ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ ПАТРОН ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к патронам для рассеяния веществ наполнения, обеспечивающих тепловое излучение, и может быть использовано в качестве средства для создания ложных целей, имитирующих нагретые агрегаты, с целью защиты летательных аппаратов от головок самонаведения на инфракрасное излучение.
Уровень данной области техники характеризует снаряд для постановки комбинированной ложной цели по патенту RU 2239777, F42В 12/48, 12/70, 2004 г., содержащий электровоспламенитель, помещенный в стакане (обойме) с дросселирующими отверстиями, направленными на метательный пороховой заряд, смонтированный в цилиндрическом корпусе на поперечной перемычке, формирующей ресивер и примыкающей к блоку (штабелю) кассет с полезной нагрузкой.
Метательный пороховой заряд предназначен для вышибания функциональной конструкции целиком из корпуса снаряда.
При этом обойма электропускового устройства с дном корпуса жестко связаны стяжкой, на которой последовательно в обоймах смонтированы размещенные в перфорированной трубке пирозамедлители, инициаторы воспламенения и импульсные заряды метания полезной нагрузки из кассет.
Для разделения кассет в атмосфере и автономного действия полезной нагрузки по назначению центральная стяжка выполнена с ослабленным сечением, по которому происходит разрушение от действия давления газообразных продуктов, генерируемых при горении метательного заряда, в результате чего весь блок кассет выстреливается из корпуса снаряда.
Кассеты с дипольными отражателями по периметру экранированы сдвижными полуцилиндрическими толкателями, перекрывающими перфорации центральной трубки, сохраняя их целостность и форму.
Особенностью описанной конструкции является ее различная комплектация последовательно связанными в огневой цепи кассетами с полезной нагрузкой для комбинированного действия или раздельной постановки помех по видам.
Полезная нагрузка кассет этого снаряда комбинированного действия выполнена в виде галет плотно упакованных дипольных отражателей и/или с набором несгорающих пластин, имеющих покрытие из дымообразующего материала.
Будучи рассеянными в атмосфере, первые из них создают радиолокационные помехи для средств обнаружения, а вторые - ложные цели в виде электромагнитного излучения в инфракрасном диапазоне длин волн.
Однако, продолжением достоинств является присущий недостаток, который выражается в сложности конструкции снаряда, высокой трудоемкости изготовления, что ограничивает потребное серийное использование для практического вооружения летательной техники.
Отмеченный недостаток устранен в целевых патронах простой конструкции, предназначенных для раздельного создания противорадиолокационных помех (патент RU 2231741) и для постановки ложных целей в виде источников инфракрасного излучения, имитирующих нагретые агрегаты и узлы боевой техники (патент RU 2231742).
По технической сущности и числу совпадающих признаков в качестве наиболее близкого аналога предложенному пиротехническому патрону инфракрасного излучения выбран патрон, описанный в патенте RU 2231742, F42В 5/15, 12/70, 2004 г.
Известный патрон содержит цилиндрический корпус с резьбовым электровоспламенителем, установленным в центральной обойме корпуса, которая оснащена на выходе дросселирующей дюзой для формирования огневого факела, направленного воспламенительного действия на функциональную пиротехническую шашку, опирающуюся через кольцевой обтюратор на полый цилиндрический поддон, который формирует ресивер, где накапливаются газообразные продукты горения шашки.
Цилиндрическая шашка по периметру имеет продольные каналы, развивающие поверхность горения, и примыкает к внутренней поверхности корпуса через радиальный зазор, служащий для огнепередачи воспламенительного импульса.
Глубина продольных каналов шашки имеет несколько большую величину, чем размер кольца обтюратора, для гарантированной коммуникации ресивера с наружной поверхностью шашки при воспламенении.
При подаче электрического импульса с борта летательного аппарата на электровоспламенитель удерживаемого в пусковой установке за донный фланец корпуса патрона посредством дросселирующей дюзы формируется плотный узконаправленный огневой форс, поступающий на воспламенение пиротехнического состава функциональной шашки, при горении которого генерируется аэрозоль, заполняющий ресивер.
Возросшим давлением накопившихся в ресивере газообразных продуктов горения, распределено передаваемым через кольцевой обтюратор на шашку и далее на крышку, крышка продольно перемещается и отгинает завальцованный торец корпуса, освобождая проход для шашки, выбрасываемой в атмосферу, где она догорает и создает аэрозольное облако.
Твердые раскаленные частички аэрозоля служат источниками инфракрасного излучения, формируя ложную цель для средств обнаружения и наведения.
Однако, этот пиротехнический патрон имеет следующие недостаток - функциональную ненадежность при запуске с борта вертолета, когда динамично выброшенные из корпуса пиротехнических патронов крышки, выполненные из алюминия или его сплавов, врезаются в тонкостенную обшивку лопастей винтов при соударении торцом.
Это является недопустимым по условиям эксплуатации летательных аппаратов.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности универсальной конструкции пиротехнического патрона инфракрасного излучения.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном пиротехническом патроне инфракрасного излучения, содержащем цилиндрическую шашку функционального состава с продольными канавками по образующей, коаксиально установленную с радиальным зазором в корпусе, опираясь через кольцевой обтюратор на полый перфорированный поддон, формирующий ресивер, где в центральной посадочной обойме на дне корпуса смонтирован электровоспламенитель, при этом шашка посредством сальника закрыта крышкой, геометрически замкнутой материалом торца корпуса, по предложению авторов, крышка выполнена из армированного полиамида и оснащена, как минимум, с наружной стороны демпфирующими карманами, формирующими реборды.
Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности адаптированного для применения в летательных аппаратах, в частности, на вертолетах, пиротехнического патрона инфракрасного излучения, путем усовершенствования конструкции крышки корпуса по материалу и конфигурации.
Торцевые реборды, сформированные карманами по поверхностям крышки, выполняют функции амортизаторов при соударении с плоскостями винтов вертолета, работая как пластинчатые пружины, упруго демпфируя динамическую нагрузку, чем предотвращаются внедрение крышки торцом и пробоины в плоскости винта.
Армированный полиамид в качестве конструкционного материала крышки характеризуется относительно высокими упругими свойствами при ударной нагрузке, развиваемой метательным импульсом газообразных продуктов горения функционального пиротехнического заряда патрона, которые обеспечивают амортизацию при соударении крышки торцом, когда давление кратно увеличивается
Спрофилированные для амортизации ударной нагрузки соударения реборды крышки упруго деформируются, предотвращая ее внедрение в лопасти винта вертолета.
В изделиях большого калибра необходимо формирование амортизирующих реборд на торцах крышки посредством карманов на обеих ее поверхностях, что обеспечивает демпфирующее действие при равно вероятном взаимодействии с лопастями винта вертолета. При этом перемычка между карманами с обеих сторон крышки расчетной толщины, обеспечивающей несущую ее прочность, выполняет функции пластинчатой пружины в целом, что усиливает демпфирующее действие.
Выполнение крышки из армированного полиамида обеспечивает функциональную безопасность помехосоздающих боеприпасов, монтируемых на борту летательного аппарата, при сохранении требуемой конструкционной прочности изделия в работе по назначению.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративные цели и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображены:
на фиг.1 - предлагаемый пиротехнический патрон инфракрасного излучения;
на фиг.2 - крышка а корпуса;
на фиг.3 - то же, вариант выполнения.
Предложенный патрон для постановки ложных целей в форме аэрозольных источников инфракрасного излучения содержит функциональную шашку 1 спрессованную из пиротехнического состава, коаксиально установленную в цилиндрическом корпусе 2. Диаметр шашки 1 гарантированно меньше внутреннего диаметра корпуса 2 для формирования радиального зазора 3 в качества газовода генерируемого при горении шашки 1 функционального аэрозоля.
В шашке 1 выполнены распределенные по периметру продольные пазы 4, которые развивают поверхность горения для интенсивного генерирования излучающего аэрозоля.
Шашка 1 опирается на кольцевой обтюратор 5, установленный на полый перфорированный поддон 6 в форме цилиндра, на внешней поверхности которого имеется кольцевой выступ 7 примыкающий к корпусу 2 изнутри.
Поддон 6 базируется на дне корпуса 2 и в продольном направлении ограничен рифлениями 8 в корпусе 2, сформированными над выступом 7 поддона после размещения последнего в рабочем положении.
Удерживая шашку 1, поддон формирует ресивер 9 для накопления генерируемого аэрозоля при горении пиротехнического состава шашки 1. При этом между поддоном 6 и корпусом 2 образуется объем ресивера 9, взаимодействующий непосредственно с кольцом обтюратора 5 и сообщающийся с центральной частью ресивера 9 через его перфорации, что обеспечивает общее давление. Узкое кольцо обтюратора 5, воспринимающее давление в ресивере 9, передает на шашку 1 значительно большее усилие выталкивания, что повышает динамику процесса.
Глубина продольных пазов 4 выполнена большей, чем кольцевая перемычка обтюратора 5, для формирования гарантированной коммуникационной связи ресивера 9 с лазами 4 и радиальным зазором 3, куда незамедлительно поступают горячие газообразные продукты горения шашки 1 на воспламенения по всей развитой поверхности.
В донной части корпуса 2 имеется центральный прилив, образующий посадочную обойму 10 под резьбовой электровоспламенитель 11, завинченный через прослойку 12 герметика.
Высота прослойки 12 герметика выбрана в диапазоне 1/3-1/2 высоты обоймы 10 от торца корпуса 2 по следующим ограничениям.
При высоте прослойки 12 менее трети высоты обоймы 10 не обеспечивается надежного изолирования внутреннего объема патрона, исключающее взаимодействие атмосферной влаги с пиротехническим составом шашки 1, что снижает ее воспламеняемость и работоспособность.
При высоте прослойки 12 более половины высоты обоймы 10 электрический контакт с электровоспламенителем 11 неустойчив, что создает функциональные проблемы инициирования горения шашки 1 и ограничивает использование пусковой установки с периферийным токоподводом.
Посадочная обойма 10 оснащена диафрагмой 13 с калиброванным выходным отверстием (дюзой) для радиального обжатия формируемого огневого форса из продуктов сгорания наполнения электровоспламенителя 11.
На верхний торец шашки 1 (по чертежу), через сальник 14 (уплотнительную прокладку из газопроницаемой губчатой резины), установлена крышка 15, которая геометрически замкнута с корпусом 2 посредством завальцовки его открытого торца.
Крышка 15 выполнена литьем из стеклонаполненного полиамида 6 с модифицирующими добавками марки армамид ПАС В30-3МУП (ТУ 2243-040-11378612-2002), где обозначает:
СВ 30 - интервал массовой доли стекловолокна;
3 - номер разработки;
МУЛ - модифицированный, улучшенной прочности.
Этот специальный армированный полиамид характеризуется следующими физико-механическими свойствами (не менее):
прочность при разрыве
170 МПа;
изгибающее напряжение при максимальной нагрузке
250 МПа;
относительное удлинение при разрыве
1,5-4,0%;
ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза
60 КДж/м;
температура изгиба под нагрузкой
1,8 МПа 200°С;
усадка при литье
0,3-0,6%;
плотность
1,41-1,45 г/см<sup>2</sup>.
Свойства выбранного материала (армированного полиамида) для крышки 15 пиротехнического патрона удовлетворяют требованиям по конструкционной прочности и функциональной безопасности при соударении с плоскостями винтов вертолета.
По торцу крышки 15 (фиг.2, 3) под сальник 16 (фиг.1) выполнен кольцевой паз 17, который формообразует реборды 18 и 19.
В крышке 15 по наружной поверхности выполнены карманы 20, которые обеспечивают пружинящие свойства реборде 18, на которой геометрически замкнут обжимом торец, корпуса 2 патрона, что создает конструктивную монолитность изделия.
Для патронов крупного калибра в крышке 15 с внутренней стороны выполнен карман 21 для обеспечения демпфирования реборды 19 в случае ее соударения с плоскостями винтов вертолета. При этом крышка 15 приобретает свойства рессоры и в целом работает как пластинчатая пружина.
Геометрические соотношения конструктивных элементов крышки 15, удовлетворяющие требованиям эксплуатации по несущей прочности и упругой деформации были рассчитаны по математической модели планирования эксперимента и проверены на опытных образцах в патронах разного калибра.
Функционируют предложенный патрон следующим образом.
При подачи с борта летательного аппарата электрического импульса запуска на электровоспламенитель 11 непосредственно или через периферию торца корпуса 2, электрически связанного посредством контакта обоймы 10 с электровоспламенителем 11, последний срабатывает и формирует пламенный форс, поступающий на торец шашки 1, воспламеняя ее пиротехнический состав.
Пламенный форс электровоспламенителя 11 в дюзе диафрагмы 13 дросселируется, в результате чего пламенный форс уплотняется и увеличивается его линейна скорость, что необходимо для воспламенения шашки 1 удаленного расположения в патронах крупного калибра.
Для патронов малого калибра, где нет необходимости в увеличении динамики формируемого электровоспламенителем 11 пламенного форса, подаваемого на близко расположенную функциональную шашку 1, на выходе обоймы 10 исключена диафрагма 13, поэтому тепловой импульс передается свободно.
Огневая цепь в обоих вариантах выполнения идентична.
Горение шашки динамично распространяется по продольным пазам 4 и через зазор 3 по цилиндрической поверхности шашки 1, а также далее через газопроницаемый сальник 14 - на верхний торец шашки 1.
Генерируемый при сгорании пиротехнического состава аэрозоль заполняет ресивер 9 и свободный объем под крышкой 15 внутри кольцевого сальника 14, где повышается давление.
Давлением газо-аэрозольных продуктов горения шашки 1 крышка 15 продольно перемещается и отгинает завальцовку торца корпуса 2, освобождая путь шашке 1, которая выбрасывается в атмосферу из корпуса 2, удерживаемого за донный фланец в пусковой установке.
Шашка 1 догорает в атмосфере, формируя облако аэрозоля, твердые раскаленные частички которого служат источниками инфракрасного излучения, формообразуя ложную цель для средств обнаружения и наведения.
Патрон характеризуется простой конструкцией и надежностью действия.
Положительные результаты испытаний опытных образцов на макетах и стрельбой позволяют рекомендовать Заказчику поставку изделий на перевооружение летательных аппаратов.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявлением уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по защите объектов техники от разведовательных средств, показал, что она не известна, а с учетом возможности практического серийного изготовления пиротехнических патронов инфракрасного излучения, можно сделать вывод о соответствии ее критериям патентоспособности.