книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил ракетное вооружение
..pdfУП Р А В Л Е Н И Е Г Л А В Н О К О М А Н Д У Ю Щ Е Г О
ВО Е Н Н О - В О З Д У Ш Н Ы М И С И Л А М И
УЧЕБНИК МЕХАНИКА ВОЕННО-ВОЗДУШНЫХ СИЛ
РАКЕТНОЕ ВООРУЖЕНИЕ
В О Е Н Н О Е И З Д А Т Е Л Ь С Т В О М И Н И С Т Е Р С Т В А О Б О Р О Н Ы С С С Р
М О С К В А — 1967
а*ОС. ПУБЛИЧНАЯ *• <Ауци10-ТЕХ Н И ЧЕ»Н А $ \
БИБЛИОТЕКА С О Р Е .
/I
Учебник механика Военно-Воздушных Сил Ракетное вооружение
В учебнике изложены основы теории полета ракет, принципы работы систем управления, устройство аппаратуры управления и конструкция основных частей ракеты, а также эффективность при менения ракетного оружия. Большое внимание уделено вопросам подготовки ракетного оружия к боевому применению. Книга напи сана по материалам открытой отечественной и иностранной лите ратуры.
Учебник предназначен для механиков по авиационному воору жению. Он может быть также полезен для технического состава ВВС.
Учебник |
написан: |
инженер-полковником |
А ф а н а с ь е |
|||||||||
в ым |
Ю. А. |
(§ 6.3), инженер-полковником Д о р о ф е е в ы м |
А. |
Н. |
||||||||
(§ 6.4), инженер-подполковником |
Е в л а н о в ы м |
А. Г. |
(гл. |
1, |
4, |
5, |
||||||
§ 2.7), |
инженер-подполковником |
К у р о ч к и н ы м |
А. |
В. |
(§ |
6.5), |
||||||
инженер-полковником Л а п ш и н ы м С. П. |
(§ 9.1, |
9.4 и 9.5), инже |
||||||||||
нер-полковником С а р к и с я н о м |
Р. С. (гл. |
7), инженер-подполков |
||||||||||
ником С м и р н о в ы м В. М. |
(гл. 2, |
кроме § |
2.7; гл. 3, 8, |
§ 9.2 и 9.3), |
||||||||
инженер-полковником С у я з о в ы м |
В. И. |
(введение, § 6.1 и 6.2) |
под |
|||||||||
общей |
редакцией инженер-подполковника |
С м и р н о в а |
В. М. |
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Боевая ракета по сравнению с другими средствами поражения обладает большей дальностью действия, высокой точностью попадания в цель и сильным пора жающим действием. Поэтому этот вид оружия в по следнее время бурно развивается. Боевые ракеты при меняются во всех родах войск. Ими вооружаются само леты, корабли, подводные лодки, танки и самоходные установки. Они применяются для борьбы с наземными, морскими, воздушными и космическими целями.
Принято все боевые ракеты в зависимости от места расположения старта и цели разделять на следующие
основные классы: |
«воздух — воздух», |
«воздух — земля», |
«земля — воздух», |
«земля — земля». |
Первым словом |
обозначается место старта, вторым — место цели. В тех случаях, когда ракета запускается с корабля для пора жения надводных или подводных кораблей, в наимено вание соответствующего класса ракет слово «земля» заменяется словом «вода» («воздух — вода», «вода — воздух» и т. д.). Место старта и место положения цели определяют ряд важных общих свойств ракет и в пер вую очередь свойств, связанных с особенностями их бое вого применения.
Боевое применение ракет обеспечивается целым комплексом средств ракетного вооружения. В этот ком плекс помимо ракеты входит оборудование, необходимое для подготовки, проверки, пуска и управления полетом ракеты. Подготовка и проверка ракет обеспечиваются эксплуатационным оборудованием, состоящим из
* |
3 |
|
средств транспортировки и сборки ракет, контрольно проверочной аппаратуры, источников наземного питания энергией, средств заправки ракет топливом, и различ ными жидкостями и газами.
Важным элементом комплекса являются пусковые установки, которые дают возможность установить ра кету в необходимое для старта положение и произвести ее пуск. Пусковая установка связывает элементы раке ты с самолетными (для авиационных ракет) источни ками питания, системами контроля и пуска. Входящая в комплекс система управления обеспечивает наведение ракеты на цель. Элементы этой системы могут распола гаться на ракете и на носителе.
Современная управляемая ракета состоит из боевой части (боевого заряда), взрывателя, двигательной уста новки с топливом, системы управления и источников энергии, обеспечивающих приведение в действие систе мы управления и взрывателя. Все элементы и устрой ства размещаются в корпусе, который несет на себе крылья и оперение.
Боевые ракеты различаются:
—способом управления;
—способом получения управляющих сил и мо
ментов;
—типом применяемой двигательной установки;
—типом боевой части (боевого заряда).
По способу управления различают ракеты неуправ ляемые и управляемые. Неуправляемые ракеты наво дятся на цель путем соответствующей ориентации стар тового устройства в момент пуска. В процессе полета направление их движения не корректируется.
Управляемые ракеты имеют систему управления, ко торая устраняет отклонения ракеты от нужного направ ления и обеспечивает повышенную точность стрельбы. Управление может осуществляться в течение всего вре мени полета или в течение отдельных временных интер валов.
Известны следующие способы управления:
—телеуправление;
—самонаведение;
—автономное управление;
—комбинированное управление.
4
При т е л е у п р а в л е н и и управляющий сигнал вырабатывается в месте старта или в другой точке, на ходящейся вне ракеты (командный пункт). Передача сигнала на ракету осуществляется в виде радиокоманд или путем образования и соответствующей ориентации
радиолуча, в котором должна |
находиться ракета во вре |
мя своего движения. |
|
Управляющий сигнал при |
с а м о н а в е д е н и и выра |
батывается на самой ракете на основе наблюдения за движением цели.
При |
а в т о н о м н о м у п р а в л е н и и |
сигнал, |
управ |
ляющий |
движением, вырабатывается на |
самой |
ракете |
в соответствии с заданной программой. Автономные си стемы в отличие от систем телеуправления и самонаве дения являются помехозащищенными, но уступают им по точности наведения.
При к о м б и н и р о в а н н о м у п р а в л е н и и ис пользуются комбинации нескольких способов управле ния. Они могут быть последовательными или параллель ными. При последовательной комбинации различные способы управления применяются последовательно один за другим. Например, в начале полета ракеты приме няется способ автономного управления или телеуправ ления, а на конечном этапе полета — способ самонаведе ния. При параллельной комбинации одновременно используются несколько способов управления. Это по зволяет повысить точность и надежность наведения ракет.
По способу получения управляющих сил и моментов различают ракеты с использованием аэродинамического
и газодинамического принципов управления. |
|
|
||||||
При |
а э р о д и н а м и ч е с к о м |
у п р а в л е н и и |
уп |
|||||
равляющие силы и моменты создаются |
в |
результате |
||||||
обтекания |
воздушным |
потоком |
несущих |
поверхностей |
||||
(крыльев), корпуса ракеты и органов управления. |
|
|||||||
При |
г а з о д и н а м и ч е с к о м |
|
у п р а в л е н и и |
для |
||||
создания |
управляющих |
сил и |
моментов |
используется |
||||
реактивное действие газовой струи основного |
(тягового) |
|||||||
или специальных (маневровых |
и |
рулевых) |
двигателей |
|||||
ракеты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Естественно, что применение первого способа огра |
||||||||
ничивается |
сравнительно небольшими высотами, |
где |
5
еще достаточна плотность воздуха (25—30 км). Второй способ не имеет этого ограничения, однако он требует дополнительных затрат топлива на управление и, сле довательно, увеличения веса ракеты. Поэтому в тех слу чаях, когда полет ракеты совершается в плотных слоях атмосферы, этот способ обычно не используется.
На всех боевых ракетах применяются реактивные двигатели. Эти двигатели бывают воздушно-реактивными (ВРД), жидкостно-реактивными (ЖРД) и на твердом топливе (РДТТ). К числу последних относятся порохо вые реактивные двигатели (ПРД).
В воздушно-реактивном двигателе окислителем яв ляется кислород воздуха, а горючее находится на раке те. На ракетах получили распространение прямоточные (ПВРД) и турбореактивные (ТРД) двигатели. Область применения воздушно-реактивных двигателей ограничи вается сравнительно плотными слоями атмосферы (25—30 км), и в этих условиях они являются более эко номичными, чем ЖРД и ПРД. Последние двигатели чаще используются в стартовом режиме, разгоняя раке ту до заданной скорости во время старта и на началь ном участке траектории. Воздушно-реактивные двига тели, как правило, работают в маршевом режиме, под держивая заданную программу изменения скорости в те чение всего времени полета (или значительной его части).
В зависимости от типа цели, для поражения которой предназначена ракета, и точности стрельбы на ракетах используются как обычные, так и ядерные боевые части с весьма широким диапазоном эффективности их пора жающего действия. Веса боевых частей с обычными взрывчатыми веществами (тротил, гексоген и т. п.) колеблются на ракетах различного назначения от не скольких килограммов до нескольких тонн. Тротиловые эквиваленты ядерных и термоядерных боевых частей ра кет лежат в пределах от десятков килотонн до десятков мегатонн.
Познакомимся кратко с ракетами различных классов.
Ракеты класса «воздух — воздух». Они предназначе ны для стрельбы с самолета по всем видам воздушных целей (самолетам, вертолетам, крылатым ракетам раз личных классов), а также по некоторым наземным це
6
лям. Ракеты класса «воздух — воздух» могут быть управляемыми и неуправляемыми. Вес и габариты ра кет в значительной степени определяются возможно стями самолетов-носителей. Наибольшее распростране ние в этих ракетах получили двигатели твердого топли ва. Ракеты конструктивно выполняются крылатыми с ис пользованием аэродинамического способа создания управляющих сил и моментов.
Максимальная начальная дальность пуска ракет при стрельбе вдогон составляет 15—20 км. Применяются они до высот 20—25 км. Большие скорости движения целей и возможности их маневрирования определили тип систем управления, которые используются в этих ракетах. В современных ракетах «воздух — воздух» при меняются главным образом системы самонаведения. В ракетах более ранних выпусков используются и си стемы телеуправления.
Большинство ракет комплектуются боевыми частями осколочного и осколочно-фугасного действия с некон тактным взрывателем, срабатывающим при пролете ра кеты вблизи цели. Могут быть ракеты и с ядерной бое вой частью.
Управляемые ракеты «воздух — воздух» состоят на вооружении авиации многих стран. Так, в США наи большее распространение получили ракеты этого класса «Сайдвиндер», «Фалкон», «Джини», во Франции «Норд», «Матра» (рис. 1).
Ракеты класса «воздух — земля». В этот класс вхо дят авиационные крылатые и баллистические ракеты, предназначенные для поражения наземных и морских целей, а также управляемые торпеды.
Крылатые ракеты делятся на две группы — опера тивно-тактические с Дальностью от 30 до 1000 км и так тические с дальностью от 5 до 30 км.
Первая группа применяется со специальных самоле тов-ракетоносцев для поражения важных наземных и морских целей (корабли, ракетные и авиационные базы, заводы и т. д.). Боевой комплекс самолет — ракета в этом случае позволяет успешно поражать важные объек ты противника, защищенные сильной ПВО, так как пуск ракеты можно производить на значительном удалении от цели. Крылатые ракеты укомплектовываются боевы ми частями с большой эффективностью действия, как
7
Рис. 1. Ракеты класса «воздух — Еоздух»:
а — «Сайдвиндер»; б — «Фалкон»; в — «Норд»; г — «Джини»; д — «Матра»
8
правило, ядерными. При этом стартовый вес ракет до стигает 2—10 т. Чаще на этих ракетах применяются маршевые воздушно-реактивные двигатели (ВРД и ПВРД), обеспечивающие при сравнительно больших дальностях наименьший суммарный вес двигателя и топлива. Жидкостные реактивные двигатели и реактив ные двигатели твердого топлива применяются иногда в качестве стартовых ускорителей, а также в том случае, когда в интересах успешного преодоления ПВО преду смотрен выход на большую высоту с последующим пи кированием на цель. Для наведения на цель этих ракет при дальностях, не превышающих 200—600 км, исполь зуется телеуправление. Для поражения подвижных це лей с хорошим радиолокационным контрастом (морские корабли) телеуправление дополняется самонаведением на последнем участке. При больших дальностях в связи с ограниченными возможностями бортовой аппаратуры самолета применяются автономная система управления и самонаведение на последнем участке. Ракеты этого типа приведены на рис. 2.
Тактические авиационные крылатые ракеты предназ начены для поражения целей на поле боя и применяют ся с истребителей-бомбардировщиков, фронтовых бом бардировщиков и вертолетов. Они имеют боевые части кумулятивного или осколочно-фугасного действия и реактивный двигатель твердого топлива (иногда исполь зуются и ЖРД). Для наведения на цель применяется телеуправление или автономное наведение с програм мой, задаваемой в момент пуска. К ракетам такого типа относятся ракеты «Булпап» (США), «Норд» (Франция), «Робот» (Швеция) и др. (рис. 3).
Авиационными баллистическими ракетами (АБР) называют такие, значительная часть траектории кото рых представляет траекторию свободно брошенного тела. Траектория полета АБР состоит из двух основных участков: активного и пассивного. На активном участке с помощью двигателя и органов управления ракете со общаются определенная скорость и направление полета, которые зависят от взаимного положения цели и само лета-носителя. На пассивном участке ракета летит как свободно брошенное тело, которому в момент бросания приданы определенное направление и скорость.
Авиационные баллистические ракеты тактического
9