ФЕЙЕРВЕРОЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ

Полезная модель относится к пиротехническим устройствам для иллюминации, увеселительных, зрелищных и сигнальных целей, а более конкретно, к фейерверочным патронам, включающим гильзу, метательное средство и капсюль.
Уровень данной области техники характеризует травматический патрон для оружия самообороны, описанный в патенте RU 146085 U1, F42B 5/00, 2014 г., который содержит композитную пулю с плоскими торцами, сердечник которой покрыт резиной (метаемый функциональный элемент), установленную в натяг в камере ступенчатой тонкостенной гильзы (трубчатой направляющей), несущей донную электровоспламенительную втулку, наполненную беспороховым метательным зарядом, сообщающуюся с камерой сгорания.
Особенностью этого патрона является то, что электровоспламенительная втулка совмещена с камерой сгорания и примыкает к периметру метаемого функционального элемента, сопряженного с диаметром металлической трубчатой направляющей.
Свободный объем электрокапсюльной втулки - форкамера сообщается с камерой сгорания, чем обеспечено полное сжигание продуктов горения метательного заряда и выравнивание давления на метаемый функциональный элемент.
Главной особенностью этого патрона является выполнение метательного заряда без пороха, из любой пиротехнической композиции, способной по своим характеристикам выполнять эти функции, в частности описанного в патенте RU 2453797, из состава, включающего роданид свинца, перхлорат калия и хромат свинца, или описанного в патенте RU 2484076 воспламенительно-метательного состава, включающего пироксилин, порошок алюминия/титана, поливиниловый спирт и сажу, которые стабильно воспламеняются и характеризуется устойчивым режимом горения, обеспечивая тем самым стабильность полета пули и заданную кинетическую энергию.
Совмещение электровоспламенительной втулки с камерой сгорания кратно увеличивает массу беспорохового метательного заряда для стабилизации усилия извлечения пули и характеристики ее баллистики.
Применение пиротехнической композиции для формирования метательного заряда (без пороха) и размещение его в электровоспламенительной втулке является принципиальным признаком патрона для достижения устойчивых характеристик горения.
Недостатком описанного коммерчески невыгодного патрона является сложность и дороговизна изготовления на прессовом оборудовании многопереходной вытяжкой металлической гильзы с упрочненным днищем для сохранности при воздействии давления продуктов сгорания и надежной посадки втулки в центральном канале, исключая прорыв высокотемпературных газов.
Отмеченный недостаток устранен в травматическом патроне (по варианту выполнения п. 6 формулы, рис. 2) патента RU 2453797 C1, F42C 5/00, F42B 5/02, 2011, который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному фейерверочному изделию.
Известный патрон включает метаемый функциональный элемент, который помещен внутри полимерной гильзы, которая снаружи усилена бандажной металлической трубкой.
В донной части гильзы смонтирована электровоспламенительная втулка, несущая беспороховой метательный заряд и совмещенная с камерой сгорания, которой примыкает к торцу функционального элемента, выполняя функции газогенератора, создающего метательный импульс при горении.
Наличие дополнительной корпусной трубки способствует упрочнению стенок направляющей гильзы и повышению энергетических характеристик патрона, так как собственно гильза из пластика частично поглощает энергию газов без разрушений, так как находится в бандажной трубке, отражающей деформационные сдвиги материала.
Однако, продолжением отмеченных преимуществ известного патрона является присущий недостаток, который выражается в сложности и нетехнологичности конструкции композитной гильзы из ряда элементов, изготовленных из разных материалов, предполагая высокую точность совмещаемых элементов для надежного их соединения в монолит, что ограничивает практическую реализацию в серийном производстве.
При беззазорном соединении (по условиям эксплуатации) электровоспламенительной втулки с гильзой известный патрон не предполагает универсальности для использования в разных калибрах без конструкторско-технологических модернизации и усовершенствования, то есть не является универсальным.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение функциональных возможностей фейерверочного изделия на базе известного патрона, конструкция которого является универсальной на практический ряд используемых калибров и разновидностей создаваемого визуального эффекта.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном фейерверочном изделии, включающем трубчатую направляющую, в донной части которой установлена электровоспламенительная втулка с беспороховым метательным зарядом, совмещенная с камерой сгорания, примыкающей к метаемому функциональному элементу, по предложению авторов, электровоспламенительная втулка с примыкающей камерой сгорания имеет форму бандажного стакана, связанного в монолит с трубчатой направляющей посредством прослойки из отвергающегося компаунда, опирающейся на кольцевой фланец открытого торца камеры сгорания, при этом функциональный элемент, представляющий собой пиротехнический заряд искро-форсового состава, покрыт пыжом.
Другой особенностью предложенного фейерверочного изделия является то, что пиротехнический заряд выполнен из дискретных фейерверочных таблеток, уложенных на поперечную диафрагму трубчатой направляющей, установленную на открытый торец камеры сгорания, сообщающейся с ее выпускными отверстиями.
Отличительные признаки предложенного технического решения расширили функциональные возможности патрона, в котором метательный беспороховой заряд дополнительно служит средством воспламенения примыкающего к камере сгорания пиротехнического фейерверочного снаряжения, при этом обеспечена универсальность конструкции устройства инициирования, которое адаптируется в изделиях разного калибра посредством трансформируемой прослойки.
Использование в предложенном изделии беспорохового метательного заряда позволило достичь яркого зрелищного эффекта от хорошо различимого и видимого искро-форсового действия метаемого функционального заряда, которое не затемняется, не экранируется пороховым дымом.
Выполнение совмещенных между собой электровоспламенительной втулки и камеры сгорания в форме бандажного стакана позволило локализовать внутри инициирующего устройства подъем рабочего давления для метания фейерверочного заряда на заданную высоту.
При этом для изготовления трубчатой направляющей и адгезионной прослойки, не воспринимающих силовой нагрузки запуска, стало возможным использование простейших в переработке материалов.
Выполнение прослойки адгезионной связи электровоспламенительной втулки с трубчатой направляющей из отверждающегося компаунда обеспечивает универсальность средства инициирования, пригодного для использования в изделиях различного калибра, переменной величины радиальный установочный зазор в которых компенсируется толщиной прослойки заливаемого компаунда, жестко связывающего бандажный стакан с трубчатой направляющей при отверждении в конструктивное единство формы и функции.
Кольцевой фланец открытого торца камеры сгорания обеспечивает при формировании прослойки между бандажным стаканом направляющей гильзы заливку радиального установочного зазора с ее нижнего конца, который для этого противно переориентирован вверх до отверждения компаунда.
Использование покрывающей метаемый функциональный заряд поперечной перемычки в качестве пыжа обеспечивает его изолирование для сохранности пиротехнического снаряжения и служит для обтюрации газообразных продуктов горения метательного заряда, чтобы концентрировать силовой импульс необходимого уровня.
Особенностью заявленной конструкции фейерверочного изделия является расширение технологических возможностей по использованию генерируемых горячих газообразных продуктов горения метательного заряда, которые выполняют дополнительную функцию воспламенения искро-форсового состава метаемого функционального заряда - фейерверочного снаряжения патрона, то есть беспороховой заряд служит в качестве метательного и воспламенительного средства для фейерверочного снаряжения предложенного изделия.
Установка на открытый торец камеры сгорания поперечной диафрагмы трубчатой направляющей позволяет использовать в качестве метаемого функционального элемента насыпной пиротехнический заряд из фейерверочных таблеток, которые создают россыпь разноцветных огней для разнообразия визуального эффекта праздничной иллюминации.
Диафрагма при этом служит в качестве поршня, давлением газообразных продуктов горения метательного заряда выталкивающего насыпной функциональный заряд в форме фейерверочных таблеток из трубчатой направляющей.
Коммуникационные выпускные отверстия диафрагмы формируют распределенные длиннофокусные огневые форсы из камеры сгорания, которые одномоментно воспламеняют с поверхности все фейерверочные таблетки насыпного функционального заряда, метаемого из трубчатой направляющей на заданную высоту.
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 сверх-эффектом суммы признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже изображено:
на фиг. 1 - фейерверочное изделие;
на фиг. 2 - то же с насыпгым функциональным зарядом.
Фейерверочное изделие содержит электровоспламенитель 1, который шлейфами 2 подключается к пусковому устройству (условно не показано).
Электровоспламенитель 1 установлен в бандажном стакане 3, где помещен беспороховой метательный заряд 4 с образованием камеры 5 сгорания, открытый торец которой примыкает к метаемому фейерверочному заряду 6 (фиг. 1).
Бандажный стакан 3 расположен коаксиально трубчатой направляющей 7 (картонной, полимерной), с которой адгезионно связан посредством прослойки 8 из отверждаемого компаунда, который заливается в зазор между стаканом 3 и направляющей 7 при переворачивании последней, когда закрепленный на открытом торце камеры 5 сгорания кольцевой фланец 9 перекрывает вышеуказанный зазор.
После отверждения компаунда прослойки 8 направляющую переворачивают и вовнутрь на закрепленный стакан 3 и его кольцевой фланец 9 устанавливают фейерверочный заряд 6, который сверху фиксируют пыжом 10.
Для разнообразия визуального эффекта типа «салют» или «букет» предложенное изделие (фиг. 2) снаряжают фейерверочными таблетками 11 искро-форсового состава, насыпаемыми на диафрагму 12, которая предварительно размещается на фланце 9 бандажного стакана 3.
Диафрагма 12 посредством выпускных отверстий 13 сообщается с камерой 5 сгорания воспламенительно-метательного заряда 4 в стакане 3.
Особенностью конструкции по предложенной полезной модели является ее универсальность, которая достигается переменной толщиной прослойки 8 для разных калибров фейерверочных изделий, отличающихся диаметром трубчатой направляющей 7 и соответствующим диаметром заряда 6 или объемом насыпаемых таблеток 11. При этом остается неизменным воспламенительно-метательный узле в составе бандажного стакана 3, электровоспламенителя 1 и заряда 4 в камере 5 его сгорания, для всего практического ряда фейерверочных изделий.
Функционирует фейерверочное изделие следующим образом.
Снаряженное изделие устанавливается донной частью на ровную поверхность. Для запуска изделия в действие шлейфы 2 подключают к клеммам электробатарейки, в результате чего срабатывает электровоспламенитель 1, огневым форсом с которого воспламеняется пиротехнический заряд 4.
При активном горении пиротехнического заряда 4 генерируется большое количество горячих газообразных продуктов, содержащих распределенную конденсированную фазу, поступающих непосредственно к заряду 6 (фиг. 1) или через выпускные отверстия 13 диафрагмы 12 (фиг. 2) в форме длиннофокусных форсов в объем насыпанных фейерверочных таблеток 11 (пироэлементов).
Пиротехнический заряд 6 и насыпные пироэлементы 11 в обоих случаях воспламеняются и устойчиво горят.
При этом возросшим давлением газообразных продуктов горения заряда 4 функциональный заряд 6 и диафрагма 12 получают линейное ускорение и перемещаются вдоль трубчатой направляющей 7, выталкивая впереди себя пыж 10, во втором случае через упор посредством пироэлементов 11.
Горящие заряд 6 и пироэлементы 11, который рассыпаются в пространстве, поднимаются на заданную высоту, образуя сноп ярких светящихся искр, которые создают красочный эффект соответственно «букета» и «салюта».
Испытания опытных образцов фейерверочных изделий подтвердили их надежное функционирование по назначению, при этом достигается технологическая универсальность конструкции при изготовлении различных калибров.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков полезной модели.
Предложенные отличия фейерверочного изделия, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по летающим пиротехническим изделиям.
Изготовление предложенного фейерверочного изделия возможно на действующем производстве серийно.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии полезной модели условиям патентоспособности.