ЭНЕРГОСОДЕРЖАЩИЙ ИСТОЧНИК ТОКА Российский патент 2024 года по МПК F42C19/12 H01M6/32 

Изобретение относится к области боеприпасов, а именно к автономному быстроактивируемому энергосодержащему источнику тока, выполненному в виде батареи гальванических элементов, автоматически запускаемого в работу при выстреле и используемому для электропитания взрывателей малокалиберных артиллерийских боеприпасов.

Уровень данной области техники характеризуют источники тока взрывателей малокалиберных артиллерийских боеприпасов, описанные в патентах RU 329461 от 10.11.2006 г., МПК F42C 9/14 [1], RU 2728089 от 25.03.2020 г., МПК F42C 19/12, H01M 6/02, H01M 6/38 [2] и RU 2487313 от 03.02.2012 г., МПК F42C 19/12 [3].

Конструкции данных источников тока содержат стеклянную ампулу с жидким электролитом, которая подпружинена (опирается на упругий элемент) и имеет возможность перемещаться под воздействием ударной нагрузки соосно блоку пластинчатых электродов кольцеобразной геометрической формы относительно накольника (бойка). Накольник закреплен на дне корпуса, в котором размещен блок электродов, и предназначен для разрушения ампулы при ударе ампулы о накольник.

Особенностью конструкции энергосодержащего источника тока, описанного в патенте RU 2329461 [1], является следующее. Ампула нагружена массивной втулкой, гарантирующей раскалывание ампулы при малых ударных нагрузках, характерных для функционирования гранат (перегрузка при этом составляет 17000-24000g; здесь и далее g - ускорение свободного падения). Упругий элемент, на который опирается ампула, выполнен в виде пластинчатых пружин, консольно закрепленных на периферии дискового основания в тангенциальном направлении, выступая над ним противно вращению выстрела, что оказывает дифференцированное сопротивление инерционным перемещениям в служебном обращении и при стрельбе, увеличивая чувствительность к осевым перегрузкам для заданного дистанционного взведения взрывателя. Выполнение бойка в форме клина или пирамиды позволяет кратно увеличить поперечные силы в разломе ампулы, возникающие при ее продольной инерционной нагрузке, а также способствует раскалыванию вращающейся ампулы на рабочем ребре бойка, что обеспечивает свободное истечение электролита к электродам.

Недостатком данной конструкции является то, что при достигнутой чувствительности инерционного механизма накалывания ампулы, с гарантированным ее разделением на части, время выхода источника тока на режим существенно больше времени разрушения ампулы, что создает режимы функционирования, при которых не обеспечивается своевременное электропитание исполнительного электронного блока управления подрывом боеприпаса, до приема внешнего кодированного сигнала времени (дистанции) подрыва. Это происходит по причине длительности перетока электролита из ампулы в щелевые межэлектродные промежутки блока электродов, до заполнения всех межэлектродных промежутков, необходимого для начала электрохимического процесса генерирования тока. В результате характерное время активации источника тока (даже для благоприятных условий функционирования) составляет более 0,1-0,25 с (100-250 мс), что приводит к отсутствию электропитания систем электронного взрывателя, ответственных за прием информации о требуемом времени подрыва и подачу управляющего сигнала на подрыв, в необходимый момент времени и, следовательно, к недопустимому отказу боеприпаса.

Ампульный источник тока, описанный в патенте RU 2728089 [2], содержит накольник, служащий для разбития ампулы, особой конструкции. Наряду с разбитием ампулы он совмещает в себе функцию принудительного придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства после разрушения ампулы, для чего на внешней стороне накольника симметрично размещены лопатки, которые вместе с ним представляют единую конструктивную деталь. Высота накольника выбрана из условия формирования минимального зазора по высоте между ним и дном ампулы, необходимого для разрушения ампулы. В лопатках выполнены сквозные отверстия и лопатки наклонены к продольной оси накольника под углом, меньшим 90°, причем выбор угла наклона лопаток зависит от частоты вращения боеприпаса; объем между ампулой и дном корпуса с межэлектродным пространством связан напрямую.

Технической задачей указанного изобретения явилось снижение времени выхода на рабочий режим и достижение источником тока высокой выходной электрической мощности при низких температурах окружающей среды. Результат достигается наличием между накольником и дном ампулы минимального зазора, необходимого для разрушения ампулы под действием импульсной осевой нагрузки при выстреле, что позволяет обеспечить взаимодействие электролита с лопатками накольника вскоре после разрушения ампулы при отсутствии на этот момент воздействия центробежных сил. При этом электролиту, вытекающему из ампулы в объем между ампулой и дном корпуса, придается вращательное движение, и в процессе его перемещения и взаимодействия с лопатками накольника он нагревается, уменьшается его удельное сопротивление и плотность.

При прохождении электролита через отверстия лопаток накольника в период после воздействия осевых нагрузок до воздействия центробежных сил плотность электролита еще больше уменьшается. Все это позволяет увеличить скорость перемещения электролита. Далее, после воздействия центробежных сил, перемещение электролита происходит в обратную сторону, и при перемещении его через отверстия в лопатках накольника, еще больше уменьшается плотность электролита. Кроме того, принудительное ускорение, которое придается перемещению электролита лопатками, позволяет обеспечить заполнение пространства между электродами за очень короткое время, даже при низких температурах.

Достигается время заполнения гальванических элементов электролитом равное 0,1 с (100 мс), что уменьшает суммарное время выхода источника тока на рабочий режим. Недостатками описанной конструкции являются невозможность уменьшения времени выхода источника тока на режим до значений менее 0,1 с (100 мс) и повышение времени выхода источника тока на режим при функционировании боеприпасов при пониженной частоте вращения. Так, при уменьшенной частоте вращения боеприпаса, что характерно для боеприпасов калибра 57 мм (с частотой вращения 15000-30000 оборотов/мин), электролиту, вытекающему из ампулы в объем между ампулой и дном корпуса, придается более медленное вращательное движение, вследствие чего перемещение электролита лопатками к пространству между электродами происходит в менее динамичном режиме (с меньшей скоростью потока). Кроме того, в случае уменьшенной частоты вращения боеприпаса, в процессе перемещения электролита и взаимодействия его с лопатками накольника он нагревается менее интенсивно, вследствие чего происходит менее значительное уменьшение удельного сопротивления электролита и его плотности, а следовательно, не наблюдается существенного улучшения функционирования источника тока.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому энергосодержащему источнику тока является изобретение, описанное в патенте RU 2487313 [3].

В известном энергосодержащем источнике тока повышено его быстродействие за счет кратного сокращения вспомогательного времени между разрушением ампулы и установлением номинального рабочего напряжения на токовыводах, что повышает функциональную надежность боеприпаса в целом. В данном источнике тока в проницаемой втулке, которая примыкает к коаксиальному блоку пластинчатых биполярных электродов и внутри которой находится ампула, соосно межэлектродным промежуткам блока электродов выполнены сквозные отверстия, между которыми изнутри распределены по периметру продольные лопатки, причем биполярные электроды оснащены коммуникационными каналами, а сквозные отверстия в проницаемой втулке могут быть выполнены в форме продольных щелей на высоте блока электродов.

Данная конструкция обеспечивает принудительную циркуляцию электролита внутри проницаемой втулки с распределенной принудительной подачей под действием центробежных сил вращения боеприпаса к сквозным отверстиям втулки и формирование направленных радиальных потоков электролита в батарею гальванических элементов за счет действия упомянутых продольных лопаток, выполняющих функцию устройства придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства. Данная конструкция обеспечила кратное сокращение времени выхода электролитической батареи на стационарный рабочий режим после разлива электролита из расколовшейся при выстреле стеклянной ампулы и до обеспечения источником тока номинального напряжения.

Так, в источнике тока для артиллерийских снарядов малого калибра по изобретению время выхода источника тока на режим сократилось в 3-4 раза; конкретно для боеприпасов калибра 30 мм это время составляет 0,05 с (50 мс).

Недостатком описанного изобретения является повышенное время выхода источника тока на режим для боеприпасов более крупного калибра, например 57 мм, при функционировании которых происходит вращение с меньшей частотой (15000-30000 оборотов/мин по сравнению с 50000-70000 оборотов/мин для боеприпасов калибра 30 мм), недостаточной для быстрой принудительной подачи электролита в батарею гальванических элементов за счет действия продольных лопаток, расположенных в проницаемой втулке, при вращении боеприпаса, в результате чего время выхода источника тока на режим составляет более 0,09 с (90 мс).

Еще одним недостатком является повышение времени выхода источника тока на режим при низких температурах (от -40°С до -50°С) из-за того, что скорость принудительной подачи электролита в батарею гальванических элементов значительно замедляется вследствие резкого увеличения вязкости жидких электролитов. Из-за повышенной вязкости жидких электролитов снижаются скорость потока электролита и эффективность принудительной подачи электролита под действием продольных лопаток, размещенных внутри втулки, в которой находится ампула. Время выхода источника тока рассматриваемой конструкции на рабочий режим при низких температурах составляет более 0,1 с (100 мс) и в некоторых случаях может достигать 1,5 с (при низких температурах и малых частотах вращения боеприпасов, 15000-30000 оборотов/мин).

При активации энергосодержащего источника тока, описанного в прототипе [3], после разбития ампулы электролит под воздействием импульсной осевой инерционной нагрузки устремляется к донной части источника тока и заполняет ближайшие к донной части межэлектродные промежутки, которые оказываются короткозамкнутыми через обладающий высокой проводимостью электролит, имеющийся вблизи донной части в избытке (имеется локальный избыток электролита). Межэлектродные промежутки, находящиеся в верхней части блока электродов, в начальной стадии выстрела остаются незаполненными или заполненными не полностью (имеется локальный недостаток электролита). Наличие короткозамкнутых, а также незаполненных или не полностью заполненных межэлектродных промежутков не позволяет источнику тока выдавать электроэнергию с требуемыми параметрами во внешнюю цепь нагрузки. При наличии по крайней мере одного незаполненного межэлектродного промежутка цепь источника тока является разомкнутой и источник тока не выдает электроэнергию во внешнюю цепь. При наличии короткозамкнутых через локальный избыток электролита промежутков соответствующие электрохимические элементы не выдают электрическую энергию во внешнюю цепь, что приводит к резкому снижению параметров электроэнергии, выдаваемой источником тока во внешнюю цепь нагрузки. Окончательная активация источника происходит только после перераспределения электролита (при этом избыток электролита из донной части источника тока перетекает в межэлектродные промежутки, находящиеся в головной части) под воздействием центробежных сил после достижения боеприпасом достаточной частоты вращения, что является причиной увеличения времени активации.

В целом, уровень данной области техники обеспечивает время активации энергосодержащих источников тока от 0,05 с (50 мс) до 1,5 с, что недостаточно для повышения надежности работы взрывателей малокалиберных артиллерийских боеприпасов. Для обеспечения требуемой надежности функционирования артиллерийских боеприпасов малых калибров (в том числе от 23 мм до 57 мм) необходимо обеспечить электрической энергией требуемого качества все цепи взрывателя через как можно меньший промежуток времени с момента выстрела, не более 0,03 с (30 мс), в том числе в области низких температур (от -40°С до -50°С), для различных частот вращения боеприпаса (в диапазоне от 15000 до 70000 оборотов/мин). Это позволит обеспечить устойчивый прием снарядом вскоре после вылета из канала ствола кодовой посылки с заданным временем подрыва, корректную обработку и выдачу управляющих сигналов.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение быстродействия энергосодержащего источника тока, то есть сокращение времени его активации от момента начала выстрела до выхода на рабочий режим электропитания (достижения необходимой электрической мощности).

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном энергосодержащем источнике тока, включающем стеклянную ампулу с электролитом, размещенную внутри колпачкового кожуха соосно блоку пластинчатых электродов, состоящему из биполярных электродов, помещенных между отрицательным и положительным электродами, оснащенными токовыводами, при этом колпачковый кожух фланцем закреплен в корпусе, элемент опоры ампулы выполнен в виде пружины, а ампула смонтирована с возможностью продольного перемещения относительно устройства разрушения ампулы, жестко закрепленного на дне корпуса, и включающий устройство придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства, находящееся в пространстве внутри блока пластинчатых электродов, новым является то, что устройство разрушения ампулы и устройство принудительного придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства выполнено в виде наковальни, имеющей форму цилиндра с пазами, наклоненными по отношению к вертикальной оси симметрии под углом от 25° до 60°, отношение диаметра цилиндра к величине зазора между боковой цилиндрической поверхностью наковальни и блоком пластинчатых электродов составляет от 5 до 25, торцевая поверхность наковальни, обращенная к ампуле, располагается от уровня верхней границы блока электродов до уровня, находящегося на 25% высоты блока пластинчатых электродов от нижней границы блока пластинчатых электродов.

Отличительные признаки обеспечили повышение быстродействия энергосодержащего источника тока: время активации предлагаемого источника питания составляет не более 0,03 с (30 мс) во всем интервале температур эксплуатации от -50°С до +50°С.

Изобретение поясняется чертежом (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3).

На чертеже схематично изображено следующее:

фиг. 1 - конструкция энергосодержащего источника тока (в разрезе);

фиг. 2 - наковальня (в аксонометрической проекции) источника тока, представленного на фиг. 1;

фиг. 3 - кривая выхода источника тока на рабочий режим.

На чертеже (фиг. 1 и фиг. 2) цифрами обозначены следующие конструктивные элементы и составные части: стеклянная ампула 1 с электролитом 2; блок 3 пластинчатых электродов; биполярные электроды 4; отрицательный электрод 5; положительный электрод 6; отрицательный токовывод 7; положительный токовывод 8; пружина 9; кожух 10; корпус 11; наковальня 12; пазы наковальни 13; межэлектродные промежутки 14; межэлектродные прокладки 15; торцевая поверхность 16 наковальни 12, обращенная к ампуле 1; фланец 17 кожуха 10.

Конструкция энергосодержащего источника тока, представленная на фиг. 1, включает стеклянную ампулу 1 с электролитом 2, которая расположена соосно блоку 3 пластинчатых электродов. Блок 3 пластинчатых электродов состоит из биполярных электродов 4, помещенных между отрицательным 5 и положительным 6 электродами, оснащенными токовыводами 7 и 8 соответственно. Между электродами имеются межэлектродные промежутки 14, обеспечиваемые межэлектродными прокладками 15. Ампула 1 опирается на наковальню 12 посредством пружины 9, имеет возможность осевого инерционного перемещения по направлению к наковальне 12 и закрыта колпачковым кожухом 10. Кожух 10 фланцем 17 закреплен в корпусе 11 и опирается на блок 3 пластинчатых электродов. Наковальня 12, в которой имеются пазы 13 (см. фиг. 2), жестко закреплена на дне корпуса 11. При активации источника тока под действием ударной осевой нагрузки электролит 2 вытекает из ампулы 1, разрушившейся при ударе о наковальню 12. Части потока электролита 2, разделенные наковальней 12, встречаются в зазоре между боковой цилиндрической поверхностью наковальни 12 и блоком 3 пластинчатых электродов, приобретают радиальное ускорение и заполняют межэлектродные промежутки 14. Таким образом формируется функционирующая батарея гальванических (электрохимических) элементов. Количество биполярных электродов 4 выбирается в зависимости от требуемого количества образуемых ими гальванических (электрохимических) элементов, а следовательно, напряжения разряда.

Пример результата испытаний показан на фиг. 3, где показана кривая выхода источника тока на рабочий режим при температуре -50°С описываемого энергосодержащего источника тока.

По оси абсцисс отложено время в миллисекундах, по оси ординат отложено напряжение в вольтах, регистрируемое между токоотводами источника тока. Из фиг. 3 видно, что требуемое рабочее напряжение источника тока, равное 10 В, при рабочей силе тока 10 мА достигается за 17 мс от момента начала действия ударной нагрузки.

Эффективное функционирование энергосодержащего источника тока осуществляется следующим образом.

При выстреле боеприпаса, размещенный во взрывателе энергосодержащий источник тока и его составные части, вначале приобретают ускорение вдоль оси симметрии в направлении от донной части боеприпаса и таким образом испытывают действие импульсной осевой инерционной нагрузки, направленной противоположно направлению вектора ускорения, при этом в начальный период выстрела вращение боеприпаса отсутствует, либо скорость его вращения относительно мала и недостаточна для нормального функционирования источника тока. Под действием импульсной осевой нагрузки ампула 1 с электролитом 2, сжимая пружину 9, движется по направлению к наковальне 12 и при ударе о нее разрушается, высвобождая электролит 2. Наличие плоской торцевой поверхности 16 наковальни 12 способствует стабильному разрушению стеклянной ампулы 1 и освобождению электролита 2 при выстреле (что является дополнительным техническим эффектом), в отличие от широко применяемых в конструкциях источников тока накольников (бойков) конусной, призматической, клиновидной или пирамидальной формы, для которых при сочетании неблагоприятных факторов возможно пробитие ампулы без разрушения ее боковых стенок, что в свою очередь ведет к замедлению вытекания электролита из неразрушенной части ампулы.

Под действием импульсной (ударной) осевой инерционной нагрузки поток освобожденного электролита устремляется по направлению к дну источника тока. При этом он встречает препятствие - торцевую поверхность 16 верхней части наковальни 12. Огибая это препятствие, часть электролита движется в радиальном направлении, под действием осевой инерционной нагрузки перетекает в зазор между боковой цилиндрической поверхностью наковальни 12 и блоком 3 пластинчатых электродов и создает поток в указанном зазоре, направленный к дну источника тока. Другая часть электролита, под действием импульсной осевой инерционной нагрузки продолжая движение по направлению к дну источника тока, заполняет пазы 13 в наковальне 12, перетекает в зазор между боковой цилиндрической поверхностью наковальни 12 и блоком 3 пластинчатых электродов. Обе части потока электролита встречаются в указанном зазоре и взаимодействуют (сталкиваются) друг с другом, в результате чего более динамично направляются в межэлектродные промежутки 14 блока 3 пластинчатых электродов, сообщающиеся с зазором и образованные диэлектрическими прокладками 15. Эффект описанного взаимодействия потоков заключается в заполнении межэлектродных промежутков 14 в режиме, близком к явлению гидравлического удара, то есть в более динамичном режиме (с большей скоростью).

При этом уменьшается время заполнения межэлектродных промежутков 14 блока 3 пластинчатых электродов, вопреки устоявшимся воззрениям на процессы активации и влияние конструктивных особенностей резервных источников тока на указанные процессы. В частности, известен эффект короткого замыкания гальванических элементов через слой хорошо проводящего электролита (S.-H. Yoon, J.-T. Son, J.-S. Oh. Miniaturized g- and spin-activated Pb/HBF₄/PbO₂ reserve batteries as power sources for electronic fuzes // Journal of Power Sources. 2006. V. 162. P. 1421-1430). Данный эффект неблагоприятно сказывается на функциональные характеристики источника тока и в наибольшей степени проявляется в начальный период активации при действии осевой инерционной нагрузки даже для оптимизированного объема электролита, так как в начальный период активации наблюдается локальный избыток электролита вблизи дна источника тока и его локальный недостаток в противоположной части. Исходя из этого аспекта, в конструкциях источников тока следует избегать наличия зазора между элементами конструкции, сообщающегося с межэлектродными промежутками и охватывающего все гальванические элементы или их часть, так как указанный зазор при заполнении его электролитом выполняет роль электролитического ключа, замыкающего накоротко все или часть гальванических элементов. Проведенные нами эксперименты (результаты приведены ниже в примерах осуществления изобретения) показали, что наличие зазора между боковой поверхностью наковальни 12 и блоком 3 пластинчатых электродов не ухудшает функциональные характеристики источника тока, очевидно, вследствие того, что эффект динамичного заполнения межэлектродных промежутков 14 в предлагаемой нами конструкции источника тока значительно превышает возможный эффект короткого замыкания гальванических элементов.

Таким образом, при воздействии импульсной осевой инерционной нагрузки в начальный период выстрела, без действия центробежных сил, независимо от вращения боеприпаса, происходит более равномерное и динамичное заполнение межэлектродных промежутков 14, а действие центробежных сил необходимо не для заполнения межэлектродных промежутков 14, а лишь для выравнивания уровня электролита в блоке 3 пластинчатых электродов, что происходит значительно быстрее, чем заполнение межэлектродных промежутков 14. В результате источник тока выходит на рабочий режим электропитания и достигает необходимой электрической мощности не более чем, через 0,03 с (30 мс) от момента начала выстрела.

Из вышесказанного следует, что каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена совокупностью существенных признаков.

Оптимальные области допустимых значений геометрических параметров предложенного энергосодержащего источника тока получены с применением теории планирования эксперимента и были проверены испытаниями изготовленных опытных образцов, анализ которых позволяет сделать следующие выводы.

Высота наковальни 12 может варьироваться таким образом, чтобы верхняя торцевая поверхность 16 наковальни 12, обращенная к ампуле 1, располагалась от уровня верхней границы блока 3 пластинчатых электродов до уровня, находящегося на 25% высоты блока 3 пластинчатых электродов от нижней границы блока 3 пластинчатых электродов. Если верхняя торцевая поверхность 16 наковальни 12 располагается ниже уровня, находящегося на 25% высоты блока 3 пластинчатых электродов от нижней границы блока 3 пластинчатых электродов, то эффект более равномерного и динамичного заполнения межэлектродных промежутков 14 недостаточен, так как он охватывает малую (недостаточную) часть межэлектродных промежутков 14 блока 3 пластинчатых электродов. Расположение верхней торцевой поверхности 16 наковальни 12 выше уровня верхней границы блока 3 пластинчатых электродов нецелесообразно по причине увеличения пути, который должен пройти поток электролита до попадания в межэлектродные промежутки 14.

Отношение диаметра цилиндра наковальни 12 к величине зазора между боковой цилиндрической поверхностью наковальни 12 и блоком 3 пластинчатых электродов может варьироваться от 5 до 25. При величине данного отношения более 25 сильно возрастает гидравлическое сопротивление потоку электролита в узком зазоре, что препятствует быстрому заполнению электролитом межэлектродных промежутков 14 блока 3 пластинчатых электродов. При величине данного отношения менее 5 ослабевает эффект динамичного ускорения потока электролита в зазоре, за счет увеличения его поперечного сечения.

Угол наклона пазов 13 наковальни 12 от 25° до 60° по отношению к вертикальной оси симметрии обеспечивает оптимальный эффект придания потоку электролита радиальной составляющей при действии импульсной осевой инерциальной нагрузке, что способствует заполнению межэлектродных промежутков 14 в динамичном режиме. При угле наклона пазов 13 наковальни 12 менее 25° и более 60° эффект динамичного ускорения потока электролита существенно ослабевает.

Таким образом, за счет указанного выполнения устройства разрушения ампулы и устройства принудительного придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства в виде наковальни реализуется возможность снижения времени выхода источника тока на рабочий режим, что является важным для обеспечения правильного функционирования взрывательных устройств артиллерийских боеприпасов.

Сущность изобретения поясняется примерами выполнения устройства, которые имеют чисто иллюстративную цель и не ограничивают объема притязаний совокупности признаков формулы.

Для проверки описываемых энергосодержащих источников питания изготовлены опытные образцы. Энергосодержащий источник тока и его составные части изготовлены применяемыми в промышленности известными методами. В частности, большинство деталей источника тока изготовлены из полимерных или полимерных композиционных материалов методами литья под давлением, прямого и литьевого прессования, механической обработки заготовок, методами аддитивных технологий или другими подходящими методами. Пластинчатые электроды изготовлены методом лазерной резки, фрезерования, вырубки штамповкой. Сборка источника тока осуществлена с применением известных клеящих и герметизирующих материалов.

Для подтверждения достижения требуемого технического результата испытаны изготовленные опытные образцы. Время активации энергосодержащих источников тока определяли как отрезок времени от момента начала действия ударной нагрузки до момента достижения энергосодержащим источником тока рабочего режима по напряжению и силе тока в цепи нагрузки.

Пример 1.

Изготовлен и испытан энергосодержащий источник тока со следующими характеристиками:

- угол наклона пазов наковальни по отношению к вертикальной оси симметрии составляет 25°;

- высота наковальни выбрана таким образом, что ее торцевая поверхность, обращенная к ампуле, расположена на уровне верхней границы блока электродов;

- отношение диаметра цилиндра наковальни к величине зазора между боковой цилиндрической поверхностью наковальни и блоком пластинчатых электродов составляет 5.

По результатам испытаний время активации энергосодержащего источника тока составило: 17 мс при температуре -50°С; 12 мс при температуре +50°С. Пример кривой выхода источника тока на рабочий режим (график зависимости напряжения от времени) при температуре -50°С приведен на фиг. 3, из которого видно, что требуемое рабочее напряжение источника тока, равное 10 В, при рабочей силе тока 10 мА достигается за 17 мс от момента начала действия ударной нагрузки.

Пример 2.

Изготовлен и испытан энергосодержащий источник тока со следующими характеристиками:

- угол наклона пазов наковальни по отношению к вертикальной оси симметрии составляет 40°;

- высота наковальни выбрана таким образом, что ее торцевая поверхность, обращенная к ампуле, расположена на уровне, находящемся на 75% высоты блока электродов от нижней границы блока электродов;

- отношение диаметра цилиндра наковальни к величине зазора между боковой цилиндрической поверхностью наковальни и блоком пластинчатых электродов составляет 25.

По результатам испытаний время активации энергосодержащего источника тока составило: 30 мс при температуре -50°С; 21 мс при температур +50°С.

Пример 3.

Изготовлен и испытан энергосодержащий источник тока со следующими характеристиками:

- угол наклона пазов наковальни по отношению к вертикальной оси симметрии составляет 60°;

- высота наковальни выбрана таким образом, что ее торцевая поверхность, обращенная к ампуле, расположена на уровне, находящемся на 56% высоты блока электродов от нижней границы блока электродов;

- отношение диаметра цилиндра наковальни к величине зазора между боковой цилиндрической поверхностью наковальни и блоком пластинчатых электродов составляет 10.

По результатам испытаний время активации энергосодержащего источника тока составило: 28 мс при температуре -50°С; 17 мс при температуре +50°С.

Таким образом, результаты испытаний подтвердили достижение времени активации не более 0,03 с (30 мс) во всем диапазоне температур эксплуатации от -50°С до +50°С.

Изобретение относится к области источников питания, а именно к энергосодержащему источнику тока электронного взрывателя малокалиберного артиллерийского боеприпаса. Энергосодержащий источник тока электронного взрывателя малокалиберного артиллерийского боеприпаса включает стеклянную ампулу с электролитом, размещенную внутри колпачкового кожуха соосно блоку пластинчатых электродов, состоящему из биполярных электродов, помещенных между отрицательным и положительным электродами, оснащенными токовыводами. Колпачковый кожух фланцем закреплен в корпусе. Элемент опоры ампулы выполнен в виде пружины. Ампула смонтирована с возможностью продольного перемещения относительно устройства разрушения ампулы, жестко закрепленного на дне корпуса, и включающий устройство придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства, находящееся в пространстве внутри блока пластинчатых электродов. Устройство разрушения ампулы и устройство принудительного придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства выполнено в виде наковальни, имеющей форму цилиндра с пазами, наклоненными по отношению к вертикальной оси симметрии под углом от 25° до 60°. Отношение диаметра цилиндра к величине зазора между боковой цилиндрической поверхностью наковальни и блоком пластинчатых электродов составляет от 5 до 25. Торцевая поверхность наковальни, обращенная к ампуле, располагается от уровня верхней границы блока электродов до уровня, находящегося на 25% высоты блока пластинчатых электродов от нижней границы блока пластинчатых электродов. Технический результат заключается в повышении быстродействия энергосодержащего источника тока. 3 ил.

Энергосодержащий источник тока электронного взрывателя малокалиберного артиллерийского боеприпаса, включающий стеклянную ампулу с электролитом, размещенную внутри колпачкового кожуха соосно блоку пластинчатых электродов, состоящему из биполярных электродов, помещенных между отрицательным и положительным электродами, оснащенными токовыводами, при этом колпачковый кожух фланцем закреплен в корпусе, элемент опоры ампулы выполнен в виде пружины, а ампула смонтирована с возможностью продольного перемещения относительно устройства разрушения ампулы, жестко закрепленного на дне корпуса, и включающий устройство придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства, находящееся в пространстве внутри блока пластинчатых электродов, отличающийся тем, что устройство разрушения ампулы и устройство принудительного придания ускорения заполнению электролитом межэлектродного пространства выполнено в виде наковальни, имеющей форму цилиндра с пазами, наклоненными по отношению к вертикальной оси симметрии под углом от 25° до 60°, отношение диаметра цилиндра к величине зазора между боковой цилиндрической поверхностью наковальни и блоком пластинчатых электродов составляет от 5 до 25, торцевая поверхность наковальни, обращенная к ампуле, располагается от уровня верхней границы блока электродов до уровня, находящегося на 25% высоты блока пластинчатых электродов от нижней границы блока пластинчатых электродов.