ВЗРЫВНОЙ ТРУБЧАТЫЙ УСКОРИТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК F41F1/00 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено, в частности, для высокоскоростного метания твердых тел (устойчивые к большим перегрузкам), и может быть использовано для лабораторных исследований, испытаний материалов в области высоких динамических давлений, при разработке конструкций противометеоритной защиты и защиты от высокоскоростных осколков, при проведении буровых работ, в отраслях двойного, оборонного (стрелковое оружие крупного калибра; ствольная, реактивная артиллерия, ракеты от ПТУР до МБР) и космического назначения в широком диапазоне.

Известные устройства (взрывные трубчатые ускорители ВТУ (а. с. РФ 2072501, МПК F 42 В 1/02) для метания позволяют разгонять твердые тела размером 0,1-10 мм, с соотношением веса заряда и веса метаемого тела 500-100000, до скоростей 8-14 км/с.

К недостаткам подобных устройств следует отнести достаточно большой расход ВВ. Кроме того, сильное воздействие продуктов сгорания на метаемое тело, что приводит к его значительной деформации и возможному разрушению в процессе разгона. К тому же, используемые принципы метания от 1000 м/с не позволяют применять метаемые тела значительно превышающие по весу и размеру лабораторные характеристики. Значительная длина канала разгона (труба) для метаемых тел размерами значительно больше лабораторных. Незначительная дальность траектории полета метаемого тела после выхода из канала разгона.

Задачей изобретения является создание нового типа взрывного трубчатого ускорителя (далее ВТУ), который позволит повысить вес и объем метаемого тела и снизить вес метательного заряда по отношению к весу метаемого. Увеличить дальность полета после выхода из канала разгона при меньшей длине канала разгона.

Технический результат, который может быть получен при его использовании, заключается в том, что повышаются параметры метаемого тела (вес, объем), т. е. увеличивается масса и объем метаемого тела до уровня широкого использования (грамм, кг., тонна), увеличивается скорость метания (от 1000 м/с в нижних слоях атмосферы) и дальность полета (тяжелых) тел; снижаются вес и объем метательного заряда по отношению к весу и объему метаемого тела, уменьшается длина канала разгона (труба), что позволяет строить ВТУ компактно.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым взрывным трубчатым ускорителем (ВТУ) горючего вещества (метательного заряда), включающим метательный заряд с электровоспламенителями, пластину замыкания контактов, метаемое тело и полый стакан из металла, являющегося стволом для его разгона, глубина которого соответствует условию
L = L_(зар) + L_(пл) + РL_(мет) + L_(сгор)
L - общая длина канала разгонной трубы (глубина стакана);
L_(зар) - длина оболочки метательного заряда;
L_(пл) - толщина пластины замыкания;
L_(мет) - длина метаемого тела;
L_(сгор) - длина канала, соответствующая полному сгоранию горючего вещества;
Р - коэффициент от 2 до "С" для стабилизации полета метаемого тела;
"С" - давление продуктов полного сгорания горючего вещества от воспламенителей в количестве n, соответствующее давлению при полном сгорании данного горючего вещества от одного воспламенителя
с изолированным контактом (клемма) в центре дна, метательного заряда в герметической металлической оболочке под внутренний диаметр стакана с двумя противоположными изолированными контактами (клеммы), внутри оболочки располагаются электровоспламенители, соответствующие условию скорости горения
n<n(s); n(s) = V/V(m); n = n(s)-n(s)К
где n - количество электровоспламенителей;
n(s) - количество электровоспламенителей, соответствующих взрыву;
s - скорость горения, соответствующая взрыву;
V(m) - объем возгорания метательного заряда от одного электровоспламенителя в единицу времени;
V - объем всей оболочки метательного заряда;
К - коэффициент от 0,4~0,9 устанавливается в зависимости от решаемых задач.

Для одновременного инициирования электровоспламенители соединены в электрическую цепь и выведены на клеммы, между метаемым телом и оболочкой располагается пластина замыкания контактов под внутренний диаметр стакана. Характеристики ВТУ варьируются в зависимости от решаемых задач, путем изменения всех элементов конструкции, завязанных в единое целое.

В предлагаемом ВТУ разгон метаемого тела осуществляется благодаря заполнению трубы (ствола) метательным зарядом с несколькими воспламенителями, что позволило повысить скорость метания при сжатии расхода метательного заряда (уменьшении отношения веса заряда горючего вещества к весу тела), уменьшить длину канала разгона (труба), увеличить размеры и вес метаемого тела, увеличить длину траектории полета после выхода из канала разгона.

Сущность предлагаемого ВТУ показана на чертеже. BTУ состоит из полого металлического стакана (8) с изолированным контактом в центре дна (9), метательного заряда (2) в металлической оболочке (1) под внутренний диаметр стакана (8) с двумя противоположными изолированными контактами (5). Внутри металлической оболочки размещены электровоспламенители (3), соединенные электроцепью (4). Между метаемым телом (7) и оболочкой с горючим веществом располагается пластина замыкания контактов (6).

Метаемое тело (7) разгоняется в металлическом стакане (8) с помощью метательного заряда (2), конструкция которого обеспечивает полное сгорание горючего вещества от воспламенителей (3), при котором устройство ВТУ еще не разрушается из-за взрыва от перегрузки давления.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После подачи электроэнергии на ВТУ с помощью последовательно соединенных электровоспламенителей (3) происходит одновременное воспламенение горючего вещества (2) в корпусе заряда (1). Внутри стакана (8) создается давление, соответствующее условию скорости горения. Продукты горения горючего вещества представляют собой газ, сжатый до высокой плотности, который, расширяясь, давит на стакан (8) и пластину замыкания контактов (6), прилегающую к метаемому телу (7). Под давлением газов пластина замыкания контактов (6) приходит в движение, в свою очередь толкая перед собой метаемое тело (7). Метаемое тело (7), двигаясь по каналу трубы (стакан (8)), разгоняется. К моменту выхода метаемого тела (7) из корпуса стакана (8) метательный заряд (2) полностью сгорает. На срезе стакана (8) метаемое тело (7) имеет максимальную скорость движения.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для высокоскоростного метания твердых тел. Взрывной трубчатый ускоритель состоит из полого металлического стакана с изолированным контактом в центре дна, метательного заряда и электровоспламенителей, соединенных электроцепью, в металлической оболочке с двумя противоположными изолированными контактами, метаемого тела и пластины замыкания контактов. Полый стакан, являющийся стволом, является местом размещения и разгона метаемого тела. Изобретение направлено на увеличение дальности полета метаемого тела и снижение веса метательного заряда. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Взрывной трубчатый ускоритель, содержащий метательный заряд, средство его инициирования, метаемое тело и металлический полый стакан, являющийся стволом для его разгона, отличающийся тем, что метательный заряд помещен в герметическую металлическую оболочку, имеющую два противоположных изолированных контакта и размещенную под внутренний диаметр полого металлического стакана, средство инициирования выполнено в виде расположенных внутри металлической оболочки, соединенных в электроцепь, электровоспламенителей, выведенных на противоположные изолированные контакты металлической оболочки, при этом ускоритель оснащен пластиной замыкания контактов. 2. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что пластина замыкания контактов размещена между метаемым телом и герметической металлической оболочкой внутри полого стакана.