2014-02-17
858
Переход в диапазон скоростей до 4М ставит перед конструкторами вопрос подбора материалов, обеспечивающих работоспособность конструкции в условиях кинематического нагрева.
Важное значение приобретают исследования по изучению тепловых потоков в элементах планера в зависимости от геометрической формы, толщины, вида материалов, времени воздействия углов атаки и т.д.
Причем, если в группе 1 вопрос выбора материалов определяется основном технологическими и прочностными соображениями, то в группах 2 и 3 сильно влияние изменения прочности при тепловом нагружении.
Важным становится вопрос теплового удара по элементам конструкции в условиях энергичного кратковременного разгона до гиперзвуковых скоростей с большими ускорениями и наличия градиентов температур на кромках и в основном материале.
Особое значение приобретает масштаб исполнения несущих поверхностей. Малые площади и объемы малогабаритных ракет при относительно больших тепловых потоках налагают особые требования к форме элементов и материалам.
|
|
|
Особенно это относится к рулевым поверхностям, особенностями которых являются:
- малые габариты при малых калибрах планера ракеты;
- большие углы атаки (a+d) по сравнению с другими элементами планера (a);
- особенности конструкции (рулевая ось, воспринимающая все нагрузки, в том числе и тепловые).
Большие тепловые потоки через малые поверхности корпуса диктуют поиск технических решений по уменьшению теплопоглощения в корпус за счет уменьшения шероховатости (полировка корпуса). Конструктору необходимы количественные соотношения и рекомендации по результатам исследования влияния различных факторов на теплопоглощение и, в конечном итоге, сопротивление и прочность.
Гиперзвуковые скорости диктуют использование минимально возможных калибров (тенденция к уменьшению калибров особенно заметна в двухступенчатых ракетах). Это приводит к увеличению удлинения планера.
В связи с этим стоит задача выбора оптимального калибра планера (Dопт) по критерию минимального сопротивления планера, так как с уменьшением диаметра уменьшается площадь миделя, но растет сопротивление трения.
Вопрос целесообразности использования оперенных или конических неоперенных корпусов стоит для ракет гиперзвукового диапазона в связи со спецификой изменения Cya корпуса и Cya поверхности в диапазоне гиперзвуковых скоростей полета.
Роль донного сопротивления на этих скоростях для зенитных ракет представляет интерес при выборе формы кормовой части.
Форма носовых обтекателей и воздухозаборников для работы рулевых приводов, рекомендации по конструктивному оформлению внутренней части воздухоподводов к рулевым агрегатам позади воздухозаборников по энергетическим и температурным критериям представляют интерес.
|
|
|
В развитии систем управления существует в настоящее время устойчивая тенденция к использованию комбинированных систем управления в рассматриваемом классе ракет, а именно: теленаведение на большей части траектории и переход в режим самонаведения на конечном участке (обычно последние 2-5 км). Это резко повышает точность наведения и, соответственно, эффективность поражения целей. Однако возникают проблемы, связанные с изучением влияния засветки фотоприемников (или радиоприемников) головок самонаведения от ударной волны, особенно при сферических притупленных обтекателях, открывающихся на конечном участке (на 2-3 с) в оптическом, ИК и миллиметровом диапазоне волн. Тепловая стойкость и неизменяемость свойств обтекателей носовых частей различной формы требуют рекомендаций по выбору их формы, материалов или принудительного охлаждения.
Анализируя имеющуюся информацию, можно выявить следующие тенденции развития ЗУР:
1. увеличение скорости полета ЗУР с 1.6 М – 2.3 М до 3.5 М – 6 М;
2. увеличение маневренности ЗУР с 20g до 35g-45g (максимально до 50g-70g);
3. микроминиатюризация электронной аппаратуры;
4. применение новых ракетных двигателей с высокоэнергетическим малодымным топливом и корпусом из композиционных материалов;
5. применение комбинированной аэрогазодинамической системы управления;
6. создание унифицированных ракет для применения в различных родах войск, широкое использование унифицированных блоков в ракетах различных комплексов;
7. увеличение доли двигателя в массе и объеме ракеты;
8. появление бикалиберных ракет (Starstreak);
9. отделение отработавшего стартового двигателя (Starstreak);
10. переход от двухступенчатых стартово-маршевых двигателей к одноступенчатому стартовому двигателю.
