ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМЫХ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ И РЕАКТИВНЫХ СНАРЯДОВ Российский патент 2020 года по МПК F42C11/06 F42C17/04 F42C19/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Предлагаемое изобретение относится к автономным устройствам электропитания управляемых артиллерийских и реактивных снарядов,

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Разработка и применение различных видов управляемых артиллерийских боеприпасов связана с необходимостью наличия в них автономных источников электропитания. Особенно остро стоит вопрос обеспечения электропитанием управляемых боеприпасов малых калибров.

Применяемые источники электропитания должны выдерживать хранение в течение многих лет, а затем обеспечивать аппаратуру снаряда электроэнергией при воздействии на него больших сил инерции, возникающих при выстреле.

Источники электропитания боеприпасов малых калибров должны обладать достаточной энергией при малых своих размерах.

В настоящее время в управляемых боеприпасах широко используются химические источники энергии. В качестве таких источников часто используются литиевые аккумуляторы. Создание таких аккумуляторов с гарантированными достаточно большими сроками хранения, особенно при низких температурах, является важной, еще не решенной задачей современного приборостроения. К недостаткам таких систем также относится уменьшение безопасности и надежности снарядов, содержащих готовые к использованию источники тока.

В соответствии с патентом РФ №2329461 применяются батареи, для активации которых в них при выстреле впрыскивается жидкий электролит, хранящийся отдельно в стеклянных ампулах. Такое достаточно сложное и дорогое устройство не всегда может быть размещено в снарядах, особенно в снарядах средних и малых калибров.

Известен патент РФ №2535313 на «Программируемый снаряд», в котором приведена ссылка на патент СН586384. В этом патенте ведущий поясок из мягкого железа и кольцевой постоянный магнит посредством линейного ускорения выстрела смещаются относительно индукционной катушки в направлении оси снаряда, из-за чего в катушке создается напряжение, которое заряжает конденсатор. Важным полезным свойством построения системы по указанному способу, является отсутствие в снаряде источника электропитания до выстрела. При этом обеспечивается безусловная безопасность снаряда при его хранении и транспортировке. Согласно этой публикации, для предотвращения разрушения устройства при возникающих на него продольных инерционных воздействиях, поперечных ускорениях и вращении снаряда, необходимы конструктивные меры, которые увеличивают цену устройства, требуют больше места в снаряде и делают его более тяжелым.

Таким образом, в области техники существует необходимость в появлении простого и экономичного источника электрической энергии в артиллерийских боеприпасах.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является создание устройства для выработки электрической энергии для питания устройств управляемых артиллерийских и реактивных снарядов, свободного от указанных недостатков.

Согласно предлагаемому изобретению в герметизированном корпусе, связанном со снарядом, располагается ферритовая чашка сердечника с катушкой индуктивности и на некотором расстоянии от открытой части чашки располагается кольцевой магнит с радиальной намагниченностью, соединенный с центральной частью деформируемой диафрагмы, при этом оси симметрии сердечника, магнита и диафрагмы совпадают между собой, а при выстреле под воздействием внешнего давления пороховых газов диафрагма деформируется, вследствие чего магнит перемещается в направлении сердечника и в катушке индуктивности вырабатывается импульс напряжения для заряда конденсатора источника питания снаряда, при этом после выстрела исчезает давление пороховых газов и в случае применения упруго деформируемой диафрагмы она вместе с магнитом возвращаются в первоначальное положение, вследствие чего в катушке индуктивности вырабатывается второй импульс напряжения.

Поскольку в катушке индуктивности вырабатывается короткий импульс напряжения с широким энергетическим спектром, то в качестве сердечника применяется ферритовая чашка броневого или чашечного типа, При пластической деформации диафрагмы и последующим возможным разрушением корпуса устройства в катушке индуктивности перед разрушением корпуса вырабатывается один импульс напряжения.

При использовании упруго деформируемой диафрагмы возможна выработка импульсов напряжения, как в момент воспламенения заряда, так и в момент выхода снаряда из ствола орудия. При этом диафрагма, и связанный с ней магнит, вначале перемещаются к сердечнику, а затем возвращается в исходное состояние.

Устройство может использоваться в реактивной артиллерии. При таком применении ее срабатывание происходит под воздействием пороховых газов двигателя ракеты.

Размеры корпуса определяются с учетом необходимой мощности вырабатываемого электричества и условий ее размещения в боеприпасе.

Источник питания может располагаться в донной части снаряда или составлять его часть.

Основным техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность создания эффективных автономных устройств энергообеспечения управляемых артиллерийских и реактивных снарядов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

На чертеже показана конструктивная схема, поясняющая предлагаемое устройство для получения электрической энергии для питания артиллерийских боеприпасов.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения поясняется конструктивной схемой, изображенной на чертеже.

Согласно заявленному изобретению, в корпусе устройства (1) установлена чашка сердечника (2), изготовленная из феррита, содержащая катушку индуктивности (3), и на некотором расстоянии от сердечника установлен постоянный кольцевой магнит с радиальной намагниченностью (4), связанный с центральной частью диафрагмы (5). При этом оси симметрии сердечника, постоянного магнита и диафрагмы совпадают между собой.

Выводы катушки индуктивности соединены, соответственно, с металлическим корпусом устройства и с токовводом проходного изолятора.

Источник питания располагается в хвостовой части снаряда или является его составной частью.

Кольцевой магнит (4) имеет радиальную намагниченность и при взаимодействии с чашкой сердечника (2) обеспечивает эффективное изменение магнитного поля в сердечнике и выработку соответствующего напряжения в катушке индуктивности (3).

При выстреле под воздействием внешнего давления пороховых газов диафрагма (5) деформируется, вследствие чего магнит (4) перемещается в направлении сердечника (2). При этом в катушке индуктивности (3) вырабатывается импульс напряжения. После выработки импульса напряжения и заряда при этом конденсатора источника питания снаряда не исключено разрушение устройства в результате удара магнита о чашку сердечника. Поскольку в устройстве до его разрушения была выработана и передана в снаряд электрическая энергия, то последующее разрушение устройства не имеет значения.

Если используется упруго деформируемая диафрагма и не разрушающееся при выстреле устройство, то после выстрела исчезает давление пороховых газов и диафрагма вместе с магнитом возвращаются в первоначальное положение. При этом в катушке индуктивности вырабатывается второй импульс напряжения.

Первый импульс электрической энергия для питания снаряда вырабатывается ранее начала его движения в стволе орудия, а второй импульс может вырабатываться на траектории полета снаряда.

Источник питания предназначен для управляемых артиллерийских и реактивных снарядов. В герметизированном корпусе источника питания, связанном со снарядом, располагается ферритовая чашка сердечника с катушкой индуктивности, а на некотором расстоянии от открытой части чашки располагается кольцевой магнит с радиальной намагниченностью, соединенный с центральной частью деформируемой диафрагмы, при этом оси симметрии сердечника, магнита и диафрагмы совпадают между собой. При выстреле под воздействием внешнего давления пороховых газов диафрагма деформируется, вследствие чего магнит перемещается в направлении сердечника и в катушке индуктивности вырабатывается импульс напряжения для заряда конденсатора источника питания снаряда. После выстрела исчезает давление пороховых газов и в случае применения упруго деформируемой диафрагмы она вместе с магнитом возвращаются в первоначальное положение, вследствие чего в катушке индуктивности вырабатывается второй импульс напряжения. Первый импульс электрической энергии для питания снаряда вырабатывается ранее начала его движения в стволе орудия, а второй импульс может вырабатываться на траектории полета снаряда. Источник питания может располагаться в донной части снаряда. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности выработки электрической энергии для питания аппаратуры управления артиллерийских и реактивных снарядов. При этом обеспечивается безопасность при длительном хранении артиллерийских боеприпасов. 1 ил.

Источник питания для управляемых артиллерийских и реактивных снарядов, содержащий магнитопровод, кольцевой постоянный магнит и индукционную катушку, который при выстреле вырабатывает импульс напряжения, отличающийся тем, что содержит герметизированный корпус, в котором размещены элементы источника питания, и упругую диафрагму со связанным с ней кольцевым постоянным магнитом, способную под давлением пороховых газов изменять расстояние между кольцевым магнитом и магнитопроводом, магнитопровод выполнен в виде чашки, изготовленной из феррита, в которой размещена катушка индуктивности, а кольцевой магнит имеет радиальную намагниченность.