книги / Устройство реактивных систем залпового огня

–пусковые направляющие в виде сплошной трубы, кото-

рые могут иметь гладкую внутреннюю поверхность (БМ-14, БМ-24 Т), выступающие прямолинейные ведущие элементы (БМ-14-17)

ивинтовые ведущие элементы, выполненные в виде паза в теле тру-

бы (БМ-21, 9П138, 9П140, 9А52);

–пусковые направляющие в виде несплошной трубы, ко-

торые могут иметь прямолинейные ведущие сплошные или полые стержни (БМ-31-12, БМ-24), и винтовые ведущие сплошные или полые стержни (БМ-13СН, БМ Д-20). Полозковые ПН обеспечивают направление движения РС с помощью полозков. Для связи с полозками РС имеет ведущие элементы: пилоны, бугели, штыри, штифты.

Полозковые пусковые направляющие классифицируются по числу направляющих элементов (полозков). Различают несколько схем.

Однополозковая схема. Снаряд снабжен двумя штифтами Т-образной формы, расположенными друг за другом в одной плос-

кости (БМ-13, БМ-8-48).

Двухполозковая схема. Снаряд имеет по два ведущих элемента в каждом из двух поперечных сечений, то есть всего четыре ведущих элемента (пусковые установки ПТРК).

Трехполозковая схема. На снаряде три ведущих элемента, каждый из которых связан со своим полозком (ПУ 9П113).

Полозковые ПН также классифицируются по типу соединения ПН с ведущими элементами РС, по взаимному расположению ПН

иРС (с верхним, нижним, центральным, боковым расположением РС), по последовательности схода ведущих элементов РС с ПН (с одновременным и разновременным сходом).

Тип ПН определяется типом РС (ракеты). Все турбореактивные РС, а также неуправляемые РС и ПТУР, имеющие складывающееся оперение, запускаются из трубчатых ПН. Неуправляемые РС, ПТУР и тактические ракеты с жесткими стабилизаторами запускаются с полозковых ПН.

Обобщенные характеристики пусковых направляющих отечественных РСЗО приведены в табл. 6.1. и 6.2.

101

Пусковые направляющие в отличие от стволов артиллерийских орудий (минометов) формируются в пакеты ПН. Это обеспечивает преимущество ПУ перед артиллерийским вооружением, но и приводит к отрицательным явлениям.

Существует много конструктивных схем пакетов ПН. Их можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим эти признаки.

1.Число пусковых направляющих. Число ПН в пакетах оте-

чественных и зарубежных ПУ изменяется в широких пределах: от 1 до 114. К примеру, штатные ПУ ряда стран имеют 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 22, 25, 36, 40, 45, 50, 56, 114 ПН. Определяющими факторами числа ПН в пакете являются калибр, база и целевое назначение ПУ.

2.Калибр пусковой направляющей. Приведем ряд значений калибра штатных РС: 50, 70, 76, 80, 82, 108, 110, 114, 115, 122, 138, 142, 158, 220, 250, 300 мм.

3.Порядок размещения ПН в пакете. Поперечное сечение большинства пакетов имеет вид прямоугольника (БМ-21 (Россия), М91(США) и др.), квадрата (МК1(Англия)) или овала (Слюфаэ (США), Эрликон (Швейцария), 108 R (Бразилия)). Они размещаются строго параллельными рядами и со сдвигом (БМ-14-17).

Иногда пакет имеет несколько обособленных секций (Ларс (ФРГ), Эрликон (Швейцария), MLRS (США) и др.). Разделение пакета на ряд секций приводит к уменьшению площади, на которую воздействует газовая струя РС и тем самым к снижению динамических нагрузок на ПУ. Однако это ведет к уменьшению числа ПН

впакете.

4.Способ крепления ПН в пакете. Характер крепления ПН

впакете оценивается числом силовых поясов, соединяющих все ПН. Число поясов и расстояние между ними определяют жесткость всего пакета. Один силовой пояс имеет пакет пусковой установки М91 (США), два силовых пояса – пакеты ПУ RAP-14 (Франция), LARS (ФРГ), три силовых пояса – пакет ПУ МК-1 (Англия). Жесткость пакета существенно влияет на уровень начальных возмущений РС. Она определяет частоты собственных колебаний и амплитуды пере-

102

мещений и скоростей перемещений пакета в течение залпа. При проектировании следует стремиться к созданию рациональной конструкции пакета. Однако не следует забывать, что этот путь ведет к утяжелению веса. Поэтому необходимо искать разумное сочетание жесткости и податливости пакета.

Таблица 6.1

Обобщенные характеристики трубчатых пусковых направляющих

Обобщенные ха-											Пусковые установки
рактеристики ПН									БМ-14	БМ-24	БМ-24Т	БМ-13СН		БМД-20	БМ-21
				L					1,26	1,63	1,15	1,88		1,04	1,04
				Lp
				L					0,20	0,29	0,16	0,63		0,44	0,40
			L*
				ПУ
				Qн					0,61	0,27	0,47	1,72		1,0	0,36
			QПУ
		n Qp							1,65	3,68	2,18	0,86		1,02	2,54
			Qпак
		n Qp							0,30	0,62	0,46	0,17		0,32	0,73
		Qарт.ч
Толщина ПН, мм									3,9	–	4,5	–		–	2,0
	mн			, кг/м					17,6	15,3	37,4	–		60,2	7,8
	L
Наименьший зазор									0,3	0,4	0,4	0,4		–	–
				, мм
Наибольший зазор									0,9	1,0	1,0	0,9		1,5	–
				, мм

103

Таблица 6.2

Обобщенные характеристики полозковых ПН

Обобщенные										Пусковые установки
характеристики								БМ-13	БМ-8-48		9П113	2П27		2П32М	9П110
				L				3,50	2,80		1,09	1,28		1,53	1,05
				Lp
				L				0,78	0,32		0,91	0,26		0,31	0,16
			LПУ
			Qн					2,10	1,75		0,51	0,84		0,84	0,89
			Qp
		n Qp						0,83	0,77		1,95	0,43		0,55	0,59
			Qпак
		n Qp						0,31	0,21		0,5	0,14		0,17	0,10
		Qарт.ч
	mн			, кг/м				17,8	7,0		128,0	13,5		14,5	10,8
	L

5.Характер стационарности пакетов. Различают стационар-

ные и сменные пакеты. Большинство ПУ имеют стационарные пакеты ПН. Отечественные ПУ имеют только стационарные пакеты. Ряд зарубежных ПУ имеет сменные пакеты.

6.Место размещения оси цапф пакета. По этому признаку различают пакеты ПН с естественным уравновешиванием (9П138, 9П140), если центр масс качающейся части совпадает с осью цапф,

ипакеты ПН с моментами неуравновешенности (БМ-24, БМД-20

идр.), у которых центр масс качающейся части располагается впереди оси цапф. Это заставляет вводить в конструкцию ПУ уравновешивающий механизм, увеличивать мощность привода подъемного механизма. Причем в ряде ПУ момент неуравновешенности качающейся части в течение залпа меняет знак (БМ-14), что отрицательно влияет на разброс снарядов на местности. Пусковые установки с естественным уравновешиванием пакетов лишены отмеченных недос-

104

татков, однако имеют свои минусы. У них задний срез пакета находится ближе к земле, особенно при больших углах возвышения. При стрельбе с сыпучих грунтов действие газовой струи приводит к образованию большой воронки, загрязнению и демаскированию ПУ, а также к снижению ее устойчивости.

Приведенный в этих таблицах цифровой материал позволяет раскрыть историю развития пусковых установок, оценить достоинства и недостатки ПН, наметить пути дальнейшего совершенствования системы ПН – ПУ.

6.2.Требования к пусковым направляющим

ипакетам пусковых направляющих

Основные требования к пусковым направляющим

1. Пусковые направляющие должны обеспечивать однообразие ведения и схода РС, получение расчетной скорости схода и наименьшее отклонение РС от заданного направления на критическом участке траектории.

Основной смысл этого требования состоит в том, чтобы при наименьших значениях длины и веса ПН получить минимальный разброс начальных возмущений снарядов в залпе. Чтобы свести к минимуму влияние ПН на характеристики рассеивания РС, необходимо предъявить жесткие требования к культуре производства: разброс усилий ЗСУ, геометрических размеров (диаметров, длины, ширины полозка, параметров паза и др.) и кривизны ПН должен быть минимальным. Кроме того, ПН должна иметь оптимальные характеристики жесткости, высокую чистоту обработки, обеспечивать точность установки в пакет и существенно снижать силовое воздействие на пакет ПН и другие элементы ПУ от газовой струи стартующего РС.

Характеристики жесткости ПН зависят от размеров поперечных сечений и схемы крепления в пакете. Следует иметь в виду, что повышение жесткости влечет за собой увеличение веса ПН и наоборот. Поэтому стремление уменьшить уровень начальных возмущений за счет рационального выбора жесткостных параметров ПН

105

приводит к ухудшению других характеристик пакета ПН, что нежелательно. Такие противоречивые требования будут встречаться при решении и других задач. К примеру, требование снижения силового воздействия газовой струи на оставшиеся снаряды вступает в противоречие с требованием обеспечения минимального веса артиллерийской части.

В каждом случае следует находить разумный компромисс между противоречивыми требованиями.

2.Пусковая направляющая и ее устройства должны обеспечивать крепление РС, исключающее:

– осевое смещение и поворот РС вокруг продольной оси;

– местные деформации корпуса РС при транспортировании;

– передачу изгибающего момента, возникающего при деформации рамы средства подвижности, на корпус РС;

– значительные прогибы РС под действием собственного веса

исил инерции.

3.Пусковые направляющие должны обеспечивать получение наименьших габаритов и веса артиллерийской части.

Габариты артиллерийской части пусковой установки могут быть уменьшены за счет выбора оптимальной длины ПН, рационального размещения в пакете, а также применения специальных конструкций ПН.

Для снижения веса артиллерийской части пусковые направляющие и пакет в целом должны обладать прочностью, обеспечивающей минимальный вес и достаточную жесткость. Вес можно уменьшить, как показывает опыт конструирования, и за счет рациональной конструкции крепления ПН в пакете. С целью уменьшения веса целесообразно также применять для ПН легкие сплавы и современные виды пластмасс. Следует находить разумный компромисс между массой и жесткостью ПН и пакета в целом.

4. Пусковые направляющие должны быть технологичны

иэкономичны в производстве и ремонте, удобны в эксплуатации.

5.Пусковые направляющие и реактивные снаряды должны обеспечивать безударные условия схода РС за счет выбора рацио-

106

нальных зазоров между РС и ПН, числа и диаметров центрующих утолщений РС.

6. Пусковые направляющие должны обеспечивать требуемую долговечность и высокую вероятность безотказной работы. Совместное влияние теплового и силового воздействий газовой струи

идинамических нагрузок при залпе не должно снижать установленное число пусков из одной ПН.

Взаключение заметим, что требования к ПН, выработанные еще в XIX веке, в основном отражают требования сегодняшнего дня, а именно: сообщение ракете необходимого направления движения, быстроту заряжания и разряжания, минимальный нагрев под воздействием реактивной струи, удобство удаления продуктов сгорания – сажи, возможность установки ПН разного калибра на основание одного и того же станка, простоту изготовления.

Основные требования к пакетам пусковых направляю-

щих.

1. Пакеты должны обеспечивать наименьший уровень и минимальный разброс начальных возмущений РС в залпе. Уровень начальных возмущений определяется площадью поперечного сечения пакета, на которую воздействует газовая струя РС, параметрами струи, жесткостью пакета, порядком схода РС и темпом стрельбы, местом размещения осей вертикального и горизонтального наведения, направлением действия момента неуравновешенности, степенью параллельности осей направляющих и др.

Разброс начальных возмущений определяется технологическими допусками на изготовление пакета и снарядов. Отсюда вытекает требование повышения культуры производства.

2. Пакет должен иметь оптимальные габариты и наименьший вес. Число рядов по высоте ограничивается условиями заряжания

иразряжания, а также устойчивостью ПУ при стрельбе и совершении марша. Кроме того, по высоте пакет ПН размещают так, чтобы при максимальных углах его возвышения сопла снарядов находились на определенном расстоянии от грунта, чтобы снизить демаскирование огневой позиции. Вес пакета определяется грузоподъем-

107

ностью базы. Наивыгоднейшим является вес такого пакета, в котором при определенных габаритах размещается максимальное число ПН.

3.Пакеты должны обеспечивать удобную компоновку на базе. Она предполагает вписываемость в габариты базы, особенно в походном положении, размещение за кабиной, а не над кабиной, обеспечение заданного диапазона углов в обеих плоскостях.

4.Пакеты должны обладать оптимальной жесткостью конструкции, обеспечивать параллельность и замену вышедших из строя ПН, одинаковую затяжку болтовых соединений, исключать большие зазоры и люфты в соединениях узлов, а также обеспечивать защиту снарядов от пуль.

5.Пакеты должны быть технологичны в производстве, просты, надежны и дешевы в эксплуатации.

6.3. Расчетные схемы пусковых направляющих

Многообразие конструкций ПН может быть сведено к следующим расчетным схемам.

Расчетная схема ПН трубчатого типа (рис. 6.1). Трубчатые ПН применялись в РСЗО второго поколения для запуска турбореактивных снарядов. Использование трубчатых ПН с винтовым пазом оказалось возможным для РС со складывающимся хвостовым оперением. Это была своего рода революция в совершенствовании РСЗО. Система «трубчатая ПН – РС со складывающимся оперением» позволила решить ряд принципиальных задач:

–создать легкие, многоствольные пакеты ПН;

–обеспечить определенную защиту РС от механических повреждений;

–снизить влияние параметров окружающей среды на РС;

–упростить условия эксплуатации ПУ;

–улучшить условия схода РС с ПН за счет придания вращения РС при движении по ПН.

Пусковая направляющая данного типа используется для запуска турбореактивных и оперенных РС. При движении по пусковой

108

направляющей РС имеет шесть степеней свободы. Они обусловлены зазором между штифтом РС и пазом ПН, между центрующими утолщениями РС и внутренней поверхностью ПН. После схода переднего центрующего утолщения PC получает дополнительную степень свободы вращение относительно точки контакта заднего центрующего утолщения с ПН.

Трубчатая ПН обеспечивает разновременный сход центрующих утолщений РС с направляющих элементов ПН и за счет этого достигается ее минимальная длина.

Расчетными параметрами ПН трубчатого типа являются: L – длина ПН;

– величина зазора между ведущими элементами PC и ПН; α1 – угол наклона винтового паза; 1 – высота центрующего утолщения.

Для случая, когда зазор = 0 (эксплуатационный или технологический прогиб РС или ПН), реактивный снаряд при движении по ПН обладает только двумя степенями свободы: поступательным движением центра масс вдоль ПН и вращательным движением РС вокруг продольной оси. Такая расчетная схема характерна для всех штатных отечественных и большинства зарубежных РСЗО.

Заметим, что длина современных РС превышает 20 калибров, поэтому к ним предъявляют жесткие требования по обеспечению их прямолинейности, правильности геометрической формы, минимальной разностенности и эксцентриситета массы, стабильности свойств и размеров. Двигатель реактивных снарядов составлен из двух тонкостенных и особо тонкостенных корпусов (с отношением диаметра к толщине стенки до 1/100). Аналогичные требования должны быть предъявлены к характеристикам ПН.

Расчетная схема полозковой ПН с разновременными схо-

дом (рис. 6.2). Используется для запуска PC с жестким нескладывающимся оперением, имеющих высокую тяговооруженность (тяговооруженность – это отношение силы тяги РС к его силе тяжести). При движении по пусковой направляющей РС имеет одну степень свободы – поступательное перемещение РС вдоль ПН. После схода

109

переднего центрующего утолщения РС получает дополнительную степень свободы. Если зазоры между ведущими элементами РС и ПН велики, то, как и для расчетной схемы трубчатого типа, число степеней свободы, которыми обладает РС при движении по ПН, равно шести. Расчетными параметрами пусковой направляющей являются:

L – длина ПН;

– высота ведущего паза ПН.

Расчетная схема полозковой ПН с одновременным сходом

(рис. 6.3). Используется для запуска РС с нескладывающимся оперением и с малой скоростью схода (тактические ракеты, ПТУР).

Сход ведущих элементов РС с элементов ПН происходит одновременно, за счет чего угловые начальные возмущения РС являются минимальными по сравнению с другими расчетными схемами. Как и для ранее рассмотренных схем, движущийся по ПН снаряд обладает в общем случае шестью степенями свободы. Рассчитываемыми параметрами данной расчетной схемы являются:

L – длина ПН;

h – высота уступа.

Такую ПН имеют тактический комплекс «Луна-М» и некоторые ПТРК.

Из анализа всех расчетных схем следует, что длина ПН может быть определена по зависимости:

L = L0 + LЦ + l,

где L0 – участок разгона PC; LЦ – расстояние между последним и предпоследним центрующими утолщениями PC; l – конструктивный размер. Конструктивный размер l необходим для размещения таких элементов ПН, как ЗСУ, устройство для запуска РС, устройство для облегчения заряжания и др. Величина l выбирается в пределах от 300 до 500 мм.

Поскольку ПН проектируется под определенный PC, то величина LЦ является известной. Таким образом, неизвестной величиной, необходимой для определения длины ПН, является только величина L0 – длина участка разгона.

110