RU2177601C1

RU2177601C1 - Guided artillery projectile

Info

Publication number: RU2177601C1
Application number: RU2000122197A
Authority: RU
Inventors: А.И. Бутенко; К.П. Евтеев; В.И. Морозов; В.С. Фимушкин
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2001-12-27

Abstract

FIELD: artillery ammunition. SUBSTANCE: guided artillery projectile has a body and rotary air vanes opening through the body grooves. The side edge of each vane in the open position is placed in the body groove. The bevel angle of the vane rear edge does not exceed the doubled maximum deflection angle, and the groove width is not less than the value of the h ≥ 2L•sinδ_m+Δ•cosδ_m,, where h is groove width, L is distance between the point of intersection of the vane rear edge with the body generating line and the axis of rotation of the vane, Δ is thickness of the vane rear edge, δ_m is maximum vane deflection angle. EFFECT: enhanced accuracy of projectile guidance to the target due to the enhanced efficiency of aerodynamic control without any increase of the area of the vanes. 3 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в управляемых ракетах и артиллерийских снарядах (УАС) с поворотными аэродинамическими рулями. The invention relates to rocket technology and can be used in guided missiles and artillery shells (UAS) with rotary aerodynamic rudders.

Известна ракета [1], имеющая передние концевые аэродинамические рули и хвостовые стабилизаторы, по меньшей мере часть которых расположена внутри радиально относительно рулей. Удалением рулей от корпуса в этой ракете достигается повышение аэродинамической эффективности стабилизаторов (уменьшается скос потока от рулей). Однако при этом существенно снижается аэродинамическая эффективность рулей за счет снижения их интерференции с корпусом ракеты. Known rocket [1], with front end aerodynamic rudders and tail stabilizers, at least part of which is located inside radially relative to the rudders. Removing the rudders from the hull in this rocket achieves an increase in the aerodynamic efficiency of stabilizers (the slant of the flow from the rudders decreases). However, the aerodynamic efficiency of the rudders is significantly reduced by reducing their interference with the rocket body.

Наиболее близок к заявляемому УАС по совокупности существенных признаков УАС "Коперхэд" [2], в котором складывающиеся через пазы корпуса хвостового отсека аэродинамические рули раскрываются после выхода снаряда из ствола орудия под действием центробежных сил. При этом между бортовой хордой раскрытых рулей и корпусом УАС образуются щелевые зазоры, необходимые для поворота рулей относительно корпуса. Наличие этих зазоров отрицательно сказывается на аэродинамической эффективности рулей из-за уменьшения интерференции с корпусом УАС и перетекания воздуха между их поверхностями по кромке бортовой хорды. The closest to the claimed UAS on the set of essential features of the UAS "Copperhead" [2], in which the aerodynamic rudders folding through the grooves of the body of the tail compartment are opened after the projectile leaves the gun barrel under the action of centrifugal forces. In this case, between the onboard chord of the opened rudders and the UAS case, slotted gaps are formed necessary for the rudders to rotate relative to the body. The presence of these gaps adversely affects the aerodynamic efficiency of the rudders due to the reduction of interference with the UAS housing and the flow of air between their surfaces along the edge of the side chord.

Решаемая заявляемым УАС задача - повышение точности наведения УАС на цель за счет повышения эффективности аэродинамического управления без увеличения несущей площади рулей. Solved by the claimed UAS, the task is to increase the accuracy of pointing the UAS at the target by increasing the efficiency of aerodynamic control without increasing the bearing area of the rudders.

Для решения этой задачи в УАС, содержащем корпус и раскрывающиеся через пазы корпуса поворотные аэродинамические рули, бортовая кромка каждого руля в его раскрытом положении размещена в пазу корпуса. При этом угол скоса задней кромки руля выполнен не большим его удвоенного максимального угла отклонения, а ширина паза - не меньше величины h≥2L•sinδ_m+Δ•cosδ_m, где h - ширина паза, L - удаление точки пересечения задней кромки руля с образующей корпуса от оси вращения руля, Δ - толщина задней кромки руля, δ_m - максимальный угол отклонения руля.To solve this problem in the UAS containing the casing and the rotary aerodynamic rudders that open through the grooves of the casing, the side edge of each steering wheel in its open position is placed in the groove of the casing. In this case, the bevel angle of the trailing edge of the steering wheel is made not greater than its doubled maximum deflection angle, and the groove width is not less than the value h≥2L • sinδ _m + Δ • cosδ _m , where h is the groove width, L is the removal of the point of intersection of the trailing edge of the steering wheel with generatrix of the housing from the axis of rotation of the steering wheel, Δ is the thickness of the trailing edge of the steering wheel, δ _m is the maximum angle of deviation of the steering wheel.

Конструкция заявляемого УАС пояснена чертежами, где на фиг. 1 представлен разрез корпуса снаряда с раскрытым аэродинамическим рулем, на фиг. 2 - вид А на паз корпуса при не отклоненном руле, а на фиг. 3 - вид А на паз корпуса при повернутом на максимальный угол руле. The design of the inventive UAS is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a section through a shell of an apparatus with an aerodynamic rudder open, FIG. 2 is a view A of a housing groove with the steering wheel not deviated, and in FIG. 3 - view A into the groove of the body when the steering wheel is turned to the maximum angle.

В корпусе 1 УАС закреплено основание 2, в радиальных отверстиях которого установлены приводные валы 3. В торцевых пазах приводных валов 3 на осях складывания 4 установлены рули 5. За счет угла скоса задней кромки γ руля 5 ее толщина Δ меньше максимальной толщины руля. В процессе управления УАС руль 5 отклоняется на максимальный угол δ_m, поворачиваясь относительно оси приводного вала 3 в пазу корпуса 1, при этом бортовая кромка руля 5 размещена в пазу корпуса и перемещается в нем, поворачиваясь относительно оси руля по максимальному радиусу, соответствующему расстоянию L - удалению точки пересечения задней кромки руля с образующей корпуса от оси вращения руля.A base 2 is fixed in the UAS case 1, in the radial openings of which drive shafts 3 are installed. In the end slots of the drive shafts 3, the steering wheels 5 are installed on the folding axles 4. Due to the bevel angle of the trailing edge γ of the steering wheel 5, its thickness Δ is less than the maximum thickness of the steering wheel. In the process of controlling the UAS, the steering wheel 5 is deflected by a maximum angle δ _m , turning relative to the axis of the drive shaft 3 into the groove of the housing 1, while the side edge of the steering wheel 5 is placed in the groove of the housing and moves in it, turning relative to the steering axis along the maximum radius corresponding to the distance L - removal of the point of intersection of the trailing edge of the steering wheel with the generatrix of the housing from the axis of rotation of the steering wheel.

При таком размещении бортовой кромки отсутствует щель между рулем 5 и корпусом 1, что способствует повышению несущей способности комбинации корпус-руль за счет увеличения интерференции между элементами этой комбинации. With this arrangement of the bead edge, there is no gap between the steering wheel 5 and the housing 1, which contributes to an increase in the bearing capacity of the housing-steering wheel combination by increasing the interference between the elements of this combination.

Ввиду того что наличие пазов отрицательно влияет на прочность корпуса 1, являющегося в УАС основным несущим элементом, воспринимающим нагрузку инерционных масс, закрепленных на нем функциональных блоков при действии ствольных ускорений, ширина пазов в заявляемом УАС выбирается минимально возможной исходя из геометрических размеров и максимального угла поворота руля. Due to the fact that the presence of grooves adversely affects the strength of the housing 1, which is the main load-bearing element in the UAS, which perceives the load of inertial masses, the functional blocks attached to it under the influence of barrel accelerations, the width of the grooves in the claimed UAS is chosen as small as possible based on geometric dimensions and maximum rotation angle steering wheel.

Известно, что центр давления результирующей аэродинамической силы находится на расстоянии 25-50% от передней кромки руля. Поэтому с целью снижения аэродинамического шарнирного момента, нагружающего рулевой привод, в этом диапазоне располагают и ось вращения руля. Следовательно, по наибольшему радиусу при отклонении руля вращается его задняя кромка, перемещение которой и определяет потребную ширину паза корпуса 1 в заявляемом устройстве. Выполнение угла скоса задней кромки γ не большим удвоенного максимального угла отклонения руля (2δ_m) обеспечивает однозначность этого определения. В противном случае потребная ширина будет больше, так как ее будет определять точка перегиба профиля руля у задней кромки (точка начала скоса задней кромки руля). При выполнении данного ограничения на угол скоса задней кромки руля ширину паза корпуса 1 оптимизирует приведенная ранее зависимость: если ширина паза h равна значению, вычисленному по этой зависимости, то стенки паза корпуса 1 будут выполнять роль ограничительных упоров руля; если ширина паза h больше значения, вычисленного по этой зависимости, то между станками паза и отклоненным на максимальный угол рулем будет иметь место зазор, величина которого выбирается из конструктивных соображений.It is known that the center of pressure of the resulting aerodynamic force is at a distance of 25-50% from the leading edge of the steering wheel. Therefore, in order to reduce the aerodynamic articulated moment loading the steering gear, the axis of rotation of the steering wheel is also located in this range. Therefore, along the largest radius when the steering wheel is deflected, its trailing edge rotates, the movement of which determines the required width of the groove of the housing 1 in the inventive device. The implementation of the bevel angle of the trailing edge γ not greater than twice the maximum steering angle (2δ _m ) ensures the uniqueness of this definition. Otherwise, the required width will be greater, since it will be determined by the inflection point of the rudder profile at the trailing edge (the beginning point of the bevel of the trailing edge of the rudder). When fulfilling this restriction on the angle of inclination of the trailing edge of the steering wheel, the width of the groove of the housing 1 optimizes the previously given dependence: if the width of the groove h is equal to the value calculated from this dependence, then the walls of the groove of the housing 1 will act as restrictive stops of the steering wheel; if the groove width h is greater than the value calculated from this dependence, then between the groove machines and the steering wheel deviated to the maximum angle, there will be a gap, the value of which is selected from design considerations.

Следует отметить, что для управления УАС, отличающихся от управляемых ракет большей массой, применяются, как правило, прямоугольные в плане рули большого удлинения (> 3,5), максимальная аэродинамическая эффективность которых достигается при углах отклонения 5-7^o. При таких углах отклонения руля требуемая ширина паза, выбираемая в соответствии с вышеизложенной методикой, обеспечивает достижение необходимой прочности корпуса УАС.It should be noted that for the control of UAS, which differ from the guided missiles by a larger mass, they usually use large elongated rudders (> 3.5), the maximum aerodynamic efficiency of which is achieved at deflection angles of 5-7 ^o . At such rudder deflection angles, the required groove width, selected in accordance with the above methodology, ensures the achievement of the necessary strength of the UAE housing.

Таким образом, заявляемый УАС обеспечивает решение ранее поставленной задачи: повышение точности наведения УАС на цель за счет повышения эффективности аэродинамического управления без увеличения несущей площади рулей. Thus, the claimed UAS provides a solution to the previously posed problem: improving the accuracy of pointing the UAS at the target by increasing the efficiency of aerodynamic control without increasing the bearing area of the rudders.

Источники информации
1. Ракета. Патент Великобритании N 1585049, НКИ F 3 A; 3 МПК F 42 B 15/027, 5 МПК F 42 B 10/00.Sources of information
1. The rocket. UK patent N 1585049, NCI F 3 A; 3 IPC F 42 B 15/027, 5 IPC F 42 B 10/00.

2. Р. А. Налк, Х.Л. Пастрик, Ф.А. Моррисон. Разработка полуактивной лазерной системы наведения снаряда "Коперхэд". Ракетная техника и космонавтика, т. 18, N 2, 1980, с. 128-138. 2. R. A. Nalk, H.L. Pastrik, F.A. Morrison Development of a semi-active laser guidance system for the Copperhead projectile. Missile Technology and Cosmonautics, vol. 18, N 2, 1980, p. 128-138.

Claims

A guided artillery shell containing a body and rotary aerodynamic rudders that open through the grooves of the body, characterized in that in the open position the side edge of each wheel is placed in the groove of the body, while the angle of inclination of the rear edge of the steering wheel is not greater than twice its maximum deflection angle, and the groove width - not less than the value
h ≥ 2L • sinδ _m + Δ • cosδ _m ,
where h is the groove width;
L - removal of the point of intersection of the trailing edge of the steering wheel with the generatrix of the housing from the axis of rotation of the steering wheel;
Δ is the thickness of the trailing edge of the steering wheel;
δ _m is the maximum steering angle.