ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНАЯ ВТУЛКА

Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к конструкциям воспламенителей, инициирующих от электрического импульса с оружия запуск функционального снаряжения различных пиротехнических изделий, снарядов, гранат и др.
Уровень данной области техники характеризует электровоспламенительная втулка, описанная в патенте RU 2243497, F42С 19/08, 2004 г., которая содержит смонтированный посредством нетоковедущей колодки в цилиндрическом резьбовом корпусе центральный токоввод, примыкающий к нижнему из двух разделенных изоляционной прокладкой, дисковых электродов, связанных мостиком накаливания, который размещен в воспламените льном заряде.
Воспламенительный заряд заполняет снабженный выходным отверстием колпачок, опирающийся на верхний дисковый электрод, связанный с корпусом, открытый торец которого завальцован со стороны функционального снаряжения патрона, где смонтирована электровоспламенительная втулка.
Особенностью этой конструкции является то, что она оснащена донной перемычкой, представляющей собой обтюрирующий фланец центрального токоввода, установленный на уступе корпуса, при этом центральный токов-вод и корпус монолитно замкнуты посредством сопрягаемой нетоковедущей колодки в несущую конструкцию, характеризующуюся единством формы и функции.
Оснащение центрального токоввода обтюрирующим фланцем контакта с нижним дисковым электродом, который служит механическим отражателем горячих газообразных продуктов горения пиротехнических составов электровоспламенительного устройства и пороха метательного заряда патрона, сохраняя целостность изоляционной несущей колодки в течение времени выстрела, гарантированно предотвращая их прорыв в затвор артиллерийской пушки.
Изоляционная колодка выполняется литьем конструкционной пластмассы при сборке структурных элементов в зазор между токовводом и корпусом по лабиринтному профилю, что обеспечивает полную обтюрацию гильзы и воспламенительного устройства, а также конструктивное единство автономной сборочной единицы - узла электровоспламенителя.
Продолжением отмеченных достоинств являются присущие недостатки: неудовлетворительная надежность из-за отсутствия возможности контроля ее работоспособности в структуре боеприпаса, а также ограниченный технический выбор типа задействованного патрона по целевой программе бортового пускового устройства.
Невозможность проверки целостности внутренних электроцепей электровоспламенительной втулки приводит к отказу боеприпаса, когда пусковой сигнал с борта летательного аппарата не поступает на мостик накаливания электроваспламенителя, в результате чего не происходит постановки противорадиолокационных помех или аэрозольного облака инфракрасного излучения в качестве ложной цели, то есть не обеспечивается защита летательного аппарата и экипажа.
Кроме того, отсутствие автоматической идентификации патронов в подвесной кассете по виду средств защиты вынуждает использовать только один тип патронов, ограничивая технологические возможности использования электровоспламенителя.
Более совершенным является электровоспламенитель по патенту RU 84532 U1, F 42С 19/08, 2009 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Известный электровоспламенитель содержит воспламенительный заряд, помещенный в имеющий выходное отверстие колпачок (запальную обойму), прижатый, посредством завальцовки открытого торца корпуса на токоведущую шину, к дисковому контакту, установленному на пластинчатом изоляторе (нетоковедущей прокладке) и электрически связанному мостиком накаливания с центральным электродом, оснащенным обтюрирующим фланцем, который установлен в монтажной колодкой и взаимодействует с дисковым электродом.
Особенностью известного электровоспламенителя является то, что дисковый электрод выполнен в форме кольца, установленного коаксиально обтюрирующему фланцу центрального электрода, к которому он подключен через нагрузочный резистор, при этом электрическое сопротивление нагрузочного резистора на два порядка выше электрического сопротивления мостика накаливания, а выходное отверстие запальной обоймы с воспламенительным зарядом закрыто газопроницаемой диафрагмой, выполненной в виде сетки из жаропрочного материала.
Этот электровоспламенитель сформирован по трехэлектродной схеме раздельного его подключения в режиме контроля и срабатывания, чем обеспечивается повышение функциональной надежности от регламентной проверки внутренних электроцепей перед использованием по назначению.
За счет установки в электровоспламенителе патронов подвески нагрузочного резистора различного омического сопротивления, для получения разных по уровню сигналов на бортовом дисплее пускового устройства, стало возможным идентифицировать тип снаряжения патронов, которые выборочно запускать по обстоятельствам боевой обстановки.
Активный контроль целостности электроцепей средства инициирования помехосоздающих боеприпасов проводится непосредственно с борта летательного аппарата перед стрельбой, в дежурном режиме опорного напряжения, что повышает эффективность постановки активных противорадарных помех.
Однако недостаток известной электровоспламенительной втулки заключается в ограничении практического использования только в изделиях, содержащих мощные источники электропитания для замыкания мостика накаливания, так как рабочая электроцепочка характеризуется высоким резистивным сопротивлением в местах механических контактов структурных элементов: корпуса с питающей шиной (накладкой) и центрального электрода с его обтюрирующим фланцем, где происходит шунтирование электрического напряжения из-за многократно превышения сопротивления, сравнительно с низкоомным чувствительным мостиком накаливания.
Это обстоятельство требует прецизионной технологии изготовления контактных деталей электроцепей, что затрудняет практическую реализацию в серийном производстве.
В известной конструкции для боеприпасов малокалиберной артиллерии, с целью предотвращения ложного срабатывания электровоспламенительной втулки от блуждающих токов внешних наводок и/или статического электричества, параллельно мостику накаливания смонтирована дополнительная электроцепочка с кратно более высоким резистивным сопротивлением, что усложняет и удорожает конструкцию.
При этом не обеспечивается герметичность внутреннего объема от применения заклепок для механического крепления кольцевого электрода с корпусом через монтажное основание и подвижного соединения центрального электрода с его обтюрирующим фланцем, что, по определению, снижает функциональную надежность электровоспламенительной втулки при хранении и в служебном обращении.
Кроме того, затруднительно сохранить целостность и функциональность мостика накаливания с тонким (0,024-0,035 мм) проволочным резистором при прямом прессовании в обойму воспламенительного заряда.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности модернизированной электровоспламенительной втулки универсального применения, при сопутствующем упрощении конструкции, пригодной для серийного производства.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной электровоспламенительной втулке, содержащей цилиндрический корпус, в диэлектрическом основании которого смонтирован центральный электрод, оснащенный обтюрирующим фланцем, отделенным пластинчатым изолятором от дискового контакта, который через токоведущую шину замкнут с корпусом, электрически связанным с кольцевым электродом, и установлен в скрепленной с корпусом прослойкой компаунда запальной обойме, где помещен воспламенительный заряд, инициируемый от проволочного резистора мостика накаливания, приваренного к торцу центрального электрода и дисковому контакту, согласно полезной модели, центральный электрод с обтюрирующим фланцем совмещены монолитно, а кольцевой электрод скреплен посредством точечной лазерной сварки с корпусом и токоведущей шиной, выполненной в форме фольгового покрытия на пластинчатом изоляторе, спаянного с дисковым контактом, при этом воспламенительный заряд снабжен термочувствительной прослойкой из инициирующего состава, сформированной отсадкой из водной суспензии ТНРС, в которой размещен проволочный резистор мостика накаливания.
Другой особенностью предложенной электровоспламенительной втулки является то, что цилиндрический корпус выполнен несущим и снабжен наружной резьбой для геометрически замкнутой установки в посадочном отверстии основного изделия.
Отличительные признаки предложенного технического решения гарантированно обеспечили высокую функциональную надежность, при минимизации рабочего тока запуска и высокую чувствительность воспламенительного заряда после длительного срока хранения, и применение электровоспламенительной втулки простой и технологичной конструкции в изделиях разных калибров, как с гладким, так и резьбовым посадочным отверстием, расширив технологические возможности применения универсального устройства запуска с высокоточной низкооомной электроцепочкой срабатывания.
Жесткая связь кольцевого электрода с корпусом и токоведущей шиной посредством точечной лазерной сварки полностью исключила паразитное переходное сопротивление в соединениях, в результате чего при действии электровоспламенительной втулки не возникает потерь в электроцепи рабочего тока мостика накаливания, более чувствительного к импульсу запуска.
Монолитное единство электропроводящих корпуса, кольцевого электрода и фольговой шины, с практически нулевым падением напряжения в сварных соединениях, исключает, сравнительно с прототипом, дополнительный механический крепеж и проблему герметизации внутреннего объема, упростив конструкцию и технологию точной сборки.
Оснащение воспламенительного заряда термочувствительной прослойкой из инициирующего состава ТНРС (тринитрорезорцинат свинца) направлено на безотказность преобразования маломощного электрического сигнала запуска в управляющий огневой форс, инициирующий срабатывание основного заряда боеприпаса.
При этом гарантирована функциональность мостика накаливания, который технологически помещен в объеме термочувствительной прослойки, которая формируется без механических на его резистивную проволочку нагрузок по безопасной «мокрой» технологии отсадки из водной суспензии состава ТНРС с последующим естественным удалением влаги.
Затем в обечайку прессуется воспламенительный заряд, усилие которого распределяется и демпфируется по площади и в объеме ранее сформированной прослойки инициирующего состава, практически без взаимодействия с мостиком накаливания, который при этом капсюлируется материалом прослойки и недоступен для воздействия атмосферной влаги.
Совмещенное выполнение центрального электрода монолитно с его обтюрирующим фланцем, который предотвращает прорыв газообразных продуктов горения снаряжения втулки в казенную часть оружия, исключает неизбежные электрические потери в местах их состыковки (по прототипу), технологически проще и надежнее.
Выполнение цилиндрического корпуса несущим с наружной резьбой по периметру для геометрического замыкания в резьбовом посадочном отверстии боеприпасов малокалиберной артиллерии, динамично нагружаемых при выстреле, расширяет возможности применения универсальной электровоспламенительной втулки.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть требуемый технический результат достигается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже изображены: на фиг. 1 - предложенная электровоспламенительная втулка; на фиг. 2 - то же с резьбовым корпусом.
Двухэлектродная электровоспламенительная втулка по полезной модели смонтирована в тонкостенном токоведущем корпусе 1 (фиг. 1) цилиндрической формы, в диэлектрическом основании 2 которого установлен центральный электрод 3.
Центральный электрод 3 выполнен заедино с обтюрирующим фланцем 4, который в сборе геометрически замкнут с профилем ступенчатого осевого отверстия основания 2, перекрывая его выход.
На обтюрирующем фланце 4 уложен пластинчатый изолятор 5 с приклеенной сверху клеем-анатермом, характеризующимся ускоренным отверждением в узких зазорах, токоведущей шиной 6, выполненной из фольги, в осевом отверстии которой заведомо большего диаметра расположен центральный электрод 3, гарантированно не контактирующий с шиной 6, имеющей низкое электрическое сопротивление.
На фольговую шину 6 распаян дисковый контакт 7, расположенный внутри несущей обоймы 8 и который посредством диэлектрической шайбы 9 установлен на центральном электроде 3.
В примыкании к шине 6 установлен кольцевой электрод 10 из мельхиора, который жестко связан посредством точечной лазерной сварки, не образующей окалины в общей сварочной ванне, чем обеспечено нулевое падение напряжения под токовой нагрузкой, а фланцы кольцевого электрода 10 аналогично приварены к корпусу 1.
К открытому торцу электрода 3 и дисковому контакту 7 (между двух проводников) приварена нихромовая нить диаметром 0.03 мм, образуя мостик 11 накаливания.
Конструктивное единство запальной обоймы 8 с корпусом 1 сформировано посредством изолирующей перемычки 12 из полимеризующегося компаунда, заполняющего объем между ними, в примыкании к кольцевому электроду 10.
Адгезионная связь компаунда перемычки 12 с примыкающими элементами усилена геометрическим замыканием завалыюванного открытого торца корпуса 1 на затвердевшую перемычку 11, образуя конструктивное единство.
Внутри обоймы 8 поверх дискового контакта 7 и торца центрального электрода 3 отсаживают приготовленную заранее водную суспензию инициирующего тринитрорезорцината свинца (ТНРС), покрывающую мостик 11 накаливания, которую высушивают в естественных условиях, в результате чего образуется термочувствительная прослойка 13, на которую запрессовывают воспламенительный заряд 14, чем завершается формообразования электровоспламенительной втулки как автономной комплектующей единицы боеприпасов.
Особенностью предложенной электровоспламенительной втулки является выполнение цилиндрического корпуса 1 несущим (фиг. 2) с резьбой 15 для вкручивания в посадочное отверстие основного изделия, которое при стрельбе испытывает большие продольные нагрузки, преимущественно артиллерийские малокалиберные снаряды, подствольные гранаты.
Готовые электровоспламенительные втулки хранятся отдельно или их вставляют/вкручивают в пиротехнические изделия, артиллерийские снаряды или гранты нелетального действия.
Функционирует описанная электрокапсюльная втулка следующим образом.
Когда прикладывается потенциал к корпусу 1 и центральному электроду 3, нихромовая нить низкоомного мостика 11 раскаляется, от чего воспламеняется в объеме инициирующая прослойка 13 и практически мгновенно поджигает воспламенительный заряд 14, активно сгорающий с образованием узко направленного из обечайки 8 огневого факела на основной заряд боеприпаса, который срабатывает.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по средствам электровоспламенения, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления электровоспламенительной втулки, можно сделать вывод о ее соответствии условиям патентоспособности.
По результатам испытаний опытных образцов на стенде и в структуре разнообразных пиротехнических изделий и артиллерийских патронов предложенная электровоспламенительная втулка рекомендована на серийное промышленное изготовление по заказам потребителей.