RU2133443C1

RU2133443C1 - Guided missile

Info

Publication number: RU2133443C1
Application number: RU98111567A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Шипунов; Л.Г. Захаров; В.И. Морозов; Ю.Д. Копылов; Б.А. Голомидов; Н.И. Гусаров
Original assignee: Конструкторское бюро приборостроения
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-07-20

Abstract

FIELD: missile armament. SUBSTANCE: guided missile, having a canard configuration with a single- channel control system, uses fin cantilevers arranged at an angle of 30 to 40 deg. to the plane of the cantilevers of control surfaces. The cantilevers of control surfaces are installed in the plane passing through the axis of the missile symmetrically between the fin cantilevers. The pads of the fin cantilevers and control surfaces are made in relationship 1: (0.10 to 0.20). EFFECT: enhanced efficiency of missile control, simplified design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области вооружения, в частности к области управляемых снарядов, и может быть использовано в конструкциях ракет, выполненных по аэродинамической схеме "утка", с одноканальной системой управления. The invention relates to the field of weapons, in particular to the field of guided missiles, and can be used in missile designs made according to the duck aerodynamic design with a single-channel control system.

Известен управляемый снаряд Ред Ай ("Land-Based Air Defence", Seventh Edition, 1994 - 1955, стр. 46 - 48), принятый за аналог [1]. Known guided projectile Red Ay ("Land-Based Air Defense", Seventh Edition, 1994 - 1955, p. 46 - 48), adopted as an analogue [1].

Снаряд [1] состоит из рулей в одной плоскости, дестабилизаторов в другой плоскости, реактивного двигателя, боевой части, крыльев. Недостатком такой конструкции является недостаточная высокая эффективность аэродинамических органов управления. Конструкция рулей имеет консоли прямоугольной формы в плане большого удлинения, несущие способности которых ограничены из-за нелинейного характера управляющей силы по углам атаки и углам отклонения рулей. Симметрия по аэродинамическим характеристикам планера по двум плоскостям обеспечивается установкой дестабилизаторов, что усложняет конструкцию снаряда. The projectile [1] consists of rudders in one plane, destabilizers in another plane, a jet engine, warhead, wings. The disadvantage of this design is the lack of high efficiency aerodynamic controls. The design of the rudders has rectangular consoles in terms of large elongation, the bearing capacities of which are limited due to the non-linear nature of the control force along the angles of attack and the angles of deflection of the rudders. Symmetry in aerodynamic characteristics of the airframe along two planes is ensured by the installation of destabilizers, which complicates the design of the projectile.

Известен управляемый снаряд "Стрела-2" комплекса 9К32 (SA-7A) (Российское ракетное оружие 1943 - 1993 г. Справочник. Издание 2, исправленное и дополненное. Санкт-Петербург. "Пика" 1993 г.), приятный за прототип [2]. Known guided projectile "Strela-2" complex 9K32 (SA-7A) (Russian missile weapons 1943 - 1993. Handbook. Edition 2, corrected and supplemented. St. Petersburg. "Peak" 1993), nice for the prototype [2 ].

Управляемый снаряд [2] состоит из головного отсека 1, рулей в одной плоскости 2, рулевого отсека 3, боевой части 4 двигательной установки 5, стабилизатора 6, крыльев 7. Guided projectile [2] consists of the head compartment 1, the rudders in one plane 2, the steering compartment 3, the warhead 4 of the propulsion system 5, stabilizer 6, wings 7.

Недостатком такой конструкции управляемого снаряда, выполненного по схеме "утка", является то, что расположение рулей в одной плоскости создает несимметрию аэродинамических характеристик по каналам управления. Для симметрии (осреднение по каналам) аэродинамических характеристик снарядов с одноканальной системой управления необходимо задавать большую (20 - 25 об. /с) угловую скорость вращения по крену. При этом усложняется рулевой привод (из-за быстродействия), усложняется конструкция снаряда. Кроме того, относительное положение несущих поверхностей крыльев и рулей по схеме "плюс, (+)" не позволяет, из-за небольшой величины коэффициента скоса потока от рулей на консолях стабилизатора на углах атаки 3 - 8^o (фиг.3), повысить эффективность управления.The disadvantage of this design of a guided projectile made according to the "duck" scheme is that the location of the rudders in one plane creates an asymmetry of aerodynamic characteristics along the control channels. For symmetry (averaging over the channels) of the aerodynamic characteristics of shells with a single-channel control system, it is necessary to set a large (20 - 25 rpm./s) angular rotation speed along the roll. In this case, the steering gear is complicated (due to speed), the design of the projectile is complicated. In addition, the relative position of the bearing surfaces of the wings and rudders according to the "plus, (+)" scheme does not allow, due to the small value of the coefficient of bevel of the flow from the rudders on the stabilizer consoles at angles of attack of 3 - 8 ^o (figure 3), to increase the efficiency management.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности управления снаряда за счет симметрирования аэродинамических характеристик в курсовой и тангажной плоскостях управления, а также за счет повышения управляющего момента. The objective of the invention is to increase the efficiency of projectile control by balancing the aerodynamic characteristics in the directional and pitch control planes, as well as by increasing the control moment.

В предлагаемой конструкции управляемого снаряда, выполненного по аэродинамической схеме "утка", с одноканальной системой управления, содержащего рули в одной плоскости, разгонно-маршевый двигатель, стабилизатор с расположением неподвижных несущих поверхностей по иксообразной схеме во взаимно перпендикулярных плоскостях, повышение эффективности достигается тем, что консоли стабилизатора выполнены под углом 30 - 40^o к плоскости консолей рулей. Консоли рулей выполнены в плоскости, проходящей через продольную ось корпуса снаряда симметрично между консолями стабилизатора, при этом соотношение площадей консоли стабилизатора и руля выполнено как 1 : (0,10 - 0,20).In the proposed design of the guided projectile, made according to the aerodynamic scheme "duck", with a single-channel control system containing rudders in one plane, an accelerating-marching engine, a stabilizer with the location of fixed bearing surfaces in an X-shaped pattern in mutually perpendicular planes, increasing efficiency is achieved by the fact that stabilizer consoles are made at an angle of 30 - 40 ^o to the plane of the steering consoles. The consoles of the rudders are made in a plane passing through the longitudinal axis of the shell of the projectile symmetrically between the consoles of the stabilizer, while the ratio of the areas of the console of the stabilizer and the steering wheel is made as 1: (0.10 - 0.20).

Данное техническое предложение позволяет получить симметрию планера снаряда с рулями в одной плоскости по основным аэродинамическим характеристикам за счет выполнения несущих поверхностей (консолей) стабилизатора под углом 30 - 40^o к плоскости консолей рулей, при соотношении площадей консоли стабилизатора и руля как 1 : (0,10 - 0,20). Кроме того, такая конструкция позволяет за счет увеличения коэффициента скоса потока на летных углах атаки 3 - 8^o (фиг.3) повысить эффективность управления снаряда без увеличения габаритно-массовых характеристик рулей и рулевого привода.This technical proposal allows you to get the symmetry of the projection glider with rudders in one plane according to the main aerodynamic characteristics due to the implementation of the stabilizer bearing surfaces (consoles) at an angle of 30 - 40 ^o to the plane of the consoles of the rudders, with a ratio of the stabilizer and rudder console areas as 1: (0, 10 - 0.20). In addition, this design allows you to increase the efficiency of the bevel flow at flight angles of attack of 3 - 8 ^o (Fig.3) to increase the efficiency of projectile control without increasing the overall mass characteristics of the rudders and steering gear.

По сравнению с прототипом, при наличии общих конструктивных признаков и свойств, управляемый снаряд с предложенной конструкцией позволяет: обеспечить симметрию по основным аэродинамическим характеристикам без введения дополнительных элементов (дестабилизаторов) в конструкцию снаряда и без увеличения угловой скорости вращения по крену, повысить эффективность управления без увеличения площади рулей. Compared with the prototype, in the presence of common design features and properties, a guided projectile with the proposed design allows you to: provide symmetry according to the main aerodynamic characteristics without introducing additional elements (destabilizers) into the design of the projectile and without increasing the angular velocity of rotation along the roll, increase control efficiency without increasing area rudders.

На фиг. 1,2 представлен управляемый снаряд предлагаемой конструкции; на фиг. 3 - график зависимости коэффициента скоса потока от рулей на стабилизатор от углом атаки снаряда, K_ε = f(a), для прототипа и для предлагаемой конструкции.In FIG. 1.2 presents a guided projectile of the proposed design; in FIG. 3 is a graph of the dependence of the slant coefficient of the flow from the rudders to the stabilizer on the angle of attack of the projectile, K _ε = f (a), for the prototype and for the proposed design.

Управляемый снаряд (фиг. 1,2) состоит из рулей 1, рулевого привода 2, боевой части 3, маршевого двигателя с двумя боковыми соплами 4, стабилизатора с четырьмя консолями 5. Guided projectile (Fig. 1,2) consists of rudders 1, steering gear 2, warhead 3, main engine with two side nozzles 4, a stabilizer with four consoles 5.

На фиг.3 : 1 - кривая зависимости K_ε = f[a] для прототипа, консоли рулей и стабилизатора выполнены в одной плоскости, т.е. по схеме минус-плюс (-+)], 2,3 - кривые зависимости K_ε = f(a) для предлагаемой конструкции, где консоли рулей выполнены относительно стабилизаторов по схеме "минус-икс" (-Х), 2 - с углом f = 30^o, 3 - с углом f = 40^o.In Fig. 3: 1, the dependence curve K _ε = f [a] for the prototype, console, rudders and stabilizer are made in one plane, i.e. according to the minus-plus scheme (- +)], 2,3 - dependence curves K _ε = f (a) for the proposed design, where the steering consoles are made relative to the stabilizers according to the minus-X (-X) scheme, 2 - with an angle f = 30 ^o , 3 - with an angle f = 40 ^o .

В полете на снаряде, выполненном по схеме "утка", управляющий момент создается при отклонении рулей (Mzp) на угол (бр). Кроме того, на консолях стабилизатора от скоса потока рулей создается дополнительная подъемная сила (Cy_ε), значение которой составляет 30 - 40% от подъемной силы рулей (Сур). Управляющий момент от скоса потока определяется по зависимости: Mz_ε = Cy_εΔX_ст, где ΔX - расстояние от точки приложения силы Cy_ε до центра тяжести снаряда. Суммарное значение управляющего момента определяется соотношением: Mz_y = Mzp+Mz_ε.
Из приведенных данных (фиг.3) следует, что максимальное значение коэффициента скоса потока от рулей на консоли стабилизатора в диапазоне углов атаки 3 - 8^o (летные углы атаки управляемых противотанковых снарядов) достигается при иксобразной схеме (-х) расположения несущих поверхностей стабилизатора относительно рулей при угле f = 30 - 40^o. При этом, значение подъемной силы от скоса потока в 1,5 - 2,0 раза превышает значения для прототипа. Для малогабаритных противотанковых снарядов с предложенной конструкцией значение управляющего момента от скоса потока) повышается на 30 - 40%, что приводит к повышению располагаемой перегрузки управляемого снаряда на 15 - 20%.In flight on a projectile made according to the "duck" scheme, a control moment is created when the rudders are deflected (Mzp) by an angle (br). In addition, an additional lifting force (Cy _ε ) is created on the stabilizer consoles from the bevel of the rudder flow, the value of which is 30 - 40% of the rudder lifting force (Sur). The control moment from the bevel of the flow is determined by the dependence: Mz _ε = Cy _ε ΔX _st , where ΔX is the distance from the point of application of the force Cy _ε to the center of gravity of the projectile. The total value of the control torque is determined by the relation: Mz _y = Mzp + Mz _ε .
From the above data (figure 3), it follows that the maximum value of the slant coefficient of the flow from the rudders on the stabilizer console in the range of angles of attack of 3 - 8 ^o (flight angles of attack of guided anti-tank shells) is achieved with an X-shaped arrangement (s) of the bearing surfaces of the stabilizer relative to rudders at an angle f = 30 - 40 ^o . At the same time, the value of the lifting force from the bevel of the flow is 1.5 - 2.0 times higher than the values for the prototype. For small-sized anti-tank shells with the proposed design, the value of the control moment from the bevel of the stream) increases by 30 - 40%, which leads to an increase in the available overload of the guided projectile by 15 - 20%.

Симметрия динамических характеристик снаряда (стабилизирующего момента, углоd атаки) в курсовой и тангажной плоскостях достигается путем выполнения консолей стабилизатора под углом f = 30 - 40^o к плоскости консоли руля, при оптимальных соотношениях площадей консолей руля и стабилизатора как 1 : (0,10 ... 0,20).The symmetry of the dynamic characteristics of the projectile (stabilizing moment, angle of attack) in the directional and pitch planes is achieved by making the stabilizer consoles at an angle f = 30 - 40 ^o to the plane of the steering console, with the optimal ratio of the areas of the steering console and stabilizer as 1: (0.10. .. 0.20).

Проведение аэродинамические продувки и летные испытания снаряда (типа ПТУРС 9М133, комплекса "Корнет"), с одноканальной системой управления позволили выбрать оптимальные углы f = 30 - 40^o и соотношения площадей консоли стабилизатора и консоли руля как 1 : (0,10 - 0,20).Carrying out aerodynamic purges and flight tests of a projectile (type PTURS 9M133, complex "Cornet"), with a single-channel control system made it possible to choose the optimal angles f = 30 - 40 ^o and the ratio of the areas of the stabilizer console and the steering console as 1: (0.10 - 0, 20).

Применение в конструкциях противотанковых малогабаритных снарядах данного технического предложения позволило повысить эффективность управления без увеличения габаритно-массовых характеристик рулей и рулевого привода, упростить конструкцию снаряда. The use of this technical proposal in the construction of anti-tank small-sized shells made it possible to increase control efficiency without increasing the overall mass characteristics of the rudders and steering gear, and to simplify the design of the projectile.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

Источники
1. Управляемый снаряд Ред Ай ("Land - Based Air Defence", Seventh Edition, 1994-1995, стр. 46-48).Sources
1. Red Ey Guided Shell ("Land - Based Air Defense", Seventh Edition, 1994-1995, pp. 46-48).

2. Управляемый снаряд "Стрела-2" комплекса 9К32 (SA-74). (Российское ракетное оружие 1943-1993г. Справочник. Издание второе исправленное и дополненное. Санкт-Петербург. "Пика", 1993). 2. Guided projectile "Strela-2" complex 9K32 (SA-74). (Russian missile weapons 1943-1993. Handbook. Second edition revised and supplemented. St. Petersburg. "Pika", 1993).

Claims

A guided projectile made according to the aerodynamic scheme "duck", with a single-channel control system, containing rudders in one plane, a stabilizer with the location of the stationary bearing surfaces in an X-shape in mutually perpendicular planes, characterized in that the consoles of the stabilizer bearing surfaces in the transverse plane are made therein at an angle of 30 - 40 ^o relative to the plane of the consoles of the rudders, while the ratio of the areas of the consoles of the stabilizer and the rudders is made as 1: (0.10 - 0.20).