РЕЖУЩЕЕ УСТРОЙСТВО
CUTTING APPARATUS

Изобретение относится к режущему устройству для разъединения, по меньшей мере, двух конструктивных узлов, которые соединены между собой с помощью механического соединения. Изобретение относится, в частности, к режущей системе для отделения тормозной системы от боеприпаса. В случае боеприпаса речь может идти, в частности, о суббоеприпасе для создания ложной цели.
Суббоеприпасы должны отделяться от самого носителя, например, ракеты, как правило, после истечения запрограммированного при запуске времени задержки. При этом отделении происходит ускорение суббоеприпаса. Сама вытекающая из этого скорость является, однако, слишком высокой для обеспечения эффективности и стабильности ложной цели. Поэтому необходимо притормаживание суббоеприпаса до определенной скорости. Для достижения этого притормаживания суббоеприпас перед полным развертыванием притормаживают с помощью тормозного парашюта. После истечения заданного времени этот тормозной парашют необходимо отделить от общей системы суббоеприпаса, чтобы притормаживание ложной цели было не слишком сильным. На практике отделение производит режущее устройство. Это выполненное в виде устройства для разрезания каната или проволоки режущее устройство отделяет шнур, например, из арамидного волокна, приблизительно через 0,6 с. С момента срабатывания режущего устройства. Время можно разнообразно регулировать с помощью предпочтительно пиротехнического элемента задержки. Вид подлежащей разрезанию среды задан. Производительность режущего устройства можно регулировать, например, с помощью различных пиротехнических замедлителей, различного материала лезвий и различной геометрии лезвий. В результате отделения тормозной парашют отбрасывают и активируют основной парашют.
Такой боеприпас раскрыт в документе DE 8711922 U1. В конце фазы торможения кассетную часть отделяют вместе с тормозным парашютом. Следующий боеприпас с тормозным парашютом описан в документе DE 19644380 A1.
Из документа DE 102005010125 A1 известен боеприпас, содержащий для программирования гальваническую линию, например, кабель. Он должен быть отделен по возможности в ранний момент времени развития выстрела. Для этого внедрено режущее устройство, которое состоит главным образом из направляемого в неподвижно зажатом цилиндре поршня с предпочтительно острой кромкой. Кабель прокладывают с фиксацией в соединенной с взрывателем реактивного заряда защитной трубе к острию взрывателя реактивного заряда и далее к хвостовой части ракеты. При этом в верхней области цилиндра кабель проводят через отверстие, расположенное поперечно направлению ускорения. Затем при движении поршня вперед кабель разрезают с помощью острой кромки.
На практике наряду с такими механическими режущими устройствами существуют различные электрические резаки тросов, все из которых действуют по принципу накопленной энергии. Однако, при этом недостатком является то, что время воздействия на аккумулирующую среду является ограниченным. В случае механических режущих устройств аккумулирующая среда представляла бы собой, например, пружины с предварительным натяжением, при электрических режущих устройствах – например, батареи. В частности, при использовании электрических режущих устройств они весьма чувствительны к электромагнитному излучению и электростатическим разрядам. Для режущих устройств, базирующихся на электрическом запале/электродетонаторе с мостиком накаливания, эти указанные факторы означают определенный риск в функциональной цепочке. Вследствие мешающего излучения, а также электростатических разрядов может произойти их непреднамеренное срабатывание.
Задачей изобретения является создание режущего устройства, которое также в сложных погодных условиях обеспечивает надежное разъединение, по меньшей мере, двух конструктивных групп, соединенных между собой с помощью механического соединения.
Задача решена с помощью изобретения, охарактеризованного признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В основу изобретения положена идея отказа от принципа наколенной энергии и натяжения ударника нажимной пружиной с помощью энергии торможения тормозного парашюта. При достижении определенной величины силы растяжения тормозного парашюта происходит деблокирование ударника. При этом указанный ударник ударяет по капсюлю-воспламенителю, который инициирует пиротехнический замедлитель. После выгорания замедлителя происходит активация режущего устройства. Это происходит, например, посредством воспламенения самого заряда режущего устройства. При этом в случае заряда речь должна идти о высокоэнергетическом материале. Для этого режущее устройство содержит, по меньшей мере, один пиротехнический заряд для выработки давления газа, которое затем это приводит к разрезанию механическим режущим элементом режущего устройства.
Преимущество режущего устройства с такой конструкцией заключается в том, что режущее устройство может обойтись без заранее накопленной энергии. Функциональная цепочка режущего устройства основана на чисто механическом принципе. Энергия для поджигания пиротехнических зарядов поступает в распоряжение системы боеприпаса вследствие эффекта торможения тормозного парашюта. Далее, режущее устройство не чувствительно к электростатическому разряду, а также к мешающему электромагнитному излучению, поскольку используют лишь пиротехнические заряды.
В результате выгорания заряда скачкообразно образуется большой объем газа. Этот объем газа ускоряет режущий элемент, например резец, в соответствии с режущим устройством. До момента своего ускорения резец с помощью срезного штифта удерживают в позиции до тех пор, пока не будет выработано определенное количество газа и обусловленное этим давление не станет достаточно высоким для того, чтобы также срезать срезной штифт. После того, как срезной штифт срезан, резец движется с высокой скоростью вдоль направляющей, на конце которой направляют подлежащее разрезанию соединение. Резец попадает на это соединение и ударяет вместе с ним по расположенной ниже шайбе, например латунной шайбе. При этом ударе происходит разрезание соединения.
Предлагается режущее устройство с, по меньшей мере, одним казёнником, по меньшей мере, одним запорным элементом, пружиной, ударником, ударным капсюлем-детонатором, зарядом, режущим элементом, упором и срезным штифтом, причем, по меньшей мере, один запорный элемент обеспечивает соединение между казёнником и ударником. Пружину натягивают на заданный момент времени, например, с помощью энергии торможения тормозного парашюта. После прохождения казёнником заданного пути деблокируют, по меньшей мере, один запорный элемент. Деблокирование ведет к разгрузке пружины, в результате чего происходит ускорение ударника, и он в конечной точке ударяет по ударному капсюлю-детонатору. В результате удара ударника по ударному капсюлю-детонатору происходит воспламенение находящегося в нем пиротехнического заряда. Посредством инициации пиротехнического заряда в ударном капсюле-воспламенителе воспламеняется замедлитель (при его наличии). При этом он регулирует время задержки. Ударный капсюль-детонатор или замедлитель поджигают следующий заряд. Выработанный в результате этого объем газа оказывает давление на режущий элемент. В момент достижения определенного давления происходит срезание срезного штифта, в результате чего режущий элемент ускоряется в осевом направлении. Режущий элемент с высокой скоростью, вытекающей из ускорения, ударяет по упору и при этом проникает в него. При этом происходит разъединение подлежащего разрезанию соединения, которое проведено через отверстие перед упором.
Использование названного выше режущего устройства не ограничено случаем боеприпаса. Режущее устройство можно применять во всех областях, где необходимо отказаться от электрической или накопленной иным образом энергии для разрезания шнуров, лент или т.п. Так, режущее устройство можно монтировать также в качестве аварийной системы, то есть в качестве аварийного стропореза в парашютных системах в дополнение к обычному режущему механизму. В этом случае аварийная система может функционировать в случае отказа фактического, например, электрического режущего устройства. Парашютные системы охватывают также системы для персональных парашютов.
Также представляется возможным использование в, например, защищенных кабинах транспортных средств, при которых определенные надстройки, конструктивные группы и т.п. соединены со структурой транспортного средства с помощью стальных канатов или т.п. Здесь ударник пришлось бы натягивать отдельно, при этом также возможно натяжение ударника вручную.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 – детальный вид режущего устройства в соответствии с изобретением;
фиг. 2-4 – режущее устройство в сборе;
фиг. 5 – альтернативный вариант присоединения.
На фиг. 1 показано режущее устройство 20 с казёнником 1, по меньшей мере, одним шариком 2, двумя кольцами 3, 4 круглого сечения в качестве уплотнительных колец, крышкой 5, а также пружиной 6 и ударником 7. Кроме того, режущее устройство 20 содержит колпачок 8, ударный капсюль-детонатор 9, а также среднюю часть 10 и пиротехнический замедлитель 11. Резьбовая уплотнительная шайба обозначена ссылочной позицией 12, заряд – ссылочной позицией 13, резец – ссылочной позицией 14 и упор – ссылочной позицией 15. Режущее устройство 20 дополнено срезным штифтом 17, который установлен в передней втулке 16. Срезной штифт 17 закреплен в передней втулке 16 с помощью накидной гайки 16.
Принцип действия заключается в следующем.
С помощью растягивающей силы казённик 1 вытягивают из крышки 5. Необходимую для этого силу регулируют с помощью пружины 6, в данном случае в качестве пружины сжатия. После преодоления казёнником 1 заданного пути происходит деблокирование, по меньшей мере, одного шарика 2 (запорный элемент). Этот, по меньшей мере, один шарик 2 представляет собой соединение между казёнником 1 и ударником 7. При деблокировании шарика (шариков) 2 пропадает соединение между казёнником 1 и ударником 7. Это ведет к разгрузке пружины 6. В результате разгрузки пружины 6 ударник 7 ускоряется и в завершение ударяет по ударному капсюлю-детонатору 9. Вследствие удара ударника 7 по ударному капсюлю-детонатору 9 происходит воспламенение находящегося в нем пиротехнического заряда. В результате инициации пиротехнического заряда в ударном капсюле-детонаторе происходит воспламенение замедлителя 11. При этом он регулирует время задержки. Можно выставлять любое время задержки. Оно может составлять даже 0 с. После выгорания замедлителя 11 на его конце воспламеняется следующий пиротехнический заряд, реактивный заряд 13. Выработанный в результате этого объем газов оказывает давление на режущий элемент 14, в данном случае резец. При достижении определенного давления происходит срезание срезного штифта 17, в результате чего режущий элемент 14 ускоряется в осевом направлении. Режущий элемент 14 на высокой скорости, вытекающей из ускорения, ударяет по упору 15 и при этом проникает в него. При этом происходит разделение подлежащего разрезанию соединения, которое проведено через отверстие перед упором 15.
Фиг. 2 показывает режущее устройство 20 к моменту времени, в который пружина 6 находится в натянутом состоянии и происходит деблокирование шарика (шариков) 2. На фиг. 3 показан момент времени, в который пружина 6 разгружена и происходит воспламенение замедлителя 11. Фиг. 4 в свою очередь показывает момент времени, в который происходит разделение подлежащего разрезанию соединения.
На фиг. 5 показан вариант подвешивания режущего устройства 20 в системе.