пусковой трубке посредством примыкающей фрикционной пробки обеспечивает конструктивную монолитность структурных элементов устройства в функциональной взаимосвязи.
Пробка позволяет компенсировать свободный объем пусковой трубки, предназначенный для размещения ракет разной длины, в зависимости от
различных массы наполнения или длительности работы двигателя (времени горения маршевой шашки и/или замедлительного заряда), которые равно фиксируются в положении примыкания реактивного двигателя к механизму воспламенения его пороховой канальной шашки.
Формирование поперечных струй пороховых газов на выходе соплового блока реактивного двигателя приводит к смещению центра давления за центр масс ракеты, что обеспечивает продольную устойчивость ракеты в полете, минимизирует аэродинамическое торможение и, как следствие, повышает дальность метания.
Размещение вышибного заряда между реактивным двигателем и функциональным пиротехническим наполнением обеспечивает заданную последовательность действия структурных элементов устройства и воспламеняет световой пиротехнический состав наполнения ракеты.
При срабатывании вышибного заряда корпус двигателя отстреливается из ракеты, освобождая выход в атмосферу продуктам горения пиротехнического функционального наполнения (звездок), где происходит их оптическое излучение, световое или сигнальное.
Рифления на пусковой трубке и съемном колпачке увеличивают сцепление с ладонями рук при их раскручивании для беспрепятственного доступа к механизму воспламенения, что повышает боеготовность изделия.
Выполнение скоса на передней стороне спиральных пазов пусковой трубки обеспечивает автоматическую самоустановку в них выступов на корпусе ракеты, то есть базирование ракеты в рабочем положении при сборке с пусковой трубкой.
Дополнительным положительным эффектом от предложенного механизма продольной стабилизации ракеты является возможность сокращения протяженности пусковой трубки, то есть устройства в целом, до размеров накладных карманов, ячеек на обмундировании личного состава, что удобно в хранении, оперативно и доступно для применения по назначению.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача достигается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы существенных признаков.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертеже изображены:
- на фиг.1 - общий вид устройства;
- на фиг.2 - ракета светового сигнала;
- на фиг.3 - вид А на фиг.1;
- на фиг.4 - фрагмент пусковой трубки;
- на фиг.5 - разрез по Б-Б на фиг.2.
Предложенное устройство (фиг.1) включает коаксиально установленную ракету 1 (фиг.2) в пусковой трубке 2.
В стаканообразном корпусе 3 ракеты 1 последовательно со стороны дна помещены функциональное пиротехническое наполнение 4 и вышибной заряд 5, который примыкает к корпусу 6 реактивного двигателя, оснащенного замедлительным пиротехническим зарядом 7 торцевого горения, опирающимся на канальную пороховую шашку 8.
В заряде 7 (фиг.1) со стороны функционального наполнения 4 выполнена кумулятивная воронка 9, направленная через осевое огнепередаточное отверстие 10 корпуса 6 реактивного двигателя к вышибному заряду 5.
Корпус 6 реактивного двигателя коаксиально установлен внутри корпуса 3, торец которого примыкает к выступающему сопловому блоку 11 (фиг.2, 1), формообразуя собственно световую ракету 1, запускаемую из трубки 2.
В сопловом блоке 11 имеются центральное сопловое отверстие 12 и тангенциальные выходные отверстия 13 (фиг.5).
Под центральным сопловым отверстием 12 (фиг.1) в пусковой трубке 2 смонтирован ручной механизм 14 воспламенения терочного типа, шнур 15 которого помещен в съемной винтовой крышке 16, наворачиваемой на торец пусковой трубки 2 для хранения устройства в служебном обращении.
При этом на крышке 16 и пусковой трубке 2 выполнены рифления 17 и 18 соответственно для предотвращения проскальзывания в ладонях рук при подготовке устройства к запуску ракеты 1, когда крышку 16 свинчивают.
На корпусе 3 ракеты 1 выполнены наклонные к продольной оси ведущие выступы 19 (фиг.2), посредством которых она устанавливается в спиральных пазах 20 (фиг.3) пусковой трубки 2 с открытого ее торца (верхнего по чертежу фиг.1) до контакта с механизмом 14 воспламенения, который смонтирован на поперечной перекладине 21.
Ведущие выступы 19 наклонены к оси ракеты под углом подъема спиральных пазов 20, с которыми происходит взаимодействие при сборке и запуске.
С открытого торца пусковой трубки 2 (фиг.4, 1) выполнен уступ 22, шириной, равной глубине спиральных пазов 20, под ведущие выступы 19 корпуса 3 ракеты 1, на котором установлен на гидрофобном герметике (циатиме) обтюратор 23, закрывающий объем пусковой трубки 2.
Спиральные пазы 20 пусковой трубки 2 с ее открытого торца на передней стороне имеют заходные скосы 24, предназначенные для самоустановки в них наклонных выступов 19 корпуса 3 ракеты 1 при сборке за счет геометрического их замыкания, что происходит автоматически при свободном осевом повороте ракеты 1 на уступе 22 относительно трубки 2. При этом выступы 19 над пазами 20 теряют опору на уступ 22, проваливаются в спиральные пазы 20 на скосы 24 и гравитационно скользят по ним в спиральные пазы 20 и далее - по спиральным пазам 20 до упора.
Ракета 1 в пусковой трубке 2 зафиксирована сверху посредством сопрягаемой фрикционной пробки 25, которая прижимает реактивный двигатель ракеты 1 к поперечной перекладине 21 для взаимодействия с механизмом
14 ручного воспламенения.
Свободный внутренний объем трубки 2 между пробкой 25 и обтюратором 23 обеспечивает универсальность устройству, пусковая трубка 2 которого предназначена для размещения ракет различных типоразмеров, в частности, более протяженных, с усиленной маршевой шашкой 8 реактивного двигателя или с иным функциональным наполнением 4 большего объема.
Функционирует устройство следующим образом.
Для запуска ракеты 1 с пусковой трубки 2 свинчивают крышку 16. Затем, удерживая устройство за рифления 18 трубки 2, второй рукой посредством шнура 15 приводят в действие терочный механизм 14 воспламенения, форс пламени которого передается через центральное сопловое отверстие 12 корпуса 6 реактивного двигателя на инициирование горения пороховой канальной шашки 8 и пиротехнического замедлительного заряда 7.
Возросшим давлением в замкнутом объеме пусковой трубки 2 под сопловым блоком 11, создаваемым генерируемыми газообразными продуктами горения шашки 8 и заряда 7, ракета 1 получает линейное ускорение, в результате чего перемещается и поворачивается относительно пусковой трубки 2, удерживаемой в сжатой ладони руки неподвижно.
Осевое вращение ракета 1 получает за счет кинематической связи и взаимодействия ведущих выступов 19 ее корпуса 3 со спиральными пазами 20 пусковой трубки 2.
Пробка 25 и обтюратор 23 последовательно вышибаются из пусковой трубки 2 при движении ракеты 1.
Вращение ракеты 1 дополнительно обеспечивается попутной ее закруткой реактивными струями газообразных продуктов горения шашки 8 и заряда 7, которые выбрасываются из тангенциальных выходных отверстий 13 соплового блока 11. На полете эти струи выполняют функции аэродинамического оперения для продольной стабилизации ракеты 1.
Время торцевого послойного горения замедлительного пиротехнического состава заряда 7 выбрано большим, чем время, необходимое для вылета ракеты 1 из пусковой трубки с гарантированным ее удалением от места запуска (на 150-170 м).
При завершении горения пиротехнического заряда 7 ее кумулятивной воронкой 9 формируется огневой форс, который через осевое огнепередаточное отверстие 10 корпуса 6 реактивного двигателя инициирует воспламенение вышибного заряда 5.
Тепловым импульсом от горения заряда 5 воспламеняется функциональное пиротехническое наполнение 4.
Давлением газообразных продуктов горения заряда 5 корпус 6 реактивного двигателя выталкивается из корпуса 3 ракеты 1, освобождая его выход для истечения продуктов горения, которые испускают электромагнитные волны оптического излучения высокой светимости.
При этом корпус 3 ракеты 1 продолжает ориентированное движение, так как продольная стабилизация сохраняется при заметном смещении центpa
масс ко дну корпуса 3, а свободный от реактивного двигателя его объем служит в качестве аэродинамического стабилизатора.
Таким образом удалось стабилизировать выбранное направление полета ракеты 1 в зависимости от назначения: вертикально для подачи светового (цветового) сигнала и под углом 45° к горизонту (по баллистической траектории) в заданном направлении к цели, площадь вокруг которой необходимо осветить.
Испытания опытных образцов устройств запуска по предложенному техническому решению дали положительные результаты по точности стрельбы на повышенную дальность и высоту полета ракет.
Ускоренные испытания на вибрационном стенде, имитирующем транспортные нагрузки, устройств запуска ракет, помещенных в соленый раствор, показали надежную изоляцию внутреннего объема пусковой трубки в течение заданного продолжительного срока хранения без специальной упаковки и укупорки, в частности, пригодность для их свободного ношения в карманах обмундирования личного состава в полевых условиях.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по сигнальным и осветительным ракетам, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления устройств для запуска световых ракет, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
1. Устройство для запуска ракеты светового сигнала, установленной в пусковой трубке, которая закрыта обтюратором и пробкой и оснащена закрытым съемной крышкой механизмом ручного воспламенения пороховой шашки реактивного двигателя, через центральное сопловое отверстие, при этом в корпусе ракеты смонтированы вышибной заряд и функциональное пиротехническое наполнение, отличающееся тем, что реактивный двигатель установлен с открытого торца корпуса ракеты, имеющего форму стакана, на боковой поверхности которого выполнены наклоненные к продольной оси выступы для взаимодействия со спиральными пазами внутри пусковой трубки, на уступе которой посредством гидрофобного герметика закреплен обтюратор, а пробка прижата к дну корпуса ракеты, причем вышибной заряд размещен между функциональным наполнением и реактивным двигателем, дополнительно имеющим тангенциальные выходные отверстия.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на поверхности пусковой трубки и съемной крышки выполнены рифления.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на передней стороне спиральных пазов пусковой трубки выполнен заходный скос.
