УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F42B3/10 

Изобретение относится к пиротехнике, в частности к конструкциям воспламенителей, и может служить для инициирования горения различных веществ в герметичном объеме.

Известны устройства для инициирования горения в герметичном объеме, основанные на введении в замкнутый объем герметизированных электровводов с мостиком накаливания [1] , герметизации объема после инициирования за счет расплавления стенки поджигающего канала [2], смятия вставки с перекрытием сквозного отверстия [3], передачи инициирующего импульса через герметизирующую стенку [4, 5, 6].

Введение электровводов с мостиком накаливания в замкнутый объем является технологически сложной конструкцией. Недостатком перекрытия сквозного отверстия является невысокая надежность герметизации. Передача инициирующего импульса за счет детонации через герметизирующую стенку увеличивает массу и габариты воспламенителя. К недостаткам можно отнести также использование взрывчатых веществ, что повышает требования к технике безопасности при изготовлении и эксплуатации воспламенителей.

Наиболее близким техническим решением является передача горения через преграду [4]. В этом решении два соосных канала разделены преградой. В одном канале располагается разогревающий инициирующий состав, в другом - воспламенительный состав. Дно канала под инициирующий состав выполнено плоским.

Недостатками известного устройства являются повышенные требования к технике безопасности, а также увеличение массы и габаритов воспламенителя за счет детонации через преграду.

Задачей, решаемой изобретением, является упрощение конструкции, а следовательно, упрощение технологии изготовления устройства при сохранении прочностных характеристик преграды и времен передачи горения через преграду (приблизительно 0,1 с).

Технологический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в следующем:
сохранение надежности герметизации после срабатывания устройства;
небольшие габаритно-массовые характеристики устройства;
время передачи инициирующего импульса примерно 0,1 с;
безопасность при изготовлении и эксплуатации.

Для достижения этого результата предлагается устройство, состоящее из расположенных в корпусе двух соосных каналов, разделенных неразрушаемой преградой, в одном из которых расположен разогревающий пиротехнический состав, а в другом канале - воспламенительный пиротехнический состав, причем дно второго канала выполнено в виде полусферы, каналы расположены по обе стороны секущей плоскости, проведенной через неразрушаемую преграду, а канал под разогревающий пиротехнический состав выполнен с плоским дном. В оптимальном варианте канал под воспламенительный пиротехнический состав может быть выполнен внутри неразрушаемой преграды.

Передача горения в предлагаемом устройстве осуществляется через тонкую стенку между плоской стенкой канала под разогревающий пиротехнический состав и полусферическим дном глухого цилиндрического канала под воспламенительный пиротехнический состав, выполненного в неразрушаемой преграде. Расположение каналов по обе стороны секущей плоскости, проведенной через неразрушаемую преграду, устраняет требования к коаксиальности каналов, что упрощает технологию изготовления устройства. Именно совмещение плоского дна со стороны разогревающего пиротехнического состава и полусферического дна со стороны воспламенительного пиротехнического состава делает это устройство работоспособным и выдерживающим высокие давления. Эта неразрушаемая преграда является практически утопленной полусферической преградой, т.е. она обладает прочностями характеристиками самой прочной конструкции - сферической и даже превышает ее.

Предлагаемая конструкция инициирующего устройства согласно изобретению устраняет требование коаксиальности двух каналов, что упрощает изготовление устройства. При одинаковой толщине разделяющей стенки предлагаемая конструкция неразрушаемой преграды обладает более высокими прочностными характеристиками, т. к. является утопленной полусферической преградой, поэтому время передачи горения через стенку можно уменьшить за счет уменьшения стенки преграды.

Схема предлагаемого устройства для передачи горения через герметизирующую стенку представлена на чертеже.

В корпусе 1 расположены последовательно на одной оси канал с плоским дном 2 под разогревающий пиротехнический состав 3, глухой цилиндрический канал 4 с дном, выполненным в виде полусферы, под воспламенительный пиротехнический состав 5.

Примером конкретного выполнения может являться устройство, в котором канал с плоским дном снаряжен разогревающим пиротехническим составом 3 на основе Ti и B с плотностью примерно 2,2 г/см³, высотой 1,5 мм. Глухой цилиндрический канал 4 с дном, выполненным в виде полусферы, диаметром 2 мм снаряжен воспламенительным составом 5 на основе Pb₃O₄ и Zr с плотностью приблизительно 6,5 г/см³, высотой 1,5 мм. Толщина неразрушаемой стальной преграды, т. е. минимальное расстояние между плоской стенкой канала 2 под разогревающий пиротехнический состав 3 и полусферическим дном глухого цилиндрического канала 4 под воспламенительный пиротехнический состав 5, составляла 0,5 мм.

Работоспособность данного устройства подтверждена экспериментально. Было установлено, что время срабатывания данного устройства с предлагаемой неразрушаемой преградой составило приблизительно 70 мс (примерно 0,07 с), преграда выдержала давление более 3000 атм.

Использование предлагаемого устройства для инициирования обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества:
простоту изготовления из-за устранения требования коаксиальных двух каналов;
высокую надежность герметизации после срабатывания устройства, обеспечиваемую выбором толщины преграды и выбором материала для корпуса устройства;
уменьшение габаритов и массы устройства из-за того, что дно канала под разогревающий пиротехнический состав выполнен с плоским торцем;
достижение времени срабатывания устройства (примерно 0,1 с), чем исключаются взрывчатые вещества.

Список использованных источников
1. Вспомогательные системы ракетно-космической техники. М.: Мир, 1970.

2. Патент США N 3713392, кл. F 42 B 3/10, 1973.

3. Патент США N 3789764, кл. F 42 B 3/10, 1974.

4. Патент Франции N 2569265, кл. F 42 B 3/10, 1986.

5. Патент ФРГ N 3629371, кл. F 42 C 9/10, 1987.

6. D.K. Begeal, A.C. Munger (SNLA), Titanium-boron mixtures as Variable heat souras. Rep SAND - 90-005 C, 17р, 1990, ERA, 1990, V. 15, N 14, 32437.3

Использование: в пиротехнике, в конструкциях воспламенителей. Сущность изобретения: устройство для иницирования имеет металлический корпус с двумя соосными каналами, разделенными неразрушаемой преградой. Оба канала содержат по заряду пиротехнического состава: в одном канале расположен разогревающий состав, в другом - воспламенительный состав. Дно канала с воспламенительным составом выполнено в виде полусферы, а дно канала с разогревающим составом - плоским. Каналы расположены по обе стороны секущей плоскости, проведенной через неразрушаемую преграду. Технический результат: простота конструкции за счет устранения требования коаксиальности каналов, что упрощает технологию изготовления устройства, сохранение надежности герметизации после срабатывания устройства, небольшие массогабаритные характеристики устройства, время передачи иницирующего импульса 0,1 с, безопасность при изготовлении и эксплуатации. 1 ил.

Устройство для инициирования, содержащее корпус с двумя соосными глухими каналами, разделенными преградой и расположенными по разные стороны от секущей плоскости, проведенной через преграду, в одном из которых расположен инициирующий заряд, а в другом канале - воспламенительный заряд, дно канала под инициирующий заряд выполнено плоским, отличающееся тем, что инициирующий и воспламенительный заряды выполнены из пиротехнических составов, дно канала под воспламенительный заряд выполнено в виде полусферы, а преграда - неразрушаемая.