ПОРОХОВОЙ АККУМУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к военной технике, более конкретно к конструкции порохового аккумулятора давления (ПАД), используемого в качестве источника рабочего газа для обеспечения разделения боевых частей снарядов.
Для разделения боевых частей снарядов необходим источник энергии и рабочего вещества, обеспечивающий большой секундный приход газа за малый промежуток времени. Использование в качестве источника энергии зарядов из дымных ружейных порохов, приводит к появлению пика давления, вызывающего значительные перегрузки, действующие на разделяемые элементы головной части снаряда, которые под их воздействием могут быть разрушены. Исключить это позволяет применение ПАД, обеспечивающего снижение максимального давления в отсеке разделения и уменьшение силового воздействия на снаряжение.
ПАД по своей конструкции практически соответствует конструкции ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ), состоящего из камеры сгорания с размещенным в ней зарядом твердого топлива из трубчатых шашек, опирающихся на решетку, воспламенителя и соплового блока (Абугов Д.И., Бобылев В.М. Теория и расчет ракетных двигателей на твердом топливе. - М.: Машиностроение, 1987. - 272 с.: ил., стр. 14).
Анализ техники в области конструкции ПАД и РДТТ позволил выявить технические решения, наиболее близкие к заявляемому.
Известен пороховой аккумулятор давления (Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. / Под ред. Б.П. Жукова. Изд. 2-е исправ. - М.: Янус-К, 2000, стр. 434-435), принятый авторами за прототип, включающий корпус, состоящий из оболочки и днища, соплового выпускного устройства, опорных элементов для заряда, твердотопливный заряд, воспламенитель и средства инициирования запуска.
Однако описанная конструкция, с точки зрения применения ее в отсеке разделения боевых частей снарядов, обладает рядом недостатков, основными из которых являются: недостаточная надежность воспламенения порохового заряда; невозможность быстрого выхода на режим, особенно при минусовых температурах; малый расход газа; возможность разрушения опорных решеток; недостаточная надежность фиксации заряда при транспортировании, старте и движении ракеты на траектории.
Использование ПАД в отсеке разделения головной части снаряда, в частности реактивных систем залпового огня, дает ряд преимуществ, основными из которых являются: обеспечение «мягкого» разделения при котором перегрузки, действующие на выбрасываемое снаряжение не превышают допустимых значений, что исключает их разрушение; обеспечивает малые массо-габаритные параметры узла разделения; не усложняют конструкцию узла разделения и позволяет использовать его штатные элементы. При этом одновременно достигается увеличение относительной скорости разделяемых элементов конструкции.
Технической задачей полезной модели является разработка рациональной конструкции, обеспечивающей быстрый выход на режим ПАД, являющегося источником рабочего газа для разделения головных частей снарядов, при одновременном снижение силовых нагрузок на разделяемые элементы конструкции, и увеличении относительной скорости разделения.
Для достижения этой цели в ПАД известной конструкции, содержащий корпус, состоящий из оболочки и днища, сопловой блок, твердотопливный заряд, опорные элементы для заряда, воспламенитель; введены следующие технические решения: опорные элементы, удерживающие твердотопливный заряд из одноканальных шашек, выполнены в виде стаканов, стенки которых опираются на днище и сопловой блок, а донья снабжены щелевыми пропилами, ориентированными по параллельным хордам, проходящими через каналы шашек, которые фиксируются от радиальных и угловых перемещений посредством сгорающих вкладышей, размещенных в опорной части щелевых пропилов. При этом площадь проходного сечения пропилов в 1,3…1,4 раза превышает площадь проходного сечения твердотопливного заряда. Воспламенитель имеет газодинамическую инициирующую связь через разрушающуюся герметизирующую мембрану с внешним источником горячего газа.
Герметизирующая мембрана предназначена для предотвращения попадания в ПАД посторонних предметов, изменения свойств твердотопливного заряда под воздействием температурных перепадов и влажности, и выполняет роль узла форсирования. Задействование воспламенителя, размещенного в предсопловом объеме, осуществляется через разрушающуюся герметизирующую мембрану от внешнего источника горячего газа.
Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами.
На фиг. 1 представлен вариант предлагаемой конструкции ПАД.
На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.
Предлагаемый ПАД включает: днище 1; оболочку 3 с размещенным в ней твердотопливным зарядом одноканальных шашек 4 и воспламенителем 7; передний 2 и задний 6 опорные элементы крепления со щелевыми пропилами 10 для крепления твердотопливного заряда, сопловой блок 9 с герметизирующей мембраной 8, сгорающие вкладыши 5.
Предложенное устройство с учетом вышеприведенного описания функционирует следующим образом.
Работа ПАД начинается с подачи газодинамического инициирующего импульса от продуктов горения вышибного заряда отсека разделения. Под воздействием газодинамического инициирующего импульса прорывается герметизирующая мембрана 8 соплового блока 9 и зажигается воспламенитель 7. Продукты сгорания воспламенителя 7, состоящие из газа и раскаленных частиц конденсированной фазы, через щелевые пропилы 10 заднего опорного элемента 6 проникают в каналы шашек и зазоры между наружными поверхностями шашек твердотопливного заряда из одноканальных шашек 4, размещенного в оболочке 3 и удерживаемого опорным элементом 2, опирающимся на днище 1, и опорным элементом 6, опирающимся на сопловой блок 9, воспламеняя их. Надежное воспламенение всех поверхностей заряда и, следовательно, быстрый выход на режим обеспечиваются указанным соотношением между площадью проходного сечения заднего опорного элемента 6 и площадью проходного сечения твердотопливного заряда из цилиндрических одноканальных шашек 4, которое
составляет 1,3…1,4, а также соответствующим взаимным расположением щелей 10 опорных элементов 2, 6 и каналами твердотопливного заряда из одноканальных шашек 4.
При больших значениях, указанного соотношения, уменьшается площадь контакта шашек заряда с опорными элементами, что может приводить к деформации и разрушению шашек заряда. При меньших значениях, указанного соотношения, затрудняется протекание продуктов сгорания воспламенителя к поверхности многошашечного заряда, что ухудшает его воспламенение и увеличивает время выхода на режим ПАД.
Кроме того, принятое соотношение между площадью проходного сечения опорных элементов и площадью проходного сечения камеры исключает возможность их разрушения под действием перепада давления, возникающего при задействовании и работе ПАД.
В процессе транспортирования, и функционирования снаряда заряд трется об опорные поверхности решеток, что ведет к образованию пороховой стружки в камере и недопустимому повышению давления при срабатывании ПАД. Кроме того, при изменении температурного режима хранения ПАД стружка налипает на боковые поверхности заряда и шашки могут склеиваться между собой, что приводит к нерасчетному режиму работы. Для фиксации многошашечного заряда в камере сгорания при транспортировке, старте и движении снаряда на траектории, предотвращающей его радиальное перемещение и вращение относительно продольной оси, в конструкции предусмотрены сгорающие вкладыши 5, которые могут быть выполнены из твердого топлива той же марки, что и основной заряд.
Предложенное техническое решение позволяет обеспечить быстрый выход на режим ПАД, являющегося источником рабочего газа для разделения боевых частей снарядов, при одновременном снижение силовых нагрузок на разделяемые элементы конструкции снаряда и увеличении относительной скорости разделения.