УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F42B3/10 

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в конструкциях воспламенительных устройств 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 (Вспомогательные системы ракетно-космической техники. М.: Мир, 1970, с.100-102), на герметизации объема после инициирования за счет расплавления стенки поджигающего канала (Патент США №3713392, кл. F42B 3/10, 1973), на смятии вставки с перекрытием сквозного отверстия (Патент США №3789764, кл. F42B 3/10, 1974), на передаче инициирующего импульса ударной волной через герметизирующую стенку (Патент Франции №2569265, кл. F42B 3/10, 1986; Патент ФРГ №3629371, кл. F42C 9/10, 1987; Патент РФ №2210722, кл. F42B 3/10, опубл. 20.08.2003).

Введение электровводов с мостиком накаливания в замкнутый объем является технологически сложной конструкцией. Недостатком перекрытия сквозного отверстия является невысокая надежность герметизации после срабатывания. К недостаткам передачи инициирующего импульса ударной волной, генерируемой в герметизирующей преграде зарядом ВВ, можно отнести использование взрывчатых веществ, что повышает требования к технике безопасности при изготовлении и эксплуатации воспламенителей.

Наиболее близким техническим решением является передача горения через преграду (Патент РФ №2110038, кл. F42B 3/10, опубл. 27.04.98). В этом решении два соосных канала разделены преградой. В одном канале располагается разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд. Данное устройство имеет небольшие габаритно-массовые характеристики и время передачи инициирующего импульса менее 100 мс, обеспечивает надежную герметизацию после срабатывания устройства и безопасно при изготовлении и эксплуатации.

Недостатком известного устройства является незащищенность неразрушаемой преграды от возможного воздействия жидких высокотемпературных продуктов сгорания, которые могут образовываться при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении воспламенительного заряда, например, при инерционных воздействиях. Это отрицательно сказывается на надежности устройства.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей.

При использовании изобретения достигается следующий технический результат:

- надежность устройства при инерционных воздействиях;

- сохранение герметичности после срабатывания устройства;

- небольшие габаритно-массовые характеристики устройства;

- время передачи инициирующего импульса 60-100 мс.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата предлагается устройство, состоящее из расположенных в корпусе двух соосных каналов, разделенных преградой, в одном из которых расположен разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд, выполненные из пиротехнических составов. Согласно изобретению воспламенительный заряд разделен на два элемента, между которыми установлен передающий заряд из пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания. Элементы воспламенительного состава могут быть выполнены из разных пиротехнических составов.

Защита преграды в предлагаемом устройстве осуществляется разделением воспламенительного заряда на два элемента, между которыми устанавливается передающий заряд из малогазового пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания. При инерционных воздействиях происходит отбрасывание в сторону неразрушаемой преграды жидких высокотемпературных продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении самого воспламенительного заряда. Преграда при этом подвергается дополнительному тепловому воздействию, что снижает ее прочностные характеристики. Разделение воспламенительного заряда на два элемента и установка между ними передающего заряда из пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания, позволяет перекрывать доступ к неразрушаемой преграде жидких высокотемпературных продуктов сгорания. Это повышает надежность устройства, сохраняет работоспособность при инерционных воздействиях.

Таким образом осуществляется защита неразрушаемой преграды образующимися при горении передающего заряда твердыми продуктами сгорания.

Схема предлагаемого устройства для инициирования представлена на фиг.1.

В корпусе 1 расположены последовательно на одной оси канал 2 под разогревающий заряд 3, неразрушаемая преграда 4 и канал 5 под воспламенительный заряд, который разделен на два элемента 6 и 6', между которыми установлен передающий заряд 7 (см. чертеж), образующий при горении твердые продукты сгорания. При этом неразрушаемая преграда 4 может быть любой формы (полусферической, усеченноконической, цилиндрической или плоской, как в прототипе). Твердые продукты сгорания, образующиеся при горении передающего заряда 7, обеспечивают при инерционных воздействиях защиту преграды 4 от проникновения жидких продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении самого воспламенительного заряда.

Устройство работает следующим образом. При подаче инициирующего импульса (на чертеже показано стрелкой) на разогревающий заряд 3 он сгорает, и его продукты сгорания за счет контакта с преградой 4 разогревают ее до температуры выше температуры воспламенения первого элемента 6 воспламенительного заряда, что приводит к его воспламенению. Затем от элемента 6 воспламенительного заряда воспламеняется передающий заряд 7, образующий в процессе горения твердые продукты сгорания и от которого воспламеняется второй элемент 6' воспламенительного заряда. Таким образом осуществляется передача огневого импульса через неразрушаемую преграду 4 с ее защитой при инерционных воздействиях от жидких продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов либо при горении второго элемента 6' воспламенительного заряда.

Примером конкретного выполнения может являться устройство, в котором канал 2 под разогревающий заряд 3 снаряжен разогревающим пиротехническим составом на основе KClO₄, Ti и Al с плотностью 2,9 г/см³, высотой 2,5 мм. Глухой цилиндрический канал 5 под первый элемент 6 воспламенительного заряда снаряжен воспламенительным пиротехническим составом на основе Pb₃O₄, Zr и MoS₂ с плотностью 4,8 г/см³, высотой 1,5 мм. Толщина неразрушаемой стальной преграды 4 составляет 1 мм. Передающий заряд 7 снаряжен составом на основе WO₃, Ti и MoS₂ с плотностью 4,5 г/см³, высотой 3 мм. Второй элемент 6' воспламенительного заряда снаряжен составом на основе CuO и Al с плотностью 4,0 г/см³, высотой 4 мм. Испытания проводились при воздействии инерционных перегрузок. Для элементов 6 и 6' воспламенительного заряда были выбраны разные пиротехнические составы, и сечение канала под заряд 7 и элемент 6' было в 9 раз больше, чем сечение канала под элемент 6, чтобы наглядно проверить эффективность защиты преграды продуктами сгорания передающего заряда 7.

Работоспособность данного устройства конкретного выполнения при инерционных воздействиях (более 10 g) в направлении от второго элемента 6' воспламенительного заряда к преграде 4 подтверждена экспериментально. В опытах было установлено, что времена срабатывания данных устройств составили 60-80 мс, в канале 5 под первый элемент 6 воспламенительного заряда отсутствуют продукты сгорания второго элемента 6' воспламенительного заряда. Это позволило устранить термоудар по неразрушаемой преграде 4 со стороны канала 5, приводящий к образованию микротрещин в преграде 4 и ее перегреву, что существенно снижает прочностные характеристики устройства.

Использование предлагаемого устройства для инициирования обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества:

- повышенную надежность устройства при инерционных воздействиях;

- достижение времени срабатывания устройства 60-100 мс;

- сохранение герметичности после срабатывания устройства;

- небольшие габаритно-массовые характеристики устройства.

Устройство предназначено для использования в пиротехнике, в конструкциях воспламенителей для инициирования горения различных веществ в герметичном объеме. Устройство состоит из расположенных в корпусе двух соосных каналов, разделенных преградой, в одном из которых расположен разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд, выполненные из пиротехнических составов. Воспламенительный заряд разделен на два элемента, между которыми установлен передающий заряд из малогазового пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания. Достигается повышение надежности при воздействии инерционных перегрузок, компактность и безопасность при изготовлении и эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для инициирования, содержащее металлический корпус с двумя соосными глухими каналами, разделенными неразрушаемой преградой, в одном канале расположен высококалорийный разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд, оба заряда выполнены из пиротехнических составов, отличающееся тем, что воспламенительный заряд выполнен в виде двух соосных элементов, а между ними установлен передающий заряд из пиротехнического состава, образующего твердые продукты сгорания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элементы воспламенительного заряда выполнены из разных пиротехнических составов.