Устройство для передачи инициирующего импульса
Использование: в пиротехнике, в конструкциях газогенераторов и других устройствах, задействующихся огневым импульсом. Сущность полезной модели: устройство содержит инициирующий заряд с источником задействования (электрический, тепловой, механический и др.), соединенный огнепроводной трубкой с рядом последовательно расположенных промежуточных модулей и приемный заряд. Промежуточный модуль состоит из передающего заряда и трубки. Инициирующий заряд и передающие заряды выполнены из пиротехнического состава, образующего конденсированные и газообразные продукты горения, при этом заряды могут быть выполнены из одного состава. Технический результат: практически не ограничено расстояние передачи инициирующего (огневого) импульса, скорость передачи инициирующего импульса превышает 100 м/с, высокая надежность передачи инициирующего импульса.
Полезная модель относится к области пиротехники и может быть использована в конструкциях газогенераторов, ракетных двигателей и других устройствах пироавтоматики.
Существуют различные конструкции газогенераторов, ракетных двигателей. исполнительных механизмов и других технических средств, инициирование которых осуществляется огневым импульсом (форсом пламени), при лом само устройство инициирования (источник начального импульса) удалено от конкретного объекта инициирования на определенное расстояние. Таким образом. существует техническая задача в передаче инициирующего импульса на расстояние.
В патенте RU №2026277 (МПК 6: С 06 С 5/00. публ.09.01.95. БИ №1) представлено устройство, изготовленное из пиротехнического состава и представляющее собой шнур с центральным каналом и продольным разрезом на толщину горящего свода. Состав, используемый для данного шнура, имеет скорость горения более 10 мм/с.
В данном случае отсутствует какая-либо оболочка пиротехническою заряда. что делает его непрактичным, подверженным различным внешним воздействиям (в том числе и механическим) и ограничивает область его применения. а в ряде случаев делает его использование практически невозможным. При этом скорость передачи огневого импульса данного устройства ограничена скоростью горения пиротехнического состава, которая не может превышать сотен мм/с.
Известно устройство огнепроводного шнура, в котором сердцевина, состоящая из зерен дымного пороха, заключена в оболочку из пластикатной мастики и льняных или хлопчатобумажных нитей (А.Г. Горст. Пороха и взрывчатые вещества. «Машиностроение». М.. 1972 - с. 117). Эта оболочка предохраняет
сердцевину от механических повреждений и проникновения влаги. Недостатком данного огнепровода является то, что скорость передачи огневого импульса в данном случае ограничена величиной - 10 мм/с и делает непригодным его для инициирования быстродействующих технических средств.
В патентах RU №2190587 (МПК7 ; С 06 С 5/00, 5/04, публ. 27.11.2001 г.) и RU №2205170 (МПК 7; С 06 С 5/04, F 42 B 3/10 публ. 27.11.2001 г.) представлены шнур для передачи инициирующего импульса и передающий сигнал огнепроводный шнур, соответственно. В обоих случаях имеет место устройство, включающее трубчатую полимерную оболочку и сердцевину, которая может быть выполнена с центральным каналом или может быть нанесена в виде слоя на внутреннюю поверхность ленты-носителя, помещаемую в трубку. И в том и в другом случае для реализации предлагаемых технических решений требуется применение очень сложной технологии изготовления. Помимо этого в качестве материалов для изготовления зарядов (сердцевины, нанесенного слоя) используются взрывчатые вещества, в том числе инициирующие. Таким образом, при всех этих условиях сложно обеспечить надежную и безопасную работоспособность данных устройств.
Известна передача огневого импульса по полой огнепроводной трубке малого сечения (7 th Intern. Phirotehnic Congress, Chicago, 14-18 July 1980,T.1 p.215-232). В данном устройстве инициирующий заряд выполнен из пиротехнического состава, образующего при горении конденсированные и газообразные продукты горения, и соединен с приемным зарядом трубкой-огнепроводом длиной не более 1 м. При этом трубка может иметь как прямолинейную форму, так и включать изгибы от 90° до 180°. В данном случае передача огневого импульса осуществляется за счет огневого форса, образуемого при сгорании инициирующего заряда. Это устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленному решению и выбрано в качестве прототипа.
Недостатком известного устройства является его ограниченная возможность (по расстоянию) передачи инициирующего импульса. По-видимому, данный факт связан с использованием инициирующего заряда определенной массы (мощности), ограниченной прочностными характеристиками огнепроводной
трубки, и трудностью распространения огневого импульса по каналу малого сечения.
Задачей, решаемой настоящей полезной моделью, является существенное увеличение расстояния передачи инициирующего (огневого) импульса и повышение надежности его передачи.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в следующем:
- практически не ограничено расстояние передачи инициирующего импульса;
- скорость передачи инициирующего импульса превышает 100 м/с;
- высокая надежность передачи инициирующего импульса.
Для достижения указанного технического результата в известном устройстве для передачи инициирующего импульса, состоящим из инициирующего заряда, приемного заряда и соединительной трубки, инициирующий заряд при этом выполнен из пиротехнического состава, образующего конденсированные и газообразные продукты горения, согласно полезной модели между инициирующим и приемным зарядами установлен, по меньшей мере, один промежуточный модуль, включающий передающий заряд, выполненный из пиротехнического состава, образующего конденсированные и газообразные продукты горения, и трубку. Инициирующий и передающий заряды могут быть выполнены из одного состава.
Горение передающего заряда осуществляется под давлением продуктов горения инициирующего заряда, т.е. в форсированном режиме. Выполнение передающего заряда из пиротехнического состава, образующего при горении конденсированные и газообразные продукты, позволяет создать форс пламени, который с большой скоростью распространяется по трубке, обладает высокой воспламеняющей способностью и инициирует последующий заряд (либо передающий, либо приемный).
Выбор пиротехнических составов для изготовления, инициирующего и передающего зарядов, а также подбор соотношения размеров (диаметра) передающего заряда и размеров сечения трубки позволяет получить максимальный технический результат при обеспечении надежной передачи инициирующего импульса на большие расстояния. При этом количество передающих зарядов с
соединительными огнепроводными трубками, их параметры (масса и размеры заряда, сечение трубки) выбирается в зависимости от расстояния, на которое следует передать импульс от инициирующего заряда и от конфигурации самого устройства для передачи инициирующего импульса (огнепровода).
Конструкция предлагаемого устройства представлена на фиг.1.
Устройство для передачи инициирующего импульса содержит инициирующий заряд 2 с источником задействования 1 (электрический, тепловой, механический и др.), соединенный огнепроводной трубкой 3 с рядом последовательно расположенных промежуточных модулей (I-III), и приемный заряд 5. Промежуточный модуль состоит из передающего заряда 4 и трубки 3'. Инициирующий заряд 2 и передающие заряды 4 выполнены из пиротехнического состава, образующего конденсированные и газообразные продукты горения, при этом заряды 2 и 4 могут быть выполнены из одного состава.
Работа устройства осуществляется следующим образом. При задействовании инициирующего заряда 2 от источника задействования 1 образуются конденсированные и газообразные продукты горения, создающие импульс давления и форс пламени, который передается по каналу огнепроводной трубки к передающему заряду 4. Горение передающего заряда 4 осуществляется в форсированном режиме (под давлением продуктов горения инициирующего заряда) и сопровождается также образованием импульса давления и форса пламени, передающегося по трубке 3' к следующему передающему заряду 4 и т.д. по всем модулям (I-III), составляющим огнепровод в целом, до приемного заряда 5.
Осуществив подбор пиротехнического состава с необходимыми характеристиками (на основе Pb3 O4 и Zr), параметров передающих зарядов и сечения канала огнепроводных трубок, удалось реализовать эффективную работу огнепровода общей длиной ˜2 м с тремя передающими зарядами, имеющего сечение канала ˜7 мм2 , два изгиба 90° и один изгиб 180° с временем срабатывания 0,017 с, при этом скорость передачи огневого импульса составила -120 м/с.
1. Устройство для передачи инициирующего импульса, состоящее из инициирующего и приемного зарядов, соединительной трубки, при этом инициирующий заряд выполнен из пиротехнического состава, образующего конденсированные и газообразные продукты горения, отличающееся тем, что между инициирующим и приемным зарядами установлен по меньшей мере один промежуточный модуль, состоящий из передающего заряда и трубки, при этом передающий заряд выполнен из пиротехнического состава, образующего конденсированные и газообразные продукты горения.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инициирующий и передающий заряды выполнены из одного состава.
