Пристрій для гальмування і стабілізації об’єкта в атмосфері

1. Пристрій для гальмування і стабілізації об'єкта в атмосфері, що включає аеродинамічний елемент, закріплений на корпусі об'єкта за допомогою елемента зв'язку з можливістю відділення від об'єкта на фіксовану відстань, який відрізняється тим, що аеродинамічний елемент виконаний у вигляді жорсткого купола, що повторює обводи корпусу, а елемент зв'язку виконаний гнучким, наприклад, у вигляді троса, при цьому купол осна 3 закритий кришкою, що скидається. Основний недолік пристрою прототипу полягає в тому, що виконання аеродинамічного елементу гальмування у вигляді лопатей з пружних тонких пластин, що деформуються, які займають в процесі польоту об'єкта під дією швидкісного потоку різне кутове положення щодо подовжньої вісі, не забезпечує стабільності аеродинамічних характеристик об'єкта з розгорненою системою стабілізації і ускладнює проведення точного розрахунку району його приземлення. Іншим недоліком є нетехнологічність зборки пристрою, в процесі якої пружні лопаті згортаються кільцевими витками з малими радіусами вигину, що вимагає застосування спеціального технологічного пристосування. Крім того, необхідність виділення автономного відсіку для розміщення в корпусі об'єкта пристрою гальмування, що має значні габаритно-масові характеристики, зменшують корисне навантаження і ефективність використання об'єкта. Технічним завданням винаходу є створення компактного пристрою аеродинамічного гальмування і стабілізації малогабаритного надзвукового об'єкта, що забезпечує отримання стабільних аеродинамічних характеристик на всій траєкторії його польоту в атмосфері. Технічним результатом є виконання пристрою гальмування і стабілізації з мінімальними габаритно-масовими характеристиками з одночасним забезпеченням стабільними аеродинамічними характеристиками об'єкта на всій траєкторії його польоту, і як наслідок, точніше прогнозування району приземлення, збільшення корисного навантаження об'єкта, і забезпечення надійної роботи пристрою в умовах дії динамічних навантажень надзвукового набігаючого потоку. Технічне завдання вирішується за рахунок наступних істотних ознак: аеродинамічний елемент гальмування виконаний у вигляді жорсткого куполу, що повторює зовнішні обводи корпусу, а елемент зв'язку виконаний гнучким у вигляді троса. Купол оснащений циліндричним напрямним стержнем, закріпленим в центрі, і симетричними вирізами на поверхні, а корпус об'єкта - циліндричним стаканом із розміщеними в ньому пірозарядом і рухомим поршнем. Один кінець троса закріплений в рухомому поршні, а інший кінець - в циліндричному напрямному стержні. Трос укладений кільцевими витками під внутрішньою поверхнею куполу. Пірозаряд сполучений піротехнічними трубками, заповненими дистанційним складом, з елементами, що ініціюють, на зовнішній поверхні корпусу. Виконання аеродинамічного елемента гальмування у вигляді жорсткого куполу, віднесеного від об'єкта на фіксовану відстань і що зберігає за допомогою елемента зв'язку і вирізів на поверхні куполу положення, перпендикулярне набігаючому потоку, забезпечує отримання стабільних розрахункових аеродинамічних характеристик, що дозволяють точніше прогнозування району приземлення об'єкта. Симетричні вирізи, виконані на поверхні куполу, забезпечують стійке обтікання куполу набігаючим потоком. Конструкція і форма купола, що повторює зовнішні обводи корпусу об'єкта, дозволяють компоновку куполу і укладан 59843 4 ня троса на зовнішній поверхні об'єкта без зміни аеродинаміки об'єкта при його польоті на траєкторії в початковому стані і повністю виключають використання корисного об'єму об'єкта. Установка напрямного циліндрового стержня куполу в стакані корпусу об'єкта, в якому розміщені рухомий поршень і пірозаряд, що мають мінімальні габаритномасові характеристики, не вимагають виділення значного внутрішнього об'єму на їх розміщення. Конструктивно-компонувальна схема пристрою і його ув'язка з об'єктом забезпечують його компактність і підвищення ефективності використання об'єкта. Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких показано: фіг.1 - загальний вид об'єкта з пристроєм в початковому положенні, фіг.2 - вид А ( вид на купол), фіг.3 - загальний вид об'єкта з розгорненим пристроєм гальмування і стабілізації. До складу пристрою гальмування і стабілізації входять аеродинамічний елемент - купол 1, корпус об'єкта 2, циліндричний стакан 3 в корпусі, пірозаряд 4, рухомий поршень 5, трос 6, закінцівки троса 7, циліндричний стержень купола 8, піротехнічні трубки 9, елемент, що ініціює, 10, симетричні вирізи купола 11. Аеродинамічний елемент гальмування виконаний у вигляді жорсткого купола 1, який розміщений на зовнішній поверхні корпусу об'єкта 2 і що повторює обвід його корпусу. У центральній осьовій частині корпусу виконаний циліндричний стакан 3, усередині якого розміщені пірозаряд 4 і рухомий поршень 5. Поршень 5 пов'язаний з куполом 1 гнучким зв'язком у вигляді троса 6, укладеного кільцевими витками між внутрішньою поверхнею купола 1 і зовнішньою поверхнею корпусу об'єкта 2. Купол 1 має циліндричний напрямний стержень 8, що входить в порожнину циліндричного стакана 3. По осі стержня 8 купола 1 проходить трос 6, що має сферичні закінцівки 7 на обох кінцях троса 6, одна з яких закріплена в поршні 5, а інша - в напрямному стержні 8 купола 1. Навішення пірозаряду 4 сполучене піротехнічними трубками 9, які заповнені дистанційним складом, з елементами 10, що ініціюють, розміщеними на зовнішній поверхні корпусу об'єкта 2. У початковому положенні купол 1 зафіксований за допомогою, наприклад, шару клею 12. Робота пристрою здійснюється таким чином. На низхідних ділянках траєкторії відбувається метання об'єктів в радіальному напрямі. В результаті метання об'єкти починають хаотично обертатися щодо свого центру мас, але при цьому, завдяки сферичній формі корпусу об'єкта 2, мають стабільні аеродинамічні характеристики, що дозволяють визначити з достатньою точністю зону їх розльоту. Задіяні при викиді елементи 10, що ініціюють, передають імпульс дистанційному складу піротехнічних трубок 9, а потім пірозаряду 4. Після набору тиску в порожнині циліндричного стакана 3 поршень 5, упираючись в торець напрямного стержня 8 купола 1, переміщується уздовж стакана 3, руйнує фіксуючий шар клею 12 і викидає купол 1 назовні. Підхоплений набігаючим потоком купол 1 5 розтягує трос 6 на всю довжину, яка складає для стійкої стабілізації об'єкта 2 не менші десяти калібрів снаряду. Із-за різниці аеродинамічного опору корпусу об'єкта 2 і купола 1, що відокремився, трос 6 постійно знаходиться в стані натягнення. Симетричні вирізи 11, виконані на куполі 1, знижують динамічне навантаження, що впливає на купол 1 при відділенні його в умовах надзвукового набігаючого потоку, і забезпечують рівномірне обтікання у польоті купола 1. Параметри елементів пристрою (діаметр купола 1, довжина гнучкого зв'язку - троса 6, розміри симетричних вирізів 11 на куполі 1) вибираються з умови забезпечення необхідної швидкості і кутового положення при зустрічі з землею і конструктивних особливостей об'єкта. У такому положенні, загальний вид якого представлений на фіг. 3, об'єкт здійснює автономний політ до зустрічі з поверхнею землі. Розгорне 59843 6 ний в робоче положення пристрій гальмування і стабілізації забезпечує вертикальний підхід об'єкта до поверхні землі з кутами, близькими до 90°, і швидкостями приземлення, які задані. Таким чином, пропонований пристрій характеризується простотою і компактністю конструкції, що не вимагає виділення корисного об'єму об'єкта для розміщення аеродинамічного елементу гальмування, компоновка якого передбачена на зовнішній поверхні об'єкта. Виконання купола жорстким, забезпечує отримання стабільних аеродинамічних характеристик з метою проведення точного розрахунку району приземлення, а симетричні вирізи на поверхні купола - зменшення навантажень на купол і введення пристрою в роботу в умовах дії динамічних навантажень при надзвукових швидкостях і великих швидкісних натисках набігаючого потоку. 7 59843 8 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 59843 Підписне 10 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601