ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ Российский патент 2018 года по МПК F42C19/08 

Изобретение относится к инициирующим средствам, а более конкретно к конструктивным средствам воспламенения снаряжения основных зарядов различного функционального назначения.

Уровень данной области техники характеризует воспламенитель дымовых патронов, мин, фейерверков и прочих предельно не нагруженных зарядов, описанный в патенте на изобретение №2275957, F42C 9/10, B01J 7/00, 2004 г., который содержит корпус, где расположены последовательно срабатывающие инициирующий элемент, система пиротехнической временной задержки и основной газогенерирующий заряд, формирующий на выходе из сопла рабочий высокотемпературный факел, подаваемый на воспламеняемый функциональный заряд.

Особенностью этой конструкции является то, что в корпусе выполнены сопловые отверстия для независимого газоотвода генереруемых продуктов горения канальной шашки газогенерирующего заряда, которые используются для наддува рабочей полости, а система пиротехнической задержки оснащена автономным исполнительным зарядом, срабатывающим через заданное время и формирующим воспламенительный форс пламени посредством калиброванного выходного отверстия.

Величина временной задержки определяется свойствами пиротехнического состава замедлителя, их температурой и скоростью горения, общей протяженностью заряда, которые выбираются в соответствии с технической задачей воспламенителя, стабильно работающего во взаимосвязи двух и более исполнительных устройств от одного инициирующего элемента.

Недостатком описанного воспламенителя является повышенная несущая прочность толстостенного корпуса, в котором аккумулируются генерируемые газы под давлением, предназначенные для наддува рабочей емкости до механического разрушения дополнительной мембраны, перекрывающей газоотводы.

При этом пиротехнический замедлитель вынужденно изолирован от камеры сгорания газогенерирующего заряда, что усложняет конструкцию, увеличивая габариты, вследствие чего ограничивается область практического применения в изделиях, функционирование которых не связано с повышенным давлением.

Более совершенной и универсальной конструкцией надежно функционирующего компактного воспламенителя, обеспечивающего заданное время замедления срабатывания, пригодного для широкой номенклатуры исполнительных изделий и боеприпасов гражданского назначения, является воспламенитель по патенту RU 101539 U1, F42C 19/08, F42B 3/10, 2011 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.

Известный воспламенитель содержит инициирующее устройство, смонтированное в осевой втулке, жестко связанной с трубчатым корпусом, и сообщается центральным огнепередаточным каналом с соосным пиротехническим замедлителем торцевого горения, смонтированным над выходным соплом.

Особенностью известного воспламенителя является то, что корпус выполнен в форме монтажной резьбовой трубки, имеющей дренажные окна, сообщающейся посредством продольных коммуникационных каналов с примыкающим к пиротехническому замедлителю ресивером в осевой втулке, которая геометрически замкнута на уступе корпуса посредством завальцовки его открытого торца на фланец замедлителя, опирающегося на осевую втулку. При этом инициирующее устройство, выполненное в виде ударного капсюля-воспламенителя, размещено с противоположной стороны втулки для взаимодействия с бойком внешнего ударного механизма.

Продолжением отмеченных достоинств известного воспламенителя является присущий недостаток основного назначения - относительно большой разброс по времени срабатывания и температуре инициирующего форса пламени, что ограничивает использование воспламенителя в устройствах, требующих прецизионной точности указанных параметров.

Основной слой снаряжения из зажигательного пиротехнического состава, по определению, сгорает быстро, формируя высокотемпературный огневой форс, который дополнительно усиливается энергией горения нижнего пиротехнического слоя, что в ограниченных габаритах воспламенителя в принципе не позволяет сформировать необходимую временную задержку в передаче зажигательного импульса на основной заряд функционального устройства.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченного недостатка для создания технической возможности тонкого регулирования средствами пиротехники временной задержки высокотемпературного воспламенительного импульса, инициирующего функциональный заряд.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном воспламенителе, включающем трубчатый корпус, жестко связанный с осевой втулкой инициирующего устройства, капсюль-воспламенитель которого, взаимодействующий с бойком внешнего ударного механизма, установлен в центральном огнепередаточным канале над ресивером, связанным посредством реверсивных каналов коммуникации с дренажными окнами корпуса, геометрически замкнутого противным концом с фланцем исполнительной гильзы, многослойное пиропороховое снаряжение которой последовательно содержит заряды торцевого горения: дымного ружейного пороха, основного и усилительного, примыкающего к выходному соплу гильзы, согласно изобретению основной заряд снаряжения исполнительной гильзы представляет собой набор слоев из медленно горящих пиротехнических составов, а усилительный заряд выполнен из зажигательного пиротехнического состава и оснащен кумулятивной выемкой, обращенной к выходному соплу.

Другой особенностью предложенного воспламенителя является то, что зажигательный заряд снаряжения исполнительной гильзы преимущественно выполнен из искрофорсового пиротехнического состава.

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили функционирование модернизированного воспламенителя с высокой точностью термодинамического режима горения снаряжения его гильзы, обеспечившего прецизионную точность временной задержки от инициирования капсюля-воспламенителя до усиленного искрофорсового факела на исполнительный заряд основного устройства, что позволяет расширить область применения.

Оснащение исполнительной гильзы снаряжением из последовательно размещенных в примыкании, горящих по торцам, пиропороховых слоев обеспечивает соответственно:

- термочувствительный слой, выполненный из дымного ружейного пороха (ДРП), гарантированно воспламеняется при срабатывании капсюля-воспламенителя, тепловой энергией его остро направленного форса из огнепередаточного осевого канала инициирующего устройства;

- основной слой, выполненный из набора медленно горящих пиротехнических составов, создает заданную временную задержку по передаче теплового импульса, необходимую для срабатывания сопрягаемого с гильзой функционального устройства;

- усилительный слой, выполненный из искрофорсового пиротехнического состава, который характеризуется высокой скоростью горения с образованием локализованных термических очагов из раскаленных искр, выполняет функции зажигательного средства, концентрированно передающего высокотемпературный импульс на заряд функционального устройства, который регулируемо воспламеняется и стабильно горит.

Особенностью снаряжения исполнительной гильзы инициирующего устройства воспламенителя является оснащение примыкающего к ее выходному соплу слоя из зажигательного пиротехнического состава кумулятивной воронкой, которая при динамичном схлопывании формирует огневой длиннофокусный пест, имеющий высокую температуру (1700-1800)°C, для гарантированной практически мгновенной передачи импульса, инициирующего воспламенение и горение, по назначению.

Выполнение воспламенительного слоя снаряжения исполнительной гильзы из высокочувствительного дымного ружейного пороха (ДРП), технологичного, доступного и отработанного в отрасли материала, обеспечивает гарантированный поджиг снаряжения гильзы, функционирующей в требуемом временном и температурном режиме, согласно заданному регламенту.

В воспламенителе по настоящему изобретению, за счет использования в основном заряде набора прослоек из медленно горящих пиротехнических составов, стало возможным регулировать и точно устанавливать время задержки по передаче теплового импульса от инициирующего термочуствительного слоя ДРП на пиротехнический зажигательной заряд, огневой искрофорсовый факел которого форсируется кумулятивной воронкой.

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

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.

На чертеже изображены:

на фиг. 1 - общий вид воспламенителя по изобретению;

на фиг. 2 - снаряженная исполнительная гильза.

Предложенный воспламенитель (фиг. 1) включает трубчатый корпус 1 с дренажными окнами 2, в резьбовом торце 3 которого монтируется ударный механизм продольно метаемого бойка (условно не показаны).

Противный торец трубчатого корпуса 1 завальцован на осевую втулку 4 инициирующего устройства, оснащенного распределенными по периферии реверсивными каналами 5 коммуникации с дренажными окнами 2 корпуса 1.

Во втулке 4, сообщающейся осевым огнепередаточным каналом 7 с нижерасположенным (по чертежу) ресивером 6, установлен капсюль-воспламенитель 8, взаимодействующий с бойком внешнего ударного механизма, который монтируется в резьбовом торце 3.

В трубчатом корпусе 1, под осевой втулкой 4, фланцем 9 геометрически замкнута завальцовкой исполнительная гильза 10, на нижнем торце которой имеется выходное сопло 11.

Исполнительная гильза 10 снаряжена (фиг. 2) последовательно расположенными энергосодержащими слоями торцевого горения: 12 - термочувствительным из ружейного дымного пороха, 13 - временного замедления из медленно горящих пиротехнических составов и 14 - усилительным из зажигательного пиротехнического состава, предпочтительно искрофорсового действия.

Нижний слой 14 оснащен кумулятивной воронкой 15, примыкающей к выходному соплу 11 гильзы 10.

Функционирует воспламенитель следующим образом.

При срабатывании ударного механизма боеприпаса его боек, перемещаясь вдоль корпуса 4 воспламенителя, накалывает чувствительный к механическому воздействию капсюль-воспламенитель 8, который, сгорая, выдает в огнепередаточный канал 6 огневой импульс, воспламеняющий пиротехнический заряд 12 снаряжения замедлительной гильзы 10.

Образующиеся при горении заряда газообразные продукты накапливаются в ресивере 6, где перемешиваются, выравнивая давление, и охлаждаются.

Избыток газообразных продуктов по каналам 5 коммуникации поступает в корпус 1, заполняя его.

Газовая подушка внутри корпуса 1 демпфирует давление внутри гильзы 10, что стабилизирует режим горения пиротехнического заряда 12 ДРП.

Возросшим давлением внутри корпуса 1 газообразные продукты автоматически выводятся через дренажные окна 2 в атмосферу, предотвращая скачок давления внутри гильзы 10, который может привести к срыву фронта и затуханию горения заряда 12.

Далее фронт волны горения передается на слои 13 из медленно горящих пиротехнических зарядов.

Через заданный расчетный промежуток времени, когда заканчивается горение набора слоев 13, воспламеняется и интенсивно горит зажигательный пиротехнический слой 14 из искрофорсового состава, формирующий высокотемпературный огневой факел с распределенной раскаленной дисперсной фазой, который выбрасывается через сопло 11 гильзы 10.

При этом кумулятивная выемка 15 схлопывается, формообразуя длиннофокусный пест продуктов горения, который поступает к основному заряду функционального изделия, инициируя его горение.

Предложенное воспламенительное устройство характеризуется высокой функциональной надежностью по передаче теплового импульса от капсюля-воспламенителя до выхода высокотемпературного искрофорсового огневого факела из инициирующей гильзы за предельно точное время установленной пиротехнической задержки.

Согласно достигнутым результатам натурных испытаний опытных образцов воспламенителя предложенной конструкции достигнуты требуемые технические характеристики по уровню температуры инициирующего факела на выходе и времени его задержки после инициирования капсюля-воспламенителя, что позволяет рекомендовать универсальный воспламенитель для серийного производства и поставки заказчикам.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по воспламенительным устройствам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления воспламенителей на действующем пиротехническом производстве можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.

Изобретение относится к инициирующим средствам, а более конкретно к конструктивным средствам воспламенения снаряжения основных зарядов различного функционального назначения. Устройство включает трубчатый корпус, жестко связанный с осевой втулкой инициирующего устройства, капсюль-воспламенитель которого, взаимодействующий с бойком внешнего ударного механизма, установлен в центральном огнепередаточном канале над ресивером, связанным посредством реверсивных каналов коммуникации с дренажными окнами корпуса, геометрически замкнутого противным концом с фланцем исполнительной гильзы. Многослойное пиропороховое снаряжение гильзы последовательно содержит заряды торцевого горения: дымного ружейного пороха, основного и усилительного, примыкающего к выходному соплу гильзы. Основной заряд снаряжения исполнительной гильзы представляет собой набор слоев из медленно горящих пиротехнических составов. Усилительный заряд выполнен из зажигательного пиротехнического состава и оснащен кумулятивной выемкой, обращенной к выходному соплу, причем зажигательный заряд снаряжения исполнительной гильзы преимущественно выполнен из искрофорсового пиротехнического состава. Обеспечивается функционирование воспламенителя с высокой точностью термодинамического режима горения снаряжения его гильзы с прецизионной точностью временной задержки от инициирования капсюля-воспламенителя до усиленного искрофорсового факела на исполнительный заряд основного устройства, расширяется область применения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Воспламенитель, включающий трубчатый корпус, жестко связанный с осевой втулкой инициирующего устройства, капсюль-воспламенитель которого, взаимодействующий с бойком внешнего ударного механизма, установлен в центральном огнепередаточным канале над ресивером, связанным посредством реверсивных каналов коммуникации с дренажными окнами корпуса, геометрически замкнутого противным концом с фланцем исполнительной гильзы, многослойное пиропороховое снаряжение которой последовательно содержит заряды торцевого горения: дымного ружейного пороха, основного и усилительного, примыкающего к выходному соплу гильзы, отличающийся тем, что основной заряд снаряжения исполнительной гильзы представляет собой набор слоев из медленно горящих пиротехнических составов, а усилительный заряд выполнен из зажигательного пиротехнического состава и оснащен кумулятивной выемкой, обращенной к выходному соплу.

2. Воспламенитель по п. 1, отличающийся тем, что зажигательный заряд снаряжения исполнительной гильзы преимущественно выполнен из искрофорсового пиротехнического состава.