Электровоспламенитель
Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к конструкциям воспламенителей, инициирующих функциональное снаряжение различных патронов.
Известный электровоспламенитель содержит воспламенительный заряд, помещенный в имеющий выходное отверстие колпачок, прижатый посредством завальцовки открытого торца корпуса к верхнему дисковому электроду, установленному на нетоковедущей прокладке и электрически связанному мостиком накаливания с центральным токовводом, оснащенным обтюрирующим фланцем, который изолирован от верхнего электрода прокладкой, а от корпуса - монтажной колодкой и взаимодействует с нижним дисковым электродом.
Новым является то, что нижний дисковый электрод выполнен в форме кольца, установленного коаксиально обтюрирующему фланцу центрального токоввода, к которому он подключен через нагрузочный резистор, при этом электрическое сопротивление нагрузочного резистора на два порядка выше электрического сопротивления мостика накаливания, а выходное отверстие колпачка с воспламенительным зарядом закрыто газопроницаемой диафрагмой, выполненной в виде сетки из жаропрочного материала.
Предложенным техническим решением исключена возможность несанкционированного замыкания сработавшего электровоспламенителя, сформированного в виде трехэлектродной схемы для раздельного подключения в режимах контроля и срабатывания, чем обеспечивается повышение функциональной надежности боеприпасов, в которых он смонтирован, за счет регламентной проверки внутренних электроцепей перед использованием по назначению.
Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к конструкциям воспламенителей, инициирующих функциональное снаряжение различных пиротехнических патронов.
Уровень данной области техники характеризует изобретение по патенту RU 2243497, F42C 19/08, 2004 г. на электрокапсюльную втулку для артиллерийских малокалиберных патронов, которая по существу и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной конструкции электрокапсюльной втулки для помехосоздающих патронов многоствольных комплексов, смонтированных в кассетных держателях на борту летательных аппаратов, приводимых в действие пилотом из кабины нажатием кнопки.
Известная электрокапсюльная втулка содержит смонтированный посредством нетоковедущей колодки в цилиндрическом резьбовом корпусе центральный токоввод, примыкающий к нижнему из двух, разделенных изоляционной прокладкой, дисковых электродов, связанных мостиком накаливания, который размещен в воспламенительном заряде.
Воспламенительный заряд заполняет снабженный выходным отверстием колпачок, опирающийся на верхний дисковый электрод, связанный с корпусом, открытый торец которого завальцован со стороны функционального снаряжения патрона, в котором смонтирована электровоспламенительная втулка.
Особенностью этой конструкции является то, что она оснащена донной перемычкой, представляющей собой обтюрирующий фланец центрального токоввода, установленный на уступе корпуса, при этом центральный токоввод и корпус монолитно замкнуты посредством сопрягаемой нетоковедущей колодки в несущую конструкцию.
Оснащение центрального токоввода обтюрирующим фланцем контакта с нижним дисковым электродом, который служит механическим отражателем горячих газообразных продуктов горения пиротехнических составов электрокапсюльного устройства и пороха метательного заряда патрона, сохраняя целостность изоляционной несущей колодки в течение времени выстрела, гарантированно предотвращает их прорыв в затвор артиллерийской пушки.
Изолирующая колодка выполняется литьем конструкционной пластмассы при сборке структурных элементов в зазор между токовводом и корпусом по лабиринтному профилю, что обеспечивает полную обтюрацию объемов гильзы и воспламенительного устройства, а также конструктивное единство автономной сборочной единицы патрона - узла электровоспламенителя.
Однако, недостатками известного электровоспламенителя являются неудовлетворительная надежность из-за отсутствия возможности контроля ее работоспособности в структуре боеприпаса, а также ограниченный функциональный выбор типа задействованного патрона по целевой программе бортового пускового устройства.
Невозможность проверки целостности внутренних электроцепей электровоспламенителя приводит к отказу боеприпаса, когда пусковой сигнал с борта летательного аппарата не поступает на мостик накаливания. Это снижает безопасность летательного аппарата, лишенного мобильного средства постановки противорадиолокационных помех, аэрозольного облака инфракрасного излучения в качестве ложной цели и т.п.
Невозможность автоматического выбора в кассете заданного типа патрона с определенным видом средств защиты на борту летательного аппарата, ограничивает оснащение только одним типом патронов.
Кроме того, при оседании сажи от продуктов горения функционального снаряжения боеприпаса при выстреле может происходить замыкание контактной группы сгоревшего мостика накаливания, которое служит источником ложного сигнала готовности уже сработавшего боеприпаса к запуску, что также негативно влияет на безопасность летательного аппарата.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение технологических возможностей электровоспляменителя и повышение его функциональной надежности.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном электровоспламенителе, содержащем воспламенительный заряд, помещенный в имеющий выходное отверстие колпачок, прижатый посредством завальцовки открытого торца корпуса к верхнему дисковому электроду, установленному на нетоковедущей прокладке и электрически связанному мостиком накаливания с центральным токовводом, оснащенным обтюрирующим фланцем, который изолирован от верхнего электрода прокладкой, а от корпуса монтажной колодкой и взаимодействует с нижним дисковым электродом, по предложению авторов, нижний дисковый электрод выполнен в форме кольца, установленного коаксиально обтюрирующему фланцу центрального токоввода, к которому он подключен через нагрузочный резистор, при этом электрическое сопротивление нагрузочного резистора на два порядка выше электрического сопротивления мостика накаливания, а выходное отверстие колпачка с воспламенительным зарядом закрыто газопроницаемой диафрагмой, выполненной в виде сетки из жаропрочного материала.
Отличительные признаки сформировали трехэлектродную схему раздельного подключения электровоспламенителя в режимах контроля и срабатывания, чем обеспечивается повышение функциональной надежности боеприпасов, в которых он смонтирован, за счет регламентной проверки внутренних электроцепей перед использованием по назначению.
При этом активный контроль целостности электроцепей средства инициирования помехосоздающих боеприпасов проводится непосредственно с борта летательного аппарата перед стрельбой, в дежурном режиме опорного напряжения.
Дополнительный технический эффект расширения технологических возможностей заключается в том, что предложенная конструкция позволяет идентифицировать в пусковом устройстве на борту летательного аппарата патроны разного функционального назначения по видам полезной нагрузки: противолокационных дипольных отражателей, дымовой завесы инфракрасного излучения и т.п.
Это достигается использованием в электрической схеме воспламенителя нагрузочных резисторов различного номинала омического сопротивления, формирующих разный уровень контролируемого тока на выходе, каждый из которых присущ конкретному виду изделий.
Выполнение нижнего дискового электрода в форме кольца, установленного коаксиально обтюрирующему фланцу центрального токоввода формирует дополнительный контакт альтернативного подключения электровоспламенителя к источнику тока, что расширяет технологические возможности изделия.
Механическое разделение верхнего дискового электрода и обтюрирующего фланца нетоковедущей прокладкой обеспечивает их электрическую связь только через центральный токоввод, что необходимо для независимой подачи рабочего тока непосредственно на мостик накаливания.
Подключение нижнего дискового электрода к центральному токовводу через нагрузочный резистор, электрическое сопротивление которого на два порядка выше электрического сопротивления мостика накаливания, позволяет регламентно прозвонить всю электроцепь устройства, гарантированно исключив при этом накаливание мостика.
Перекрытие выходного отверстия колпачка с воспламенительным зарядом газопроницаемой диафрагмой необходимо для предотвращения электрического замыкания мостика накаливания оседающей сажей после горения снаряжения боеприпаса, что исключает подачу ложного сигнала на пульт управления о готовности сработавшего электровоспламенителя к стрельбе.
Выполнение диафрагмы в виде сетки из жаропрочного материала обеспечивает проницаемость форса пламени при горении воспламенительного состава и препятствует попаданию частиц сажи внутрь колпачка электровоспламенителя, что, в конечном счете, повышает безопасность летательного аппарата при постановке ложной цели или маскировочного облака.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - помехосоздающий патрон инфракрасного излучения;
на фиг.2 - общий вид электровоспламенителя, продольный разрез;
на фиг.3 - вид I на фиг.2;
на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.2;
на фиг.5 - схема электрической связи электродов.
Электровоспламенитель 1, в качестве средства воспламенения шашки 2 пиротехнического заряда функционального патрона (фиг.1), установлена во фланце 3 корпуса 4.
Шашка 2 в корпусе 4 установлена на обечайке 5, формообразующей ресивер 6, и укреплена посредством крышки 7, геометрически замкнутой завальцовкой открытого торца корпуса 4.
Шашка 2 оснащена продольными огнепередаточными каналами 8 для распространения теплового импульса на ее боковую поверхность, увеличивая тем самым поверхность горения шашки 2 и интенсивность генерирования функционального аэрозоля.
Электровоспламенитель 1 содержит (фиг.2) помещенный в колпачок 9 заряд 10, внутри которого размещен мостик 11 накаливания, электрически связанный (фиг.3) с центральным токовводом 12 и верхним дисковым электродом 13, установленным на нетоковедущей прокладке 14.
Имеющий выходное отверстие 1 колпачок 9 (фиг.2) примыкает к верхнему дисковому электроду 13 посредством накладки 16, которая сверху нагружена завальцовкой открытого торца корпусной оболочки 17, чем обеспечивается их электрический контакт геометрического и силового замыкания.
Выходное отверстие 15 колпачка 9 перекрыто сетчатой диафрагмой 18 из нержавеющей стали, которая в форме конгруэнтного кожуха установлена на колпачке 9. Фланец сетчатого кожуха залит слоем 19 герметика, заполняющего зазор между завальцовкой открытого торца оболочки 17 и опорной поверхностью накладки 16, при этом герметик слоя 19 монолитно приклеивает сетку диафрагмы 18 к несущей накладке 16.
Жаропрочный материал сетки 18 из легированной стали устойчив к температуре горения воспламенительного заряда 10.
Частицы сажи, неизбежно образующиеся при горении любого функционального состава снаряжения боеприпаса, оседают на сетке диафрагмы 18 и не проникают внутрь колпачка 9. Этим исключена возможность несанкционированного замыкания промежутка между центральным токовводом 12 и верхним дисковым электродом 13, электрически имитирующим при этом сигнал на дисплее пульта управления от мостика 11 накаливания, который фактически сгорел, что характерно для прототипа.
В этом случае может произойти ложный запуск сработавшего патрона, который не выполнит функцию по постановке аэрозольной помехи для защиты летательного аппарата, что недопустимо.
Центральный токоввод 12 оснащен обтюрирующим фланцем 20, который установлен в монтажной колодке 21 из электроизоляционного материала.
Верхний дисковый электрод 12 от обтюрирующего фланца 19 ценрального токоввода 12 отделен нетоковедущей прокладкой 22.
На контактном торце колодки 21 коаксиально центральному токовводу 12 закреплен кольцевой нижний электрод 23, который проводниками-заклепками 24 жестко связан через шину 25 с нагрузочным резистором 26, подсоединенным через обтюрирующий фланец 20 к центральному токовводу 12(фиг.2 и 4).
Таким образом сформирована трехэлектродная схема (фиг.5) электровоспламенителя 1 в составе последовательно подключенных: нижнего кольцевого электрода 23 - центрального токоввода 12 - верхнего дискового электрода 13, прикрепленного к оболочке 17, при этом нижний дисковый электрод 23 и центральный токоввод 12 связаны через нагрузочный резистор 26, а центральный токоввод 12 и верхний дисковый электрод 13 - через мостик 11 накаливания.
Особенностью этой трехэлектродной схемы электровоспламенителя 1 является то, что электрическое сопротивление участка цепи между нижним кольцевым электродом 23 и центральным токовводом 12 значительно (в 100 раз) больше, чем электрическое сопротивление участка цепи между центральным токовводом 12 и верхним дисковым электродом 13, а именно: электрическое сопротивление нагрузочного резистора 26 составляет 200 Ом, а электрическое сопротивление мостика 11 накаливания - 2 Ом.
Это позволяет производить регламентную проверку целостности электрической схемы электровоспламенителя 1, смонтированного в боеприпасе, путем подачи на нижний электрод 23 и оболочку 17 опорного напряжения Uоп, падение которого происходит на нагрузочном резисторе 26, а ток, протекающий по мостику 11 накаливания, является много ниже уровня, необходимого для разогрева до температуры плавления.
Однако, при этом на дисплее блока управления на борту летательного аппарата вырабатывается сигнал, свидетельствующий о целостности электроцепи воспламенительного устройства и функциональной готовности патрона в целом.
Структурно электрическая схема связи функциональных элементов представляет собой два контура связанных последовательно:
нижний кольцевой электрод 23 - нагрузочный резистор 26 - обтюрирующий фланец 20 - центральный токоввод 12 - мостик 11 накаливания - верхний дисковый электрод 13 - оболочка 17 (для регламентной проверки);
центральный токоввод 12 - мостик 11 накаливания - верхний дисковый электрод 13 - оболочка 17 (для рабочего напряжения).
Функционирует электровоспламенитель следующим образом.
При нажатии кнопки «Пуск» на пульте управления в кабине летательного аппарата рабочее напряжение Up подается к центральному токовводу 12 и через корпусную оболочку 17 к верхнему дисковому электроду 13 (фиг.5), в результате чего на мостике 11 накаливания появляется разность потенциалов с выделением тепла, которым воспламеняется термочувствительный состав заряда 10 в колпачке 9.
Форс горячих газообразных продуктов горения заряда 10 через сетчатую диафрагму 18 выходного отверстия 15 колпачка 9 (фиг.2) и фокусирующее сопло 27 фланца 3 корпуса 4 патрона (фиг.1) поступает на функциональную шашку 2, воспламеняя ее с торца и посредством каналов 8 - по ее периметру.
При горении пиротехнического состава шашки 2 генерируется аэрозоль, в частности, инфракрасного излучения конденсированной фазы, который поступает в ресивер 6.
Возросшим давлением газообразных продуктов горения шашки 2 в ресивере 6 крышка 7 вышибается из отгинаемой шашкой 2 завальцовки открытого торца корпуса 4. При этом обтюрирующий фланец 20 центрального токоввода 12, примыкая к уступу колодки 21, отражает газообразные продукты горения воспламенительного заряда 10, препятствуя прорыву горячего аэрозоля к кассетному держателю на борту летательного аппарата.
Далее функциональный аэрозоль свободно истекает в атмосферу, где формирует ложную цель для средств обнаружения и наведения в виде облака, имитирующего работающие двигатели летательного аппарата, посредством инфракрасного излучения в ближнем спектре частот диапазона.
Оседающая сажа, которая образуется при горении пиротехнического состава шашки 2, задерживается сеткой диафрагмы 18, не попадая внутрь колпачка 9.
Предложенное техническое решение позволяет расширить функциональные возможности пускового устройства летательного аппарата за счет идентификации перед целевым запуском в работу различных видов патронов с разным наполнением, за счет установки в них нагрузочных резисторов 26 дискретного номинала, например, 150 Ом, 200 Ом, 250 Ом, получая различные по уровню сигналы на дисплее пускового устройства.
Так автоматически, подачей опорного напряжения при прозвонке внутренних электроцепей электровоспламенителя 1, месторасположение однородных патронов в кассетном держателе фиксируется в каналах пуска.
Таким образом, предложенное техническое решение расширяет технологические возможности и повышает функциональную надежность патронов целевого действия, что в конечном счете увеличивает живучесть летательных аппаратов за счет мобильной постановки необходимой защиты от средств обнаружения и наведения противника.
Стендовые испытания опытных образцов предложенной электровоспламенителя подтвердили целесообразность его внедрения в серийных патронах защитного оснащения летательных аппаратов.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления электровоспламенителей для противорадиолокационных патронов и патронов инфракрасного излучения, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.
1. Электровоспламенитель, содержащий воспламенительный заряд, помещенный в имеющий выходное отверстие колпачок, прижатый посредством завальцовки открытого торца корпуса к верхнему дисковому электроду, установленному на нетоковедущей прокладке и электрически связанному мостиком накаливания с центральным токовводом, оснащенным обтюрирующим фланцем, который изолирован от верхнего электрода нетоковедущей прокладкой, а от корпуса - монтажной колодкой, и взаимодействует с нижним дисковым электродом, отличающийся тем, что центральный токоввод изолирован от верхнего дискового электрода дополнительной прокладкой, нижний дисковый электрод выполнен в форме кольца, установленного коаксиально обтюрирующему фланцу центрального токоввода, к которому он подключен через нагрузочный резистор, при этом электрическое сопротивление нагрузочного резистора на два порядка выше электрического сопротивления мостика накаливания.
2. Электровоспламенитель по п.1, отличающийся тем, что выходное отверстие колпачка с воспламенительным зарядом закрыто газопроницаемой диафрагмой, выполненной в виде сетки из жаропрочного материала.
