Системи відокремлення ступеней та бойових частин

Застосовування в ракетах бойових частин, що відокремлюються, дозволяє:

– розрахувати корпус ракети (окрім головної частини) на міцність із умови дії сил активної ділянки траєкторії, в результаті чого конструкція стає більш легкою (так як на активній ділянці траєкторії діють сили значно менші за значенням ніж на пасивній. Це пояснюється більшою швидкістю руху ракети в цільних шарах атмосфери на пасивній ділянці порівняно з активною);

– відмовитись від стабілізуючого опірення, що приведе до зменшення ваги та габаритів ракети;

– облегшити тепловий захист корпусу ракети. В кінці кінців це дозволить підвищити дальність стрільби. Але використання в ракетах БЧ, що відокремлюються, має ряд недоліків;

– збільшується розсіювання при стрільбі;

– ускладнюється конструкція ракети із-за наявності спеціальних механізмів і вузлів.

До недоліків способу відокремлення БЧ способом відштовхування БЧ слід віднести деяке розсіювання бойових частинок при стрільбі, що виникає в результаті надання БЧ в момент відокремлення додаткової швидкості та розброс значень сил відокремлення із-за виробничих погрішностей механізму відокремлення.

Відокремлення бойової частини шляхом гальмування корпусу ракети вигідно в тому відношенні, що при такому відокремленні швидкість бойової частини не змінюється і процес відокремлення не визиває додаткового розсіювання бойових частин, але такі механізми мають велику вагу.

Гальмування корпусу аеродинамічними щитками являється неефективним при пусках на великі дальності, так як відокремлення бойової частини проходить в розріджених шарах атмосфери. Момент відокремлення бойової частини суттєво впливає на конструкцію механізму відокремлення і розсіювання у цілі.

Можливі два випадки відокремлення:

– відокремлення бойової частини після закінчення періоду післядії тяги;

– відокремлення БЧ в період післядії тяги.

При відокремлені БЧ в період післядії різко збільшується необхідна сила відокремлення, що визиває збільшення ваги механізму відокремлення. Дійсно після вимкнення двигуна ракета деякий час продовжує рухатись з прискорення під дією сили післядії і механізм відокремлення в момент спрацювання повинен створити силу, яка перевищує силу інерції, в результаті чого необхідна сила механізму збільшується. Таким чином, можна зробити висновок, що відокремлення БЧ завжди необхідно проводити після закінчення періоду післядії тяги. На основі цього можна зробити висновок:

1. Якщо БЧ відокремлюється відразу після закінчення періоду післядії, то в усьому діапазоні дальності стрільби найбільше зусилля для відокремлення БЧ необхідне завжди при стрільбі на найменшу дальність. Це пояснюється тим, що відокремлення проходить в щильних шарах атмосфери, де сили лобового опору мають велику величину, а маса корпусу ракети також велика, поскільки в ракеті залишилась велика кількість невикористаного палива.

2. У ракет призначених на великі дальності стрільби, надійне відокремлення БЧ здійснюється легше ніж у ракет, розрахованих на малі дальності стрільби. Це пояснюється тим, що при великих дальностях стрільби відокремлення БЧ проходить в розріджених шарах атмосфери. Крім того, для надійного відокремлення БЧ від корпусу необхідно здійснити такий відхід БЧ, при якому виключалась би можливість зворотної її посадки на корпус. Надійне відокремлення буде тоді, коли бойова частина відійде на таку відстань, при якій передній торець корпусу буде повністю відкритий, так як після цього опір повітря буде тормозити корпус сильніше ніж БЧ.

Положення ракети на траєкторії в момент відокремлення БЧ суттєво впливає на розсіювання у цілі. Так як сила механізму відокремлення завжди направлена по вісі ракети, то при наявності кута атаки утворюється сила, під дією якої БЧ набуває певної бокової швидкості. Наявність бокової швидкості визиває розсіювання БЧ біля цілі і величина цієї швидкості зростає зі збільшенням кута атаки. Якщо після вимкнення двигуна і системи управління ракета статично нестійка, то кут атаки її постійно зростає і під´ємна сила буде намагатись перевернути ракету навколо центра мас на збільшення кута атаки.

Таким чином, у статично стійких ракет після вимкнення двигуна можна допустити деяку затримку в спрацюванні механізму відокремлення, так як це приведе до зменшення необхідної потужності механізму.

У статично нестійких ракет збільшення затримки в спрацюванні механізму відокремлення приведе до збільшення розсіювання БЧ біля цілі.

Стабілізація БЧ після її відокремлення від корпусу забезпечується головним стабілізатором, який представляє собою тонкостінну оболонку, підкріплену силовим набором. Наявність головного стабілізатора, який має велику поверхню і малу вагу, змішує центр прикладення аеродинамічного тиску за центр мас.

Відокремлення ступені, що відпрацювала, може здійснюватись за схемами холодного та гарячого (вогневого) відокремлення. При холодному відокремленні (відокремленні гальмуванням) ступінь, що відокремлюється, гальмується спеціальними пристроями після розриву механічних зв´язків між ступенями, а двигун наступної ступені запускається після досягнення безпечної відстані між ступенями.

При гарячому (вогневому) відокремленні двигун наступної ступені запускається до розриву зв´язків між ступенями, а ступінь, що відокремлюється, відкидається струменем двигуна наступної ступені, який запустився.