БАТАРЕЯ ФЕЙЕРВЕРОЧНЫХ ЛЕТАЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2008 года по МПК F42B4/08 

Изобретение относится к пиротехническим устройствам, а более конкретно к воздушным зрелищным фейерверочным ракетам с лопастями, которые применяются в группе для организации зрелищных, увеселительных мероприятий, иллюминации и сигнальных целей.

Уровень данной области техники характеризует фейерверочная батарея по патенту на полезную модель RU №1900 U1, F41В 5/00, 1996 г., содержащая корпус (основание), в котором закреплены фейерверочные изделия, последовательно связанные между собой огнепроводным шнуром.

Огнепроводный шнур пропущен через сквозные отверстия в корпусах изделий, где в форме петли или отрезков, попарно внахлест сложенных своими концами, примыкает к воспламенительному заряду.

Передача огневого импульса от одного изделия к другому в заданной технологической последовательности происходит в местах контакта стопинов ракет с общим огнепроводным шнуром.

Недостатком описанной батареи является неудовлетворительная функциональная надежность из-за возможных случаев невоспламенения отрезков огнепроводного шнура в местах их соединения, поскольку бронирующая оплетка затрудняет по определению передачу огневого импульса по боковой поверхности.

В случае, когда для коммутации ракет в батарее используется единый огнепроводный шнур, подводимый к воспламенительным зарядам в форме петли для повышения площади контакта, остается вероятность срыва фронта горения шнуров в момент старта изделия из-за резкого перепада давления и газодинамического воздействия высокоскоростной струи газообразных продуктов горения, способных погасить огнепроводный шнур.

Кроме того, продукты горения воспламенительных и реактивных зарядов, истекая в общий корпус основания, могут несанкционированно воспламенить коммутационный огнепроводный шнур, соединяющий изделия, а также непосредственно заряды последующих изделий в батарее, то есть всю огневую цепь. Это вызывает произвольное срабатывание изделий, нарушается технологический порядок и режим залпового, каскадного старта ракет и, следовательно, не обеспечивается заданный фейерверочный эффект.

Отмеченные недостатки устранены в батарее фейерверочных летающих изделий по патенту RU 2239775, F42В 4/04, 2003 г., которая по числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной батарее.

Известная батарея фейерверочных ракет содержит коробчатой формы основание, оснащенное дренажными каналами, которые смонтированы соосно сквозным запальным отверстиям в вертикально закрепленных на основании направляющих трубках. На распределенных по основанию направляющих трубках коаксиально установлены цилиндрические корпуса оперенных ракет, опираясь сопловой втулкой камеры сгорания шашки реактивного двигателя.

Воспламенительные заряды каждой ракеты размещены в трубчатой направляющей, на ее опоре, и последовательно соединены между собой огнепроводным шнуром, который проложен через сквозные запальные отверстия в трубчатой направляющей.

Огнепроводный шнур вертикальными петлями примыкает к воспламенительным зарядам, увеличивая площадь и время контакта для повышения надежности инициирования воспламенения.

Размещение инициирующего заряда вне ракеты упростило конструкцию последней, а, главное, обеспечило возможность управлять временем запуска изделий в батарее от различного форса горячих продуктов горения воспламенительных зарядов, отличающихся плотностью, составом, геометрией.

Надежность инициирования автономно установленных воспламенительных зарядов от петли огнепроводного шнура повышена за счет большей поверхности контакта и времени до нескольких секунд, чем это было возможно при размещении воспламенительного заряда в ограниченном объеме ракет.

Размещение огнепроводных шнуров в закрытом объеме коробчатого основания предотвращает прямое воздействие на них горячих продуктов сгорания шашки реактивного двигателя, исключая несанкционированные воспламенения.

Внешний вид батареи, все элементы коммуникации воспламенительных зарядов которой закрыты в коробке основания, имеет товарный вид.

Оснащение основания примыкающими к запальным отверстиям направляющих трубок дренажных каналов обеспечило непосредственный отвод в атмосферу горячих продуктов горения воспламенительных зарядов и шашки двигателя на старте, что предотвращает несанкционированное воспламенение огнепроводного шнура и зажигание коробчатого основания - несущего элемента батареи. При этом выбрасываемые через распределенные по периметру основания дренажные отверстия языки пламени создают дополнительный визуальный эффект старта ракет.

Однако недостатком известной батареи фейерверочных летающих изделий является неудовлетворительная несущая прочность листовой перемычки опоры при увеличенных воспламенительных зарядах, которые при этом могут выступать за габариты коробчатого основания, нарушая расчетную газодинамику запуска ракет в батарее. Это ограничивает диапазон технологического времени залпового старта ракет батареи.

В случае разрушения горизонтальной перемычки опоры, потери целостности от динамического воздействия избыточного давления газообразных продуктов горения последние прорываются под основание и нарушают устойчивость батареи, до ее опрокидывания, что недопустимо по правилам безопасности из-за произвольного направления старта ракет в окружении наблюдателей.

Изготовление опоры в виде цельного колпачка и жесткой конструкции коробчатого основания, которое закрыто крышкой, трудоемко, что увеличивает потребительскую стоимость батареи в целом.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности батареи фейерверочных летающих изделий при снижении ее себестоимости, а также расширение технологических возможностей применения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной батарее фейерверочных летающих изделий, содержащей коробчатой формы основание, оснащенное дренажными каналами, смонтированными соосно запальным отверстиям в закрепленных на основании вертикальных трубчатых направляющих, на которых коаксиально установлены цилиндрические корпуса летающих изделий, опираясь сопловой втулкой камеры сгорания шашки реактивного двигателя, воспламенительный заряд которой размещен в трубчатой направляющей, на ее опоре, при этом воспламенительные заряды изделий последовательно соединены огнепроводным шнуром, проложенным через сквозные запальные отверстия трубчатых направляющих, причем огнепроводный шнур вертикальными петлями примыкает к воспламенительным зарядам, согласно изобретению опоры воспламенительных зарядов выполнены сборными, горизонтальные перемычки которых из упругого материала уложены на торец отрезка трубки высотой 1/3-1/2 высоты коробчатого основания, стенки которого, упруго связанные с дном, геометрически замыкаются фланцем крышки основания.

Предложенное техническое решение дополнительно отличается тем, что коробчатое основание выполнено из общей листовой развертки, стенки которой отогнуты вдоль битов по периметру дна коробки и не связаны между собой.

Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности батареи при расширении технологических возможностей по использованию различных по массе и составу воспламенительных зарядов для регулирования времени запуска разных ракет в общем старте, а также упрощение конструкции структурных элементов с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Выполнение опор под воспламенительные заряды, размещенные в направляющих трубках, сборными: из отрезка трубки, закрытого сверху горизонтальной кружковой перемычкой, - принципиально упрощает технологию их изготовления, на порядок снижая трудоемкость.

Упругая перемычка опоры, свободно опирающаяся по периметру на торец трубки, примыкающей к направляющей, выполняет функции пластинчатой пружины, в которой гасятся динамические знакопеременные нагрузки от избыточного давления газообразных продуктов горения. В результате этого обеспечивая целостность горизонтальной перемычки опоры, перекрывающей направляющую трубку, и плотное ее прилегание к базирующему торцу опоры, что предотвращает прорыв продуктов горения из изолированной трубчатой направляющей и потерю устойчивости основания и батареи в целом.

Оптимизированный диапазон соотношения высоты опоры к высоте коробчатого основания гарантированно обеспечивает расположение различных воспламенительных зарядов в объеме основания, необходимое для нормального функционирования батареи.

Возможное регулирование высоты размещения опоры в направляющих расширяет возможности по применению различных воспламенительных зарядов как по составу, так и массе, соответственно с разными ракетами, совместно используемыми в одной батарее, что разнообразит фейерверочный эффект залпового запуска.

Изготовление коробчатого основания из одной листовой развертки посредством отгибания стенок, жестко связанных с дном, вдоль бигов по периметру дна коробки, при этом стенки остаются свободными и не связаны между собой, кроме упрощения технологии дает выигрыш при функционировании батареи, который заключается в том, что стенки, свободно помещенные под фланец крышки, избыточным давлением изнутри с усилием прижимаются к фланцам крышки, которые выполняют в динамике запуска функции бандажа, надежно сохраняя конструкционное единство основания и создавая повышенную несущую прочность.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - общий вид батареи;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;

на фиг.3 - вид Б на фиг.2;

на фиг.4 - развертка основания (без крышки), аксонометрия.

Фейерверочная батарея сформирована группой сблокированных летающих изделий 1, в частности зрелищных реактивных ракет, оснащенных пиротехническим наполнением (условно не показано) и лопастями 2 аэродинамической стабилизации на полете, закрепленными на хвостовике цилиндрического трубчатого корпуса 3, которые вертикально смонтированы на трубчатых направляющих 4 основания 5.

Цилиндрический корпус каждой ракеты 1 коаксиально установлен на трубчатой направляющей 4, на торец которой опирается посредством сопловой втулки 6, смонтированной на выходе камеры 7 сгорания реактивной шашки 8.

Трубчатые направляющие 4 расположены вертикально и закреплены в коробчатом основании 5, закрытом крышкой 9, имеющей габаритные фланцы.

Со стороны основания 5 направляющие 4 закрыты опорами 10 под воспламенительные заряды 11, которые связаны общим огнепроводным шнуром 12, примыкающим в форме вертикальной петли к воспламенительному заряду 11.

Огнепроводный шнур 12 проложен через сквозные запальные отверстия 13 в направляющих 4, а свободный или оба конца шнура 12 выведены через монтажную втулку 14 крышки 9 наружу для удобного доступа при воспламенении его от открытого огня с одной или двух соответственно сторон цепочки сблокированных в группу ракет 1.

Опоры 10 выполнены сборными (фиг.3): упругая перемычка 15 уложена на торец обрезка трубки 16 определенной высоты, прикрепленной к направляющей 4.

Высота отрезка трубок 16 выбирается в оптимизированном диапазоне 1/3-1/2 высоты коробчатого основания 5, чтобы различные по составу, плотности и массе воспламенительные заряды 11 гарантированно располагались в его объеме.

Конструктивной особенностью основания 5 является его выполнение из одной листовой развертки (фиг.4), при отгибании стенок 17 вдоль бигов 18 которой формируется коробка. Автономные стенки 17, упруго связанные с дном 19, пространственно свободны и между собой не связаны, а в сборе геометрически замыкаются фланцем крышки 9, который пространственно оформляет основание 5 в несущую конструкцию, а, главное, выполняет функции бандажа при работе батареи.

При избыточном давлении внутри основания 5, создаваемого газообразными продуктами горения воспламенительного заряда 11 и при старте реактивной шашки 8, стенки 17 прижимаются к фланцу крышки 9, образуя неразъемное соединение - основание 5.

В технологических отверстиях стенок 17 основания 5 соосно запальным отверстиям 13 направляющих 4 закреплены трубки 20, выполняющие функции дренажных каналов основания 5.

Инициирование горения огнепроводного шнура 12 со свободного конца осуществляют от спички, пламени зажигалки и т.п. Тепловым импульсом зажигается воспламенительный заряд 11, форс горячих газообразных продуктов горения которого по трубчатой направляющей 4 подается к шашке 8 и воспламеняет ее.

Часть продуктов горения истекает через запальное отверстие 13 в примыкающую дренажную трубку 20, через которую выводится за стенки 17 наружу, создавая красивый зрелищный эффект старта. При этом бронированный с поверхности шнур 12 не воспламеняется на участке между ракетами 1, а горит внутри заданное время, последовательно инициируя заряды 11 как это описано выше, передавая тепловой импульс через запальные отверстия 13 в направляющих 4.

Воспламенение реактивной шашки 8 осуществляется дистанционно средствами газодинамики, надежно и стабильно через изолированную трубчатую направляющую 4, без контакта с огнепроводным шнуром 12.

Запуск двигателей ракет 1 продуктами горения воспламенительных зарядов позволяет управлять временем воздействия от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, что позволяет широко варьировать каскадным запуском разных ракет 1 в батарее.

Разное время горения воспламенительных зарядов 11 и их термодинамические характеристики позволяют использовать в единой конструкции разные летающие изделия, что упрощает технологию сборки различного фейерверочного эффекта батареи, применяя унифицированные элементы сборочных единиц.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления батареи фейерверочных ракет можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Испытания опытных образцов предложенной конструкции батареи подтвердили состоятельность предположений о повышении функциональной надежности устройства и расширении технологических возможностей варьирования воспламенительными составами для совместного запуска разных ракет в одной батарее. При этом снижается потребительская стоимость товарной продукции, которая рекомендована к промышленному серийному производству.

Предложенное техническое решение обеспечило повышение функциональной надежности батареи при расширении технологических возможностей по использованию различных по массе и составу воспламенительных зарядов для регулирования времени запуска разных ракет с общим стартом, а также упрощение конструкции структурных элементов с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Изобретение относится к пиротехническим устройствам. Батарея фейерверочных летающих изделий содержит коробчатой формы основание, оснащенное дренажными каналами, смонтированными соосно запальным отверстиям в закрепленных на основании вертикальных трубчатых направляющих, на которых коаксиально установлены цилиндрические корпуса летающих изделий, опираясь сопловой втулкой камеры сгорания шашки реактивного двигателя, воспламенительный заряд которой размещен в трубчатой направляющей, на ее опоре. Воспламенительные заряды изделий последовательно соединены огнепроводным шнуром, проложенным через сквозные запальные отверстия трубчатых направляющих, причем огнепроводный шнур вертикальными петлями примыкает к воспламенительным зарядам. Опоры воспламенительных зарядов выполнены сборными, горизонтальные перемычки которых из упругого материала уложены на торец отрезка трубки высотой 1/3...1/2 высоты коробчатого основания, стенки которого, упруго связанные с дном, геометрически замыкаются фланцем крышки основания. Повышается функциональная надежность батареи и упрощается конструкция структурных элементов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Батарея фейерверочных летающих изделий, содержащая основание коробчатой формы, оснащенное дренажными каналами, выполненными соосно запальным отверстиям в закрепленных на основании вертикальных трубчатых направляющих, на которых коаксиально установлены цилиндрические корпуса летающих изделий, опираясь сопловой втулкой камеры сгорания шашки реактивного двигателя, воспламенительный заряд которой размещен в трубчатой направляющей на ее опоре, при этом воспламенительные заряды изделий последовательно соединены огнепроводным шнуром, проложенным через сквозные запальные отверстия трубчатых направляющих, причем огнепроводный шнур вертикальными петлями примыкает к воспламенительным зарядам, отличающаяся тем, что опоры воспламенительных зарядов выполнены сборными, горизонтальные перемычки которых из упругого материала уложены на торец отрезка трубки высотой 1/3÷1/2 высоты коробчатого основания, стенки которого, упругосвязанные с дном, геометрически замыкаются фланцем крышки основания.2. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что коробчатое основание выполнено из общей листовой развертки, стенки которой отогнуты вдоль бигов по периметру дна коробки и не связаны между собой.