[2]
Изобретение относится к ракетам классов “воздух-воздух” и “земля-воздух” /далее В-В и З-В/.
[3]
Известны аналогичные ракеты /см. например “История авиационного вооружения” Минск стр.444/. Они имеют крестообразное крыло и 4 аэродинамических руля, а также могут иметь дополнительно 4 газовых руля или интерцептора, 4 стабилизатора и 4 дестабилизатора. Ракеты других классов, например “воздух-поверхность” и баллистические, известны и с плоским крылом, и без крыльев. Но они не способны совершать энергичные маневры в двух плоскостях, что необходимо для перехвата воздушных целей.
[4]
В предлагаемой ракете реализуется 6 идей повышения ее эффективности.
[5]
Сущность №1 изобретения состоит в том, что ракета имеет плоское крыло /только две консоли/ и только два независимых аэродинамических руля, лежащих в той же плоскости. Возможны и желательны также два газовых руля /но не интерцептора/, лежащих в той же плоскости. Управление по крену осуществляется “ножницами” рулей высоты. Управлять по крену элеронами не имеет смысла, т.к. размах рулей на ракетах примерно равен размаху крыла или даже превышает его. И применение элеронов или интерцепторов только усложнит конструкцию и увеличит вес ракеты /потребуется 2 дополнительных привода и электропитание для них/.
[6]
Аэродинамическая стабилизация ракеты по тангажу /к ракете с плоским крылом применима самолетная терминология/ производится соответствующим местоположением крыла по длине ракеты. Для стабилизации ракеты по рысканью имеется 2 небольших киля, лежащих в перпендикулярной крыльям плоскости, или 4 киля, расположенных парами Х-образно или крестообразно.
[7]
Т.е. ракета имеет “самолетный” вид с одним существенным отличием: ее конструкция и управление симметричны относительно плоскости крыла без разделения на “верх” и “низ”. См. фиг.3, 4, 6. То есть ракета способна совершать маневры с одинаковой перегрузкой по тангажу как “вверх”, так и “вниз”.
[8]
Возможен, особенно для ракет В-В, вариант, когда ракета может не иметь килей. Для этого ракета должна иметь 2 дополнительных газовых руля уменьшенной мощности /примерно в 10 раз/ в плоскости, перпендикулярной крылу. Эти рули будут выполнять стабилизацию по рысканью и участвовать в создании крена на активном участке траектории. На пассивном участке траектории ракета не будет нуждаться в стабилизаторах, т.к. после выгорания топлива центр тяжести ракеты сдвинется ближе к передней части, и легкая задняя часть ракеты на большой скорости способна оказывать достаточное стабилизирующее действие. Следует также сознательно размещать более тяжелые части ракеты /боевая чать, электропитание/ ближе к носу.
[9]
Преимущества ракет с плоским крылом:
[10]
1. Меньше площадь крыльев и рулей /почти вдвое/, следовательно, меньше аэродинамическое сопротивление и больше скорость и дальность.
[11]
2. Меньше вес крыла и рулей /почти вдвое/ и меньше вес электроприводов рулей и газовых рулей, меньше вес источника электропитания, что позволяет ракете достигать большего ускорения, большей скорости, большей дальности и большей маневренности. Или же при равном весе иметь двигатель большего импульса или боевую часть большей массы.
[12]
Совокупность пунктов 1 и 2, т.е. меньшее сопротивление и более мощный двигатель, способна дать увеличение дальности примерно в 1,5 раза при прочих равных условиях.
[13]
3. Ракета оказывает меньшее влияние на скорость самолета-носителя на наружной подвеске. Или занимает меньше места во внутренних отсеках самолета, особенно если кили будут складывающимися или отсутствовать. Или же ракета требует меньшего транспортно-пускового контейнера для размещения на зенитной установке, что позволит увеличить количество ракет на такой установке. Контейнер может иметь форму, близкую к ромбической, особенно для варианта со складывающимися килями.
[14]
4. Ракета имеет меньшую радиолокационную заметность, что особенно важно при наружном размещении ракет на самолете.
[15]
5. Для бескилевого варианта ракет класса В-В /или со складывающимися килями/ становится возможным без ухудшения обтекаемости размещать ракеты в полуутопленном положении, во впадинах фюзеляжа самолета. Такое решение обеспечивает повышение скорости и уменьшение радиолокационной заметности самолета, и в то же время значительно проще и легче, чем размещение ракет в отсеках, и не сказывается на прочности фюзеляжа.
[16]
6. Можно реализовать преимущество в весе и аэродинамическом сопротивлении и другим образом - увеличить площадь плоского крыла по сравнению с полуплощадью крестообразного крыла, и получить улучшение маневренности. При этом экономия в весе все равно останется за счет меньшего количества рулей, газовых рулей, рулевых приводов и источника электропитания.
[17]
Не следует опасаться, что ракета с плоским крылом будет иметь худшую маневренность. Так как размеры ракеты в среднем на порядок /в 10 раз/ меньше размеров самолета, а момент аэродинамической инерции в среднем на два порядка /в 100 раз/ меньше, чем у самолета, то ракета всегда способна выполнить более резкий маневр, чем самолет.
[18]
Система наведения ракет с плоским крылом будет отличаться от крестообразных. Она должна обеспечивать одновременный маневр по тангажу и маневр по крену в сторону цели по кратчайшему углу поворота до тех пор, пока отклонение цели от продольной оси ракеты не станет чисто тангажным. После чего, отработав по тангажу, совместить ось головки наведения с целью.
[19]
Простейшая такая система состоит из четырехсекторного датчика ракурсности, сумматора его сигналов /сигналы соседних секторов должны быть разного знака/, и усилителей отдельно для левого и правого руля. Причем с сумматора один из сигналов подается на усилитель одного из рулей непосредственно, а второй такой же сигнал подается на усилитель другого руля через инвертор, меняющий знак сигнала на обратный. Это обеспечивает управление по крену.
[20]
Такая система работоспособна, даже если датчик выдает сигнал только о наличии отклонения от цели в одном из 4 секторов. Хотя при этом будет происходить “дрожание” рулей и плоскость крыльев не будет корелироваться с плоскостью горизонта.
[21]
Для более совершенного наведения желательно, чтобы датчик ракурсности выдавал сигнал не только о наличии цели в одном из секторов, но и о радиальном отклонении цели в секторе.
[22]
Такой датчик для работы в инфракрасном режиме состоит из образующих 4 сектора /противоположные сектора располагаются на одном уровне, а соседние - на разных, чтобы не было граничных зон нечувствительности/ двух слоев оптически прозрачного вещества, имеющего с обратной /по отношению к направлению излучения/ стороны прозрачный электропроводный слой, за которым расположен светочувствительный слой, за которым в свою очередь расположен резистивный слой /с большим электрическим сопротивлением, например угольное напыление/. Причем вблизи радиальных краев каждого сектора в зоне 5-15° резистивный слой имеет пониженное сопротивление /примерно в 1,5 раза/. Это сделано для того, чтобы условия растекания тока из любой точки дуги определен…
