СИГНАЛЬНОЕ СВЕТОЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2017 года по МПК F42B12/36 

Изобретение относится к инженерным устройствам, а именно к автономным сигнальным светозвуковым комплексам для охраны закрытых территорий путем распространения газообразных веществ, полученных в результате химических реакций от срабатывания заглубленных в грунт мин при натяжении скрытой в рельефе местности растяжки.

Уровень данной области техники характеризует автономное охранное устройство с сигнальной миной, описанной в Руководстве по материальной части и применению «Инженерные боеприпасы», книга первая, М., Воениздат, 1976 г., с. 185-187, рис. 137, предназначенное для минирования местности с целью оповещения о появлении нарушителей на охраняемой территории, кроме того, может быть использовано для имитации взрывов противопехотных мин на войсковых учениях или при киносъемках.

Это охранное устройство содержит в комплекте сигнальную мину с взрывателем марки МУВ, оснащенным чекой, к которой прикреплена через карабин проволочная растяжка с колышком на конце для фиксирования в грунте.

Мина устанавливается в грунте, а проволочная растяжка маскируется в складках рельефа без натяжения. После этого усики чеки распрямляют соосно отверстию базирования.

В тонкостенном корпусе мины установлены звуковой пиротехнический блок и блок из набора световых пиротехнических звездок, оснащенных пороховым вышибным зарядом на обтюрирующей картонной прокладке, которые обеспечивают продолжительность действия соответственно 8-10 с звукового сигнала и затем 10-12 с светового сигнала.

Высота вылета сигнальных звездок 5-25 м при слышимости и видимости сигналов на большом удалении.

В открытом трубчатом корпусе мины закреплена ниппельная втулка с дросселирующим осевым каналом, направленным на пиротехнический блок звукового действия.

Дросселирующая втулка в трубчатом корпусе установлена внатяг посредством прижима с резиновым уплотнителем.

В дросселирующей втулке под соосным подпружиненным бойком ударного механизма расположен взрыватель МУВ.

При натяжении проволочной растяжки чека выдергивается, освобождая подпружиненный боек, который инициирует осевой капсюль-воспламенитель взрывателя.

Форсом огня от сработавшего капсюля-воспламенителя, сформированного в дросселирующем канале втулки, воспламеняется пиротехническое снаряжение звукового блока.

Давлением газообразных продуктов горения пиротехнического снаряжения из корпуса вышибаются дросселирующая втулка с капсюлем и уплотнительное кольцо с прижимом, отбрасывая ударный механизм. В результате открытый торец корпуса освобождается для прохода высокоскоростного потока газообразных продуктов, которые генерируют звуковые колебания в форме свиста, являющегося звуковым сигналом несанкционированного проникновения на охраняемую территорию.

Затем при догорании звукового снаряжения воспламеняется примыкающая прослойка дымного ружейного пороха, воспламеняющая пиротехнический состав канальной световой звездки.

При горении световой звездки образуется газоаэрозоль, дисперсная фаза которого излучает в видимом диапазоне спектра яркий свет.

Тепловая энергия горения звездки через ее осевой канал прожигает картонный обтюратор и воспламеняет пороховую прослойку нижерасположенной световой звездки, повторяя вышеописанный процесс и дополнительно выполняя функции метания вышерасположенной звездки, которая вышибается из корпуса на заданную высоту, где догорает, формируя излучающее газоаэрозольное образование яркого свечения.

Таким образом, последовательно вышибаются все горящие звездки набора светового блока, формируя хорошо различимый световой сигнал, различимый в светлое время суток.

Недостатком описанного сигнального устройства является неудовлетворительная надежность функционирования из-за:

- образующегося разряжения в корпусе при вышибании инициирующего механизма, когда дестабилизируется горение звукового снаряжения или отрывается фронт его горения, в результате чего возможно полное затухание;

- нестабильной передачи теплового импульса между звуковым и световым блоками.

Отмеченные недостатки устранены в светозвуковом сигнальном устройстве по патенту RU на изобретение №2533780 C1, F42B 12/36, 2014 г., которое по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрано в качестве наиболее близкого аналога предложенному.

Известное светозвуковое сигнальное устройство содержит проволочную растяжку, связанную посредством чеки с ударным механизмом светозвуковой мины, закрепленным соосно капсюлю-воспламенителю на дросселирующей втулке.

Дросселирующая втулка опирается через монтажную поперечину на блок звукового пиротехнического снаряжения, примыкающего с обоих торцов к ресиверам.

Под нижним ресивером, снабженным примыкающей прослойкой воспламенительного заряда, в общем трубчатом тонкостенном корпусе расположен световой блок из набора пиротехнических канальных звездок, каждая из которых через картонный обтюратор взаимодействует с воспламенительной прослойкой.

Недостатком известного устройства является технологическая сложность сборки его сигнальной мины, с раздельно устанавливаемыми в ограни-

ченнный объем трубчатого корпуса структурными элементами узла инициирования, обеспечивая требуемую их взаимосвязь.

Через осевой огнепередаточный канал узла инициирования, по определению открытый, существует доступ атмосферной влаги к пиропороховому снаряжению мины, что снижает функциональную надежность охранного устройства и срок его эксплуатации.

Использование в каждой световой канальной звездке обтюрирующей картонной прокладки создает неизбежную временную задержку по их последовательному срабатыванию, что формирует дискретность облака светового излучения, недостаточно яркого свечения для видимости на удалении.

В сигнальных минах разных типоразмеров звуковой сигнал значительно отличается по высоте тона и резкости отрывистости звучания из-за неоптимизированного соотношения диаметра трубчатого корпуса и высоты свободного его объема с открытого торца после удаления блока инициирования.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности и показателей назначения светозвукового охранного устройства.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном сигнальном светозвуковом устройстве, содержащем капсюль-воспламенитель, соосный бойку ударного механизма, закрепленного в дросселирующей втулке, установленной на монтажной поперечине, под которой последовательно размещены в общем трубчатом тонкостенном корпусе звуковой блок пиротехнического снаряжения, примыкающего с обоих торцов к ресиверам, и снабженный воспламенительным зарядом световой блок из набора пиротехнических канальных звездок, снабженных вышибным зарядом в форме термочувствительных прослоек, согласно изобретению, термочувствительные прослойки вышибного заряда светового блока выполнены из дымного ружейного пороха и к его пиротехническим канальным звездкам примыкают непосредственно, дросселирующая втулка геометрически замкнута посредством резьбовой гайки на монтажной поперечине, которая через стопорное кольцо, образующее с соосным гофром корпуса замковое соединение, опирается на крышку звукового блока, оснащенного кольцевой диафрагмой из термочувствительного состава, при этом отношение высоты тонкостенного трубчатого корпуса от открытого торца до звукового блока включительно к его диаметру составляет не менее полутора.

Отличительные признаки предложенного технического решения модернизировали блок световых звездок, с выполнением свободного объема корпуса в виде ревербератора, обеспечив при срабатывании сигнальной мины повышение функциональности от светового цельного объемного сигнала, хорошо видимого и различимого на удалении до 300 м, так и звуковое действие с акустическим эффектом резкого отрывистого звучания, усиливающего сигнал тревоги, слышимый на большой дистанции.

Жесткая связь дросселирующей втулки с монтажной перемычкой посредством резьбовой гайки формирует автономный блок инициирования, который собирается отдельно от светозвуковой мины для установки в корпус при сборке, что упрощает и унифицирует серийную технологию.

При этом обеспечена возможность при сборке автоматически изолировать пиропороховое снаряжение мины.

Дополнительный узел, включающий крышку с уплотнительным кольцом, соосным поперечному гофру в тонкостенном корпусе, образует при сборке неразъемное в служебном обращении и в охранении уплотнение объема, в котором размещено снаряжение корпуса, что повышает функциональную надежность устройства в целом в течение более длительного срока службы.

Этот узел автоматически размыкается с корпусом под действием развиваемого давления генерируемых при горении снаряжения светового блока газообразных продуктов, передающих распределенную нагрузку на блок инициирования для вышибания его из корпуса, освобождая проход продуктам горения функционального снаряжения.

Примыкание термочувствительных прослоек, выполненных из дымного ружейного пороха как наиболее отработанного и надежного средства, непосредственно к канальным световым звездкам обеспечивает формирование газоаэрозольного образования, составленного практически без временных пауз из дискретных вспышек, излучающих в видимом диапазоне спектра цельного объемного светового сигнала, хорошо видимого и различимого на значительном удалении, до 300 м.

Оптимизированное отношение высоты корпуса от открытого торца до светового блока включительно к его диаметру, равное не менее полутора, обусловлено оптимизацией объема внутри тонкостенного корпуса, когда он работает генератором звукового сигнала, согласно теории распространения звуковых колебаний, в качестве ревербератора, в котором при струйном истечении газообразных продуктов горения снаряжения генерируется свист резкого отрывистого звучания и высокого тона - дополнительный звуковой эффект, как новое качество сигнального устройства.

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

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по автономным сигнальным устройствам охранения территорий, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности серийного изготовления светозвуковой мины с комплектующими растяжки на действующем пиротехническом производстве можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы, где изображено:

на фиг. 1 - схема сигнального светозвукового устройства;

на фиг. 2 - светозвуковая мина в продольном разрезе.

Автономно работающее сигнальное устройство охранения территорий (фиг. 1) содержит закрепленную на колышке 1 или естественной опоре проволочную растяжку 2, которая через карабин 3 подсоединена к чеке 4 ударного механизма 5, включающего подпружиненный боек 6, установленного на корпусе 7 инженерной мины, скрытно заглубленной в рельеф местности.

Подпружиненный боек 6 удерживается посредством чеки 4, положение которой фиксируется загнутыми ее усиками 8 на оболочку ударного механизма 5.

После установки сигнального устройства на охранение усики 8 чеки 4 разгибают, размещая их соосно сквозному отверстию базирования.

Ударный механизм 5 (фиг. 2) навинчен на дросселирующую втулку 9 и упирается на прижим 10 с уплотнительным кольцом 11, которое примыкает к монтажной поперечине 12.

В дросселирующей втулке 9 закреплен капсюль-воспламенитель 13 соосно бойку 6 ударного механизма.

Дросселирующая втулка 9 жестко связана посредством резьбовой гайки 14 с монтажной поперечиной 12, формообразуя блок инициирования автономной сборки, который устанавливается с открытого торца трубчатого корпуса 7 внатяг до упора в стопорное кольцо 15 крышки 16.

Стопорное кольцо 15 установлено на торце звукового блока 17, изолируя объем функционального пиропорохового снаряжения.

Стопорное кольцо 15 расположено симметрично поперечному гофру 18 корпуса 7, с которым образует замковое соединение, когда упруго деформируется при сжатии блоком инициирования до упора.

В блоке 17 находится звуковой пиротехнический заряд 19, покрытый кольцевой диафрагмой 20 из термочувствительного дымного ружейного пороха.

С обоих торцов звукового пиротехнического заряда 19 сформированы ресиверы 21 и 22 соответственно верхний под крышкой 16, взаимодействующий с кольцевой диафрагмой 20, и нижний, оснащенный прослойкой 23 огнепередаточного порохового заряда на инициирование светового блока 24.

Блок 24 выполнен из набора канальных звездок 25 светового пиротехнического состава, снизу покрытых прослойками 26 дымного ружейного пороха, чувствительного к тепловому импульсу, который дополнительно выполняет функции метательного заряда.

Дно блока 24 покрыто изолирующей мастикой 27.

Функционирует автономное охранное устройство следующим образом.

При несанкционированном проникновении на охраняемую территорию нарушитель при ходьбе ногой задевает скрытую проволочную растяжку 2, которую натягивает, извлекая чеку 4 из ударного механизма 5. При этом чека 4 освобождает подпружиненный боек 6.

Под действием боевой пружины ударного механизма 5 боек 6 стремительно перемещается вниз и накалывает капсюль-воспламенитель 13, установленный в дросселирующей втулке 9.

Форс пламени, образующийся при срабатывании капсюля-воспламенителя 13, обжимается в осевом канале дросселирующей втулки 9 и, прожигая картонную крышку 16, передается на кольцевую диафрагму 20 из пороха и открытую в центре поверхность звукового пиротехнического заряда 19, инициируя их горение.

Динамично генерируемые при торцевом горении заряда 19 газообразные продукты заполняют объем ресивера 21, поднимая давление в блоке 17, которым из трубчатого корпуса 7 вышибается блок инициирования совместно с ударным механизмом 5, открывая торец корпуса 7.

При этом на открытом торце корпуса 7 возникает скачок уплотнения, создающий давление, сопровождающееся резким звуковым эффектом высокого тона - свистом.

Объем открытой полости тонкостенного корпуса 7 с отношением высоты к диаметру не менее полутора функционирует как ревербератор, где происходит рассеяние отраженных звуковых волн с недостаточной длительностью реверберации, сопровождающееся акустическим эффектом резкого отрывистого звучания, усиливая звуковой сигнал тревоги, слышимый на дистанции, заметно большей по прототипу.

При догорании пиротехнического снаряжения 19 блока 17 воспламеняется чувствительная к тепловому импульсу прослойка 23 пороха в ресивере 22, которая инициирует горение с поверхности примыкающей световой канальной звездки 25.

По осевому каналу звездки 25 форс пламени передается на нижерасположенную прослойку 26 вышибного заряда, воспламеняя его. Газообразные продукты интенсивного горения пороховой прослойки 26 вышибают вышерасположенную горящую звездку 25 и воспламеняют пиротехнический состав следующей, нижерасположенной звездки 25, повторяя описанные действия последовательно до метания всего набора световых звездок 25 блока 24.

Продолжая гореть на воздухе, звездки 25 практически непрерывной цепью поднимаются на заданную высоту более 5 м, где формируют газоаэрозольное образование, излучающее в видимом диапазоне спектра (на длине волны 0,5-0,6 мкм) яркое световое излучение, которое может быть окрашено заданным цветом.

Дополнительный световой сигнал о несанкционированном нарушении охраняемой территории, различимый днем и в темное время суток, продолжительно освещает местность для поиска и задержания нарушителя.

Натурные испытания опытных образцов предложенного автономного охранного устройства показали надежность срабатывания светозвуковой мины от натяжения проволочной растяжки и повышенную эффективность основного действия по назначению, что позволяет рекомендовать его для охраны периметра закрытых территорий.

Изобретение относится к автономным сигнальным светозвуковым комплексам для охраны закрытых территорий путем распространения газообразных веществ, полученных в результате химических реакций от срабатывания заглубленных в грунт мин при натяжении скрытой в рельефе местности растяжки. Технический результат - повышение функциональности устройства за счет обеспечения светового цельного объемного сигнала, хорошо видимого и различимого на удалении до 300 м, и звукового сигнала с акустическим эффектом резкого отрывистого звучания, слышимого на большой дистанции. Устройство содержит капсюль-воспламенитель, соосный бойку ударного механизма, закрепленного в дросселирующей втулке, установленной на монтажной поперечине. Под этой поперечиной последовательно размещены в общем трубчатом тонкостенном корпусе звуковой блок пиротехнического снаряжения, примыкающего с обоих торцов к ресиверам, и снабженный воспламенительным зарядом световой блок из набора пиротехнических канальных звездок. Эти звездки снабжены вышибным зарядом в форме термочувствительных прослоек. Термочувствительные прослойки вышибного заряда светового блока выполнены из дымного ружейного пороха и к его пиротехническим канальным звездкам примыкают непосредственно. Дросселирующая втулка геометрически замкнута посредством резьбовой гайки на монтажной поперечине, которая через стопорное кольцо, образующее с соосным гофром корпуса замковое соединение, опирается на крышку звукового блока. Этот блок оснащен кольцевой диафрагмой из термочувствительного состава. Отношение высоты тонкостенного трубчатого корпуса от открытого торца до звукового блока включительно к его диаметру составляет не менее полутора. 2 ил.

Сигнальное светозвуковое устройство, содержащее капсюль-воспламенитель, соосный бойку ударного механизма, закрепленного в дросселирующей втулке, установленной на монтажной поперечине, под которой последовательно размещены в общем трубчатом тонкостенном корпусе звуковой блок пиротехнического снаряжения, примыкающего с обоих торцов к ресиверам, и снабженный воспламенительным зарядом световой блок из набора пиротехнических канальных звездок, снабженных вышибным зарядом в форме термочувствительных прослоек, отличающееся тем, что термочувствительные прослойки вышибного заряда светового блока выполнены из дымного ружейного пороха и к его пиротехническим канальным звездкам примыкают непосредственно, дросселирующая втулка геометрически замкнута посредством резьбовой гайки на монтажной поперечине, которая через стопорное кольцо, образующее с соосным гофром корпуса замковое соединение, опирается на крышку звукового блока, оснащенного кольцевой диафрагмой из термочувствительного состава, при этом отношение высоты тонкостенного трубчатого корпуса от открытого торца до звукового блока включительно к его диаметру составляет не менее полутора.