Электроинициирующее устройство
Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к электрическим устройствам инициирования подрывных зарядов, в средствах воспламенения метательного порохового заряда патронов малокалиберной артиллерии, стрелкового оружия, взрывных боеприпасов, фейерверках и проч.
Электроинициирующее устройство содержит токоведущий цилиндрический корпус, к которому примыкает установленный на дне кольцевой электрод в форме обечайки, смонтированной на диэлектрической колодке, несущей выступающий в осевое отверстие корпуса центральный электрод, электрически связанный с обечайкой приваренным мостиком накаливания, помещенным внутри инициирующего заряда.
Новым является то, что центральный электрод, выполненный из нержавеющей стали, расклепан посредством глухого осаживания с обоих торцов в сборе с диэлектрической колодкой, на которую завальцован открытый торец обечайки, ограниченной в продольном перемещении радиальными рифлями в корпусе, объем которого заполнен пиротехническим составом.
Предложенное техническое устройство обеспечило повышение функциональной надежности электроинициирующего устройства и расширение номенклатуры боеприпасов, в которых оно может быть практически использовано по назначению, обеспечив требуемые параметры по давлению и огневому форсу при стабильном и безопасном срабатывании.
Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к электрическим устройствам инициирования подрывных зарядов, в средствах воспламенения метательного порохового заряда патронов малокалиберной артиллерии, стрелкового оружия, взрывных боеприпасов, фейерверках и проч.
Уровень данной области техники характеризует электроинициатор, описанный в патенте RU 2104467, F42В 3/12, 1998 г., содержащий установленный в цилиндрическом корпусе узел инициирования, мостик накаливания которого размещен внутри примыкающего заряда взрывчатого вещества, генерирующего при срабатывании форс пламени и ударные волны в огневую цепь боеприпаса.
Узел инициирования выполнен из полуфабриката для электрической платы, которая имеет несущую диэлектрическую пластину, покрытую с обеих сторон металлической фольгой.
Химическим травлением по профилю из слоев фольги сформированы кольцевые контакты, электрически связанные между собой дополнительным припаянным токопроводом. Кольцевые контакты по периферии припаяны легкоплавким припоем типа ПОСК 50-18 к токоведущему корпусу, причем наружный контакт с дном корпуса связан слоем припоя.
В осевом отверстии платы установлен токопровод, выполненный из сплава олово-свинец ПОС-61 и который по торцам снабжен электроконтактами функциональных связей:
- наружный контакт для взаимодействия с жалом бойка оружия,
- центральный контакт, связанный мостиком накаливания через кольцевой контакт с корпусом.
При пусковом врезании жала бойка электрическая схема узла инициирования замыкается и электрический ток разогревает мостик накаливания, от чего воспламеняется заряд взрывчатого вещества (ВВ). Продукты взрывчатого превращения заряда ВВ в виде огненного форса подаются на воспламенение порохового метательного заряда артиллерийского выстрела или в форме ударной волны совершают механическую работу, разрушая мембрану.
Недостатком описанного электроинициирующего устройства является функциональная ненадежность по следующим причинам.
Несущая диэлектрическая пластина платы имеет недостаточную механическую прочность для противодействия давлению продуктам детонации заряда ВВ, в результате чего она ломается.
Осколки узла инициирования при этом попадают в затвор оружия, нарушая его работоспособность, что недопустимо по условиям безотказной и безопасной эксплуатации.
Крепление центрального токопровода к металлической фольге платы посредством пайки торцевых контактов нетехнологично и недолговечно из-за окисления и разрушения при хранении.
Установка дополнительного токопровода для электрического соединения пайкой контактных металлических колец (для формирования периферийного электрода на обеих поверхностях платы) увеличивает трудоемкость и повышает переходное сопротивление в цепи подрыва, снижая чувствительность к электрическому импульсу запуска.
Кроме того, электрическая связь кольцевого контакта с корпусом электроинициатора обеспечивается при нагреве в специальной печи оплавлением легкоплавкого припоя типа ПОСК 50-18 без нарушения пайки мостика накаливания, что трудоемко и требует высокоточного технологического обеспечения.
Более совершенным является электроинициирующее устройство по патенту RU 2179699, F42В 3/12, С 19, 12, 2001 г., которое по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрано в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Известное электроинициирующее устройство содержит токоведущий цилиндрический корпус, на дне которого, имеющем осевое отверстие, установлен узел инициирования.
В металлической несущей обечайке узла инициирования, служащей наружным (периферийным) электродом, которая с натягом установлена в цилиндрическом корпусе устройства, смонтирована диэлектрическая колодка, несущая центральный электрод из стальной проволоки.
Центральный электрод адгезионно жестко связан с литьевым материалом (полиамидом) несущей диэлектрической колодки и его конец выведен в осевое отверстие дна корпуса для взаимодействия с бойком механизма накалывания при стрельбе.
К противоположному концу центрального электрода, размещенному внутри инициирующего заряда ВВ, чувствительного к тепловому импульсу, который находится в корпусе устройства, припаян мостик накаливания, электрически связанный с обечайкой из листового железа, представляющую собой жесткую конструкцию, армированную внутри диэлектрическим материалом литьевой колодки.
При срабатывании инициирующего заряда ВВ формируется огневой форс, передаваемый на пороховой метательный состав гильзы выстрела.
Устройство технологично в изготовлении и надежно при функционировании при рабочем давлении на него до 4 кг/ см2.
Однако, при использовании известного электроинициирующего устройства в артиллерийских выстрелах малого калибра давления формируемой ударной волны и генерируемых газообразных продуктов явно недостаточно для надежного продавливания мембраны запального отверстия гильзы с пороховым метательным зарядом.
Увеличение массы заряда ВВ приводит к тому, что центральный электрод вышибается из диэлектрической колодки, так как сил их адгезионного сцепления недостаточно для монолитного функционального соединениями может метаться в затвор оружия, где происходит заклинивание и повреждение механизма затвора оружия.
При этом образуется дренаж в электроинициирующем устройстве, где падает давление ниже заданного номинала, что не гарантирует воспламенения метательного заряда выстрела.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности электроинициирующего устройства и расширение области его использования в различных боеприпасах при создании повышенного давления
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном электроинициирующем устройстве, содержащем токоведущий цилиндрический корпус, к которому примыкает установленный на дне кольцевой электрод в форме обечайки, смонтированной на диэлектрической колодке, несущей выступающий в осевое отверстие корпуса центральный электрод, электрически связанный с обечайкой приваренным мостиком накаливания, помещенным внутри инициирующего заряда, по предложению авторов, центральный электрод, выполненный из нержавеющей стали, расклепан посредством глухого осаживания с обоих торцов в сборе с диэлектрической колодкой, на которую завальцован открытый торец обечайки, ограниченной в продольном перемещении радиальными рифлями в корпусе, объем которого заполнен пиротехническим составом.
Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности электроинициирующего устройства и расширение номенклатуры боеприпасов, в которых оно может быть практически использовано по назначению, обеспечив требуемые параметры по давлению и огневому форсу при стабильном и безопасном срабатывании.
Выполнение центрального электрода из нержавеющей стали, во-первых, направлено на сохранность заданных электротехнических характеристик в течение времени хранения в структуре боеприпаса, во-вторых, обеспечивает полную совместимость с родственными материалами проволоки мостика накаливания и токоведущей обечайки при их контактной сварке без заметного снижения переходных сопротивлений в местах стыка, а, в третьих, дает возможность пластически деформировать геометрию центрального электрода с одновременным расклиниванием посадочного отверстия диэлектрической колодки.
Последнее обстоятельство необходимо для геометрического замыкания сопрягаемых элементов, которые образуют монолитную конструкцию, что исключает возможность отделения центрального электрода от неподвижной несущей колодки, помещенной внутри обечайки, так как ее открытый торец завальцован на диэлектрическую колодку, создавая конструктивное триединство: центральный электрод - диэлектрическая колодка - обечайка (периферийный электрод, примыкающий к токоведущему корпусу).
Радиальные рифли в корпусе устройства над узлом инициирования предотвращают возможность его продольного перемещения к фланцу гильзы, что исключает нарушение заданного режима и схемы экстракции гильзы после стрельбы.
Выполнение инициирующего заряда в виде пиротехнического состава, заполняющего весь свободный объем корпуса устройства, обеспечивает плавный рост рабочего давления газообразных продуктов горения, достаточный для эффективного динамического воздействия на элементы огневой цепи боеприпаса, что стало возможным при фиксированном относительно корпуса устройства положении механически прочного узла инициирования, на который исключено разрушительное действие ударных волн, повышая тем самым надежность функционирования по назначению в разнообразных изделиях.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративные цели и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображены:
на фиг.1 - электроинициирующее устройство, продольный разрез;
на фиг.2 - вид А на фиг.1, узел инициирования.
На дне токоведущего цилиндрического корпуса 1 (фиг.1) с натягом установлена стальная обечайка 2 узла 3 инициирования (фиг.2) с центральным отверстием 4.
Открытый торец обечайки 2 завальцован на несущую диэлектрическую колодку 5, выполненную преимущественно из текстолита.
В осевом посадочном отверстии 6 колодки 5 размещен центральный электрод 7 из нержавеющей стали, который расклепан совместным встречным осаживанием обоих торцов в прессовом инструменте.
При этом материал колодки 5 деформируется под расклинивающим действием объемной деформации уширения обоих концов центрального электрода 6, в результате чего формируется неразъемное их соединение.
Центральное отверстие 4 обечайки 2, выполняющей функции периферийного электрода, исключает ее примыкание к центральному электроду 7.
К торцу центрального электрода 7 и обечайке, со стороны ее центрального отверстия 4, приварен мостик 8 накаливания из легированной проволоки, который помещен внутри инициирующего пиротехнического состава 9, заполняющего объем корпуса 1.
Месторасположение узла 3 инициирования зафиксировано посредством радиальных рифлей 10 в корпусе 1.
Функционирует электроинициирующее устройство следующим образом.
При стрельбе жало бойка пускового механизма оружия врезается в контактный торец центрального электрода 7, замыкая электрическую цепь устройства. При этом мостик 8 накаливания разогревается, выделяя тепло в примыкающий пиротехнический состав 9, который воспламеняется и сгорает.
Газообразные продукты горения пиротехнического заряда 9 заполняют корпус 1 и ресивер между узлом 3 инициирования и фланцем гильзы выстрела (условно не показано), при нарастании давления на контактное устройство до 25-30 кг/см2.
Возросшим давлением газообразных продуктов горения пиротехнического состава 9 разрывается мембрана, закрывающая запальное отверстие во фланце гильзы, в результате чего происходит воспламенение ее метательного порохового заряда.
При этом газообразные продукты горения пиротехнического состава 9 через узел 3 не проникают, так как обечайка 2 по периметру беззазорно примыкает к цилиндрическому корпусу 1 с гарантированным натягом прессовой посадки, а центральный электрод 7 монолитно впрессован в объем колодки 5.
Узел 3 инициирования смонтирован в корпусе 1 неподвижно, а центральный электрод 7 геометрически замкнут в диэлектрической колодке 5, что полностью исключает несанкционированное движение любых элементов и продуктов электроинициирующего устройства в сторону затвора оружия.
Предложенное электроинициирующее устройство универсально и может быть использовано в качестве средства воспламенения порохового метательного состава боеприпасов малокалиберной артиллерии, стрелкового оружия, включая оружие самообороны, фейерверков и т.п.
Испытания опытных образцов технологичных в изготовлении и сборке конструкций перечисленных модификаций электроинициирующего устройства практически подтвердили его функциональную надежность и безопасность.
Показатели назначения предложенного электроинициирующего устройства остаются неизменными в течение всего предписанного срока хранения, автономного и в структуре боеприпасов.
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 практического изготовления в серийном производстве на действующем оборудовании, позволяет сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности.
Электроинициирующее устройство, содержащее токоведущий цилиндрический корпус, к которому примыкает установленный на дне кольцевой электрод в форме обечайки, смонтированной на диэлектрической колодке, несущей центральный электрод, выступающий в осевое отверстие корпуса и электрически связанный с обечайкой приваренным мостиком накаливания, помещенным внутри инициирующего заряда, отличающееся тем, что центральный электрод, выполненный из нержавеющей стали, расклепан посредством глухого осаживания с обоих торцов в сборе с диэлектрической колодкой, на которую завальцован открытый торец обечайки, ограниченной в продольном перемещении радиальными рифлями в корпусе, объем которого заполнен пиротехническим составом.
