РОТОР ПОРОХОВОГО ГИРОСКОПА Российский патент 2000 года по МПК G01C19/12 

Изобретение относится к области вооружения, а именно к конструкции противотанкового управляемого снаряда ПТУРС, в котором в качестве датчика угла крена используется пороховой гироспоп.

Анализ уровня техники в данной области показал, что известен ротор порохового гироскопа, используемый в изделиях "Кастет", "Бастион", "Басня" и др. и являющийся наиболее близким по решаемой технической задаче.

Известный ротор порохового гироскопа выполнен в виде корпуса с сопловыми отверстиями закрытого резьбовой крышкой, внутренняя поверхность которых образует камеру сгорания, где размещен пороховой заряд и воспламенитель (Распопов В. Я. , Ушаков А. П. Тепломеханические гиромоторы. Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР. Тульский политехнический институт, 1980 г, с. 6-11, рис. 1.5).

К недостаткам описанной конструкции ротора порохового гироскопа относится низкая надежность воспламенения и горения порохового заряда при эксплуатации гироскопов в условиях предельных отрицательных температур, а также неполное его сгорание (остаток несгоревших частиц составляет более 1% массы заряда), что снижает энергетические характеристики ротора и в итоге сокращается время функционирования гироскопа на траектории полета заряда. В связи с этим возможны отказы в работе, приводящие к падению снаряда.

Пороховой заряд, в отличие от воспламенителя, не имеет жесткой фиксации в камере сгорания и может свободно перемещаться в осевом и радиальном направлениях в пределах зазоров, необходимых для его воспламенения с периферии. В начальный момент воспламенения пороховой заряд боковой поверхностью неизбежно контактирует с поверхностью камеры сгорания, в результате чего имеет место теплопередача на корпус ротора, особенно значительная при эксплуатации в условиях предельных отрицательных температур.

Камера сгорания, чем является внутренняя полость ротора, незагерметизирована от наружного пространства, поэтому отсутствует подпор давления в начальный момент работы при воспламенении порохового заряда. Объясняется это малыми габаритами ротора и практически невозможностью установки сопловых заглушек без значительного усложнения конструкции.

В процессе срабатывания петарда отделяется от электровоспламенителя, занимает по отношению к внутреннему каналу заряда неопределенное положение, и сгорание ее носит хаотичный характер, в силу чего затрудняется воспламенение внутреннего свода порохового заряда.

Технический результат - повышение надежности работы гироскопа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в роторе порохового гироскопа, содержащем корпус с сопловыми отверстиями и резьбовую крышку, внутренние поверхности которых образуют цилиндрическую камеру сгорания, в которой размещен пороховой заряд цилиндрической формы, во внутреннем канале которого установлен пиротехнический электровоспламенитель, в крышке ротора выполнен направляющий конус со сферическим углублением и радиальными пазами на вершине, перекрывающий внутренний канал заряда с воспламенителем, а соприкосновение внешней поверхности заряда с цилиндрической поверхностью камеры сгорания ограничено центрирующими поясками.

Направляющий конус, изготовленный за одно целое с крышкой или в разъемном исполнении, входит во внутреннюю полость заряда, центрирует его и с некоторым кольцевым зазором перекрывает эту полость, задерживая выход форса газов от воспламенителя в момент его срабатывания из внутренней полости заряда. В результате этого во внутренней полости заряда создается подпор давления, что способствует надежному воспламенению внутреннего свода порохового заряда.

В процессе горения заряда направляющий конус обеспечивает направленное движение потока газов из внутренней полости заряда в пространство между зарядом и цилиндрической поверхностью камеры сгорания, которые воспламеняют заряд с периферии. Далее происходит истечение газов через сопловые отверстия и раскрутка ротора.

Сферической формы углубление с радиальными пазами, выполненное на вершине направляющего конуса, служит для ограничения перемещения петарды бескаркасного электровоспламенителя и обеспечивает ее ориентировку по оси вращения ротора в момент схода с корпуса воспламенителя при срабатывании последнего, чем обеспечивается равномерный поджиг внутреннего свода заряда.

Благодаря центрирующим пояскам, выполненным на цилиндрической поверхности камеры сгорания, уменьшается теплопередача от воспламенившегося заряда на корпус ротора за счет сокращения в момент воспламенения поверхности контакта заряда с цилиндрической поверхностью камеры сгорания.

Конструкция предложенного ротора порохового гироскопа представлена на фиг. 1 , где изображен ротор в продольном сечении, на фиг. 2 показан направляющий выступ со сферическим углублением и радиальными пазами для направления потока газов.

Ротор порохового гироскопа содержит свинчивающиеся корпус 1 с сопловыми отверстиями 2 и центрирующим пояском 3, крышку 4 с направляющим конусом 5 и центрирующим пояском 3, образующие своими внутренними поверхностями цилиндрическую камеру сгорания, в которой свободно, без фиксации относительно корпуса, размещен пороховой заряд 6 цилиндрической формы. Во внутреннем канале цилиндрической шашки размещен пиротехнический электровоспламенитель 7, который ввертывается в резьбовое отверстие корпуса 1 и имеет в камере сгорания строго фиксированное положение. Ротор вращается на опорных подшипниках 8.

Работа описанной конструкции ротора порохового гироскопа заключается в следующем.

При срабатывании бескаркасного пиротехнического электровоспламенителя 7 петарда 9 сходит с последнего и за счет сферической формы углубления на направляющем конусе 5 ориентируется по оси вращения ротора. Образующиеся при этом пороховые газы от воспламенителя заполняют внутреннюю полость заряда, равномерно поджигая ее. При этом за счет того, что направляющий конус входит во внутреннюю полость заряда, частично перекрывает ее и одновременно центрирует заряд, образуя при этом подпор давления внутри канала заряда, чем обеспечивается его надежное воспламенение. В процессе обгорания торцев заряда пороховые газы направленно устремляются в зазор между цилиндрической поверхностью камеры сгорания и зарядом и поджигают последний с периферии. Образующиеся при этом газы истекают через сопловые отверстия, раскручивая ротор порохового гироскопа. Центрирующие пояски 3 ограничивают поверхность контакта воспламенившегося заряда с поверхностью камеры сгорания, уменьшает теплопередачу на массу ротора, надежно обеспечивая при этом полное сгорание заряда.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к конструкции противотанкового управляемого снаряда, в котором в качестве датчика угла крена используется пороховой гироскоп. Технический результат - повышение надежности работы гироскопа. Для этого в крышке ротора выполнен направляющий конус со сферическим углублением и радиальными пазами на вершине, перекрывающий внутренний канал заряда с электровоспламенителем, а соприкосновение внешней поверхности заряда с цилиндрической поверхностью камеры сгорания ограничено центрирующими поясками. 2 ил.

Ротор порохового гироскопа, содержащий корпус с сопловыми отверстиями и резьбовую крышку, внутренние поверхности которых образуют цилиндрическую камеру сгорания, в которой размещен пороховой заряд цилиндрической формы, во внутреннем канале которого установлен пиротехнический электровоспламенитель, отличающийся тем, что в крышке ротора выполнен направляющий конус со сферическим углублением и радиальными пазами на вершине, перекрывающий внутренний канал заряда с электровоспламенителем, а соприкосновение внешней поверхности заряда с цилиндрической поверхностью камеры сгорания ограничено центрирующими поясками.