ЭЛЕКТРОКАПСЮЛЬНАЯ ВТУЛКА Российский патент 2004 года по МПК F42C19/08 

Изобретение относится к конструктивным элементам электрических воспламенителей боеприпасов, инициирующих метательный заряд, и может быть использовано в малокалиберных артиллерийских снарядах.

Уровень техники данной области характеризует выбранный в качестве наиболее близкого аналога, по технической сущности и числу совпадающих признаков, электрокапсюльная втулка по патенту России 2074385, F 42 C 19/12, 1997 г., используемая для воспламенения твердотопливного заряда ракетного двигателя снарядов залпового огня.

Известная электрокапсюльная втулка содержит воспламенительный заряд, помещенный в колпачке, который посредством завальцовки открытого торца корпуса геометрически замкнут и прижат к дисковому электроду, связанному мостиком накаливания с нижним дисковым электродом, между которыми установлена электроизоляционная прокладка и находится термочувствительный инициирующий состав.

Верхний дисковый электрод подключен к корпусу, а нижний дисковый электрод взаимодействует с центральным токовводом, который посредством втулки изолирован от корпуса.

К нижнему дисковому электроду примыкает размещенный внутри разделительной изоляционной втулки токопроводящий стакан, установленный с зазором от центрального токоввода. В стакане смонтирован с возможностью свободного продольного перемещения контактный цилиндрический замыкатель.

В торцах центрального токоввода и контактного замыкателя, обращенных друг к другу, запрессованы постоянные магниты, ориентированные одноименными полюсами навстречу, что в горизонтальном положении направляющих пусковых установок, где установлены ракеты, под действием отталкивающей силы магнитов гарантированно исключается контакт замыкателя с центральным токовводом.

Этим предотвращается самопроизвольный сход ракет, в частности под воздействием атмосферного электричества, и обеспечивается безопасность при эксплуатации систем залпового огня на боевом дежурстве, противоградовых и -лавинных ракет за счет исключения несанкционированного их срабатывания.

Электрическая цепь электрокапсюльной втулки замыкается, когда при заданном угле возвышения направляющих или ствола гравитационная сила массы контактного замыкателя превысит отталкивающую силу магнитов. При этом замыкатель взаимодействует с центральным токовводом и сохраняет связь с нижним дисковым электродом через неподвижный направляющий стакан.

Продолжением достоинств известного устройства являются присущие недостатки, ограничивающие технологические возможности по использованию описанной электрокапсюльной втулки в малокалиберных артиллерийских снарядах, где лимитирован внутренний объем для размещения гравитационно-магнитного механизма взведения дополнительной ступени предохранения, которая не имеет возможности вовремя сработать из-за высокой скорострельности автоматического оружия.

Это снижает функциональную надежность боеприпасов.

Кроме того, горячие газообразные продукты горения инициирующего состава воспламенительного и метательного зарядов через неизбежные зазоры в подвижном соединении контактного замыкателя с направляющим стаканом прорываются в затвор артиллерийского оружия, где выводит из строя его электроконтактное устройство и механизмы, что недопустимо. При этом из-за падения давления в стволе развивается метательный импульс, недостаточный для заданной дальности стрельбы.

При опытных стрельбах 30-мм патронами, оснащенными электрокапсюльной втулкой аналогичной конструкции, на температурах минус 40-60°С выявлены случаи высокого давления, в полтора раза превышающих допустимый максимум, причиной чему установлена повышенная масса воспламенительного состава в штатном колпачке.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченных недостатков, а именно повышение функциональной надежности электрокапсюльной втулки более простой конструкции для безопасного использования в малокалиберных артиллерийских снарядах при стрельбе из автоматического оружия.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной электрокапсюльной втулке, содержащей воспламенительный заряд, помещенный в колпачке, который посредством завальцовки открытого торца корпуса геометрически замкнут и прижат к дисковому электроду, связанному мостиком накаливания инициирующего состава с нижним дисковым электродом, взаимодействующим с центральными токовводом, изолированным втулкой от корпуса, причем между дисковыми электродами установлена прокладка из нетоковедущего материала, согласно изобретению, колпачок воспламенительного заряда выполнен сужающимся книзу, преимущественно ступенчатого профиля, а центральный токоввод снабжен обтюрирующим фланцем, который примыкает к нижнему дисковому электроду непосредственно.

Отличительные признаки обеспечили расширение технологических возможностей по использованию более простой конструкции электрокапсюльной втулки в малокалиберных артиллерийских снарядах и повышение функциональной надежности при стрельбе из автоматического оружия во всем заданном диапазоне температур эксплуатации.

Выполнение колпачка, где размещен воспламенительный заряд, сужающимся книзу позволило в неизменных габаритах посадочного гнезда корпуса электрокапсюльной втулки разместить навеску заряда меньшей массы, динамичный тепловой импульс которой обеспечивает воспламенение пороха из центра по всей высоте метательного заряда в гильзе и малоградиентное по давлению его горения, в частности на минусовых температурах.

Ступенчатый профиль колпачка является технологически более предпочтительным для реализации при заполнении воспламенительным зарядом разной расчетной массы в различных патронах с неизменной насыпной плотностью, обеспечивающей необходимую скорость его горения.

Непосредственное примыкание центрального токоввода к нижнему дисковому электроду, без промежуточных элементов между ними, упрощает конструкцию электрокапсюльной втулки, пригодной для использования в оружии с высоким темпом стрельбы, в которой исполни тельная электрическая схема изначально готова для срабатывания от запускающего импульса электроконтактного узла автоматики пушки при выстреле.

Оснащение центрального токоввода обтюрирующим фланцем контакта с нижним дисковым электродом, который служит механическим отражателем горячих газообразных продуктов горения пиротехнических составов электрокапсюльной втулки и пороха метательного заряда патрона, сохраняя целостность изоляционной втулки в течение времени выстрела, позволяет гарантированно предотвратить их прорыв в затвор оружия.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть для решения поставленной в изобретении задачи не суммой эффектов, а сверхэффектом суммы признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретения явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного выпуска этих электрокапсюльных втулок можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично в разрезе показана предложенная электрокапсюльная втулка.

В токоведущем корпусе 1, снабженном резьбой для вкручивания в дно гильзы, снаряженной пороховым метательным зарядом (условно не показано), через полимерную втулку 2 установлен центральный токоввод 3, снабженный обтюрирующим фланцем 4, который примыкает к нижнему дисковому электроду 5. На электрод 5 через картонную изоляционную прокладку 6 опирается верхний дисковый электрод 7 с осевым отверстием, где помещен мостик 8 накапливания, концами прикрепленный к обоим электродам 5, 7 и залитый термочувствительным инициирующим составом 9 марки ТНРС.

Инициирующий состав 9 примыкает к воспламенительному заряду 10, заполняющему колпачок 11, выполненный ступенчатой формы. Колпачок 11 большим диаметром установлен в посадочном гнезде 12 корпуса 1, а торцем ступени меньшего диаметра, в котором имеется отверстие, соосное составу 9, опирается на верхний дисковый электрод 7.

Так в электрокапсюльной втулке для 30-мм снаряда за счет выполнения колпачка 11 ступенчатой формы экспериментальным путем отработан оптимальный объем, где размещается навеска воспламенительного заряда 0,55 г против 0,64 г в штатном снаряде при равной насыпной плотности. При этом исключены присущие последнему выскоки максимального давления в канале ствола и обеспечены стабильные баллистические характеристики снаряда.

Для других калибров снарядов и марок пороха метательного заряда определены геометрические соотношения высоты ступеней колпачка 11 и диаметр меньшей его ступени при неизменном диаметре большей ступени, равном посадочному гнезду 12 корпуса 1, что обеспечило универсальность предложенной электрокапсюльной втулке.

Воспламенительный заряд 10 сверху закрыт фольговой чашечкой 13, зафиксированной по периферии сверху буртиком колпачка 11, на который завальцован открытый торец корпуса 1, формируя выходное отверстие 14 коммуникации с метательным зарядом гильзы в сборе.

Таким образом колпачок 11 в корпусе 1 геометрически замкнут и прижат к верхнему электроду 7, а нижний электрод 5 соответственно прижат к фланцу 4 центрального токоввода 3, чем обеспечивается надежный электрический контакт структурных элементов.

Оба изолированных прокладкой 6 дисковых электрода 5 и 7 укреплены во втулке 2, и при этом нижний электрод 5 примыкает к центральному токовводу 3, а верхний электрод 7 посредством колпачка 11 связан с токоведущим корпусом 1.

При выстреле через боек пушки на центральный токоввод 3 подается электрический ток напряжением 26 В, при этом на мостике 8 накапливания возникает разность потенциалов с выделением тепла, отчего воспламеняется термочувствительный состав 9, импульсом которого воспламеняется заряд 10. Форс горячих газообразных продуктов горения заряда 10 прожигает чашечку 13 и через отверстие 14 воспламеняет пороховой метательный заряд в гильзе патрона, который безградиентно горит в диапазоне температур +50°С, обеспечивая стабильные баллистические характеристики снарядам.

При этом в течение времени выстрела 6 мс обтюрирующий фланец 4 центрального токоввода 3 отражает, направляя к выходному отверстию 14, газообразные продукты горения воспламенительного заряда 10, исключая прямой их контакт с полимерной втулкой 2 корпуса 1, и также препятствует прорыву назад пороховых газов сгорающего в гильзе метательного заряда.

В результате предложенных усовершенствований электрокапсюльной втулки повысилась функциональная надежность изделия в целом.

Изобретение относится к конструктивным элементам электрических воспламенителей боеприпасов. Сущность изобретения заключается в том, что электрокапсюльная втулка содержит воспламенительный заряд, помещенный в колпачке, который посредством завальцовки открытого торца корпуса геометрически замкнут и прижат к дисковому электроду, связанному мостиком накаливания инициирующего состава с нижним дисковым электродом, взаимодействующим с центральным токовводом, изолированным втулкой от корпуса, причем между дисковыми электродами установлена прокладка из нетоковедущего материала. При этом колпачок воспламенительного заряда выполнен сужающимся книзу, преимущественно ступенчатого профиля, а центральный токоввод снабжен обтюрирующим фланцем, которым примыкает к нижнему дисковому электроду непосредственно. Техническим результатом является повышение надежности электрокапсюльной втулки при стрельбе из автоматического оружия. 1 ил.

Электрокапсюльная втулка, содержащая воспламенительный заряд, помещенный в колпачке, который посредством завальцовки открытого торца корпуса геометрически замкнут и прижат к дисковому электроду, связанному мостиком накаливания инициирующего состава с нижним дисковым электродом, взаимодействующим с центральным токовводом, изолированным втулкой от корпуса, причем между дисковыми электродами установлена прокладка из нетоковедущего материала, отличающаяся тем, что колпачок воспламенительного заряда выполнен сужающимся книзу, преимущественно ступенчатого профиля, а центральный токоввод снабжен обтюрирующим фланцем, которым примыкает к нижнему дисковому электроду непосредственно.