СВЕТОЗВУКОВОЕ СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
SOUND AND LIGHT SIGNALLING DEVICE

Изобретение относится к инженерным устройствам, предпочтительно минам, для сигнализации путем распространения газообразных веществ, полученных в результате химических реакций, и может быть использовано в качестве охранного сигнального средства закрытых территорий.
Уровень данной области техники характеризует ручная ракета светового сигнала бедствия, описанная в патенте SU 201165, 72d, 19/01 (МПК F07f), 1967 г., которая содержит вмонтированные в общую пусковую гильзу реактивного двигателя с терочным воспламенительным узлом и сигнальный блок, выполненный из последовательно помещенных в металлическую оболочку нескольких сигнальных звездок с центральным каналом, в каждой из которых вставлен запрессованный в колпачок замедлитель.
Между звездками помещены пороховой вышибной заряд и обтюрирующая прокладка, причем сигнальные звездки изготовлены из цветного пиротехнического состава.
Реактивный двигатель поднимает сигнальный блок на высоту 400-500 м и отделяется от него при помощи вышибного заряда, который одновременно воспламеняет замедлитель первой звездки.
Замедлитель через 2,5-3,5 с воспламеняет вышибной заряд под первой звездкой, который выбрасывает ее из оболочки блока и одновременно воспламеняет замедлитель второй звездки.
В такой последовательности срабатывают все помещенные в оболочке сигнального блока звездки.
Время действия сигнала от начала горения первой звездки до конца горения последней составляет 19-22 с, а дальность видимости сигнала составляет 30 км.
Недостатком описанного светового сигнального устройства является его целевое назначение, которое исключает его применение в автоматическом режиме ожидания, в скрытном положении, углубленным в грунте, в качестве охранного сигнального средства периметра закрытых территорий.
Отмеченный недостаток устранен в сигнальной мине, описанной в Руководстве по материальной части и применению «Инженерные боеприпасы», книга первая, М., Воениздат, 1976 г., с. 185-187, рис.137, которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенному сигнальному устройству.
Известное сигнальное устройство предназначено для минирования местности в целях оповещения войск о появлении противника на охраняемой территории, кроме того, может быть использовано имитации взрывов противопехотных мин для проведения войсковых учений и при киносъемках.
Устанавливаемая вручную мина массой 0,4 кг, содержащая 12-15 шт. функциональных звездок, обеспечивает продолжительность действия звукового сигнала 8-10 с и светового сигнала в течение 10-12 с.
Высота вылета из грунта сигнальных звездок составляет от 5 до 25 м при слышимости и видимости сигналов до 500 м.
Комплект сигнального устройства содержит собственно мину неокончательно снаряженную, взрыватель марки МУВ с Р-образной чекой, проволочную растяжку с карабином и деревянный колышек.
В корпусе, выполненном в форме тонкостенного металлического стакана, помещено функциональное пиротехническое снаряжение в последовательно установленных сигнальных блоках: звукового и светового.
Под блоком звездочек звукового действия расположен установленный на дне корпуса блок канальных звездок светового действия, под каждой из которых помещен пороховой вышибной заряд на обтюрирующей картонной прокладке.
В открытом торце корпуса закреплена ниппельная втулка с осевым дросселирующим каналом, направленным на пороховой усилительный заряд, примыкающий к воспламенительной прослойке на торце звездки блока звукового действия.
Дросселирующая втулка в трубчатом корпусе уплотнена резиновым кольцом, прижатым крышкой.
Во втулке, примыкая к дросселирующему каналу, установлен капсюль-воспламенитель, соосно которому расположен подпружиненный боек стреляющего механизма взрывателя МУВ, навинченного на втулку.
Боек, нагруженный боевой пружиной, зафиксирован в оболочке взрывателя посредством чеки, в петлю которой устанавливают карабин, связанный с проволочной растяжкой, закрепляемой на предварительно забитом в грунт колышке, выступающем на 12-15 см.
Растяжка крепится к карабину с небольшой слабиной, чтобы не оказывать силового воздействия на чеку взрывателя. После этого чеку расшплинтовывают и маскируют мину.
При натяжении проволочной растяжки выдергивается чека взрывателя, освобождая боек, который под действием боевой пружины накалывает капсюль-воспламенитель.
Форсом огня от сработавшего капсюля-воспламенителя, сформированным в дросселирующем канале втулки, воспламеняется пороховой вышибной заряд и воспламенительный состав прослойки на верхней звездке звукового блока.
Газами, образовавшимися при сгорании порохового заряда, вышибается втулка, обтюрирующее кольцо и взрыватель, освобождая открытый торец трубчатого корпуса для прохода высокоскоростного потока газообразных продуктов горения пиротехнических звездок, который на выходе из корпуса генерирует звуковые колебания высокого тона - свист, являющийся резким звуковым сигналом несанкционированного проникновения на охраняемую территорию, хорошо слышимым на значительном удалении.
Следом срабатывают звездки светового блока, дополнительно формируя световое облако, различимое в светлое время суток.
Тепловой энергией при догорании нижней звездки звукового блока воспламеняется верхняя (примыкающая) канальная звездка светового действия и активно горит по развитой поверхности, при этом воспламеняется по осевому каналу и горит пороховой вышибной заряд, генерируя газы, которыми горящая звездка выстреливается по направляющему трубчатому корпусу на заданную высоту, где догорает ярким светом.
Вышибной заряд одновременно воспламеняет примыкающую звездку светового блока, в результате чего последовательно выстреливаются все звездки, образуя хорошо видимый на большом удалении световой сигнал.
Недостатком известного сигнального устройства является неудовлетворительная надежность функционирования по назначению.
Во-первых, при взрывчатом превращении порохового заряда головной части устройства динамично образуются газообразные продукты высокого давления, достаточного для полного вскрытия торца трубчатого корпуса, резким движением на выходе которых образуется разряжение в формируемой полости, что дестабилизирует горение звездки или отрывает фронт ее горения, следствием чего может быть полное затухание - отказ срабатывания устройства в целом.
Кроме того, передача теплового импульса между блоками при догорании нижней звуковой звездки не гарантирует инициирования горения звездок звукового блока без специальных усиливающих средств воспламенения.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности сигнального устройства комплексного действия в автоматическом режиме при использовании в качестве охранного средства закрытой территории.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном светозвуковом сигнальном устройстве, содержащем капсюль-воспламенитель, установленный в дросселирующей втулке, закрепленной в крышке, оснащенной уплотнительным кольцом, и направленной на блок звуковых звездок, последовательно которому смонтирован в общем трубчатом корпусе в форме стакана блок канальных световых звездок, каждая из которых примыкает к вышибному заряду, согласно изобретению, блок звуковых звездок отделен посредством ресиверов от дросселирующей втулки и блока световых звездок, герметизированого снизу слоем мастики, при этом в нижнем ресивере установлен воспламенительный заряд, а на дне корпуса помещена демпфирующая прокладка.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили функциональную надежность сигнального устройства за счет гарантированного последовательного действия звукового и светового сигналов, что позволяет его использовать при скрытом размещении в грунте в качестве реактивного информационного средства охраны периметра закрытой территории от несанкционированного вторжения.
Дистанцированное размещение блока звуковых звездок от дросселирующей втулки и блока световых звездок через ресиверы направлено на накопление в них генерируемых газообразных продуктов горения, заполняющих свободный объем для аккумулирования потенциальной энергии от роста давления, в результате чего в каждом случае происходит вышибание вышерасположенных элементов, освобождая проход в направляющем трубчатом корпусе для свободного движения высокоскоростного газового потока от горения звуковых звездок и дискретного вылета световых звездок соответственно.
При этом высокотемпературным направленным форсом пламени от капсюля-воспламенителя из осевого канала дросселирующей втулки гарантированно инициируется горение открытой поверхности верхней звездки звукового блока, то для надежного воспламенения примыкающей звездки светового блока посредством тепловой энергии догорающего звукового блока дополнительно установлен усилитель в форме пороховой прослойки, обеспечивающей стабильное горение по всей торцевой поверхности светового блока.
Герметизация блока световых звездок снизу прослойкой мастики обеспечивает обтюрирование устройства, то есть этим предотвращается прорыв под снаряжение корпуса газообразных продуктов, образующихся при функционировании устройства.
Размещение под блоком световых звездок демпфирующей многослойной прокладки по определению компенсирует динамические нагрузки, возникающие при функционировании устройства, поглощая колебания давления при срабатывании зарядов и амортизируя их, чем предотвращается разрушительное ударное действие на дно корпуса, который сохраняет целостность в течение всего времени работы.
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 сверхэффектом суммы признаков.
Газодинамическая многопараметральная задача создания в ресиверах давления газообразных продуктов горения, при котором гарантированно воспламеняются пиротехнические составы функциональных звездок с максимальным удельным газообразованием, для обеспечения через время задержки метания вышерасположенного газодинамического затвора без срыва фронта горения с поверхности звездки, была решена методом математического планирования эксперимента. Затем, согласно расчетным данным, изготавливались опытные образцы для натурных испытаний, в соответствии с которыми уточняли геометрию, соотношение размеров взаимодействующих структурных элементов для достижения оптимальных режимов характерных параметров в доверительном диапазоне, при надежном функционировании устройства.
Изобретение отработано во всем диапазоне калибров штатных устройств охранной сигнализации скрытного применения.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображено:
на фиг.1 - предложенное светозвуковое устройство;
на фиг.2 - схема монтажа охранного средства.
Светозвуковое устройство (фиг.1) инженерного охранного средства выполнено в тонкостенном трубчатому корпусе 1, выполненном в форме стакана, на дне которого размещены демпфирующая прокладка 2 в виде набора картонных кружков, сверху герметизированную слоем 3 мастики, в частности из анаэробного состава.
На прокладку 2 опирается блок 4 световых звездок 5 в форме пиротехнических шашек с осевым каналом 6, каждая из которых установлена на обтюрирующем картонном кружке 7 через прослойку 8 дымного ружейного пороха (вышибного заряда).
В верхней части блока 4 выполнен ресивер 9, футерованный прослойкой 10 из воспламенительного состава, чувствительного к тепловому импульсу.
К блоку 4 световых зарядов примыкает блок 11 звездок 12 звукового действия, в головной части которого выполнен ресивер 13, покрытый монтажной поперечиной 14.
На поперечине 14 смонтирована опорная втулка 15 с центральным дросселирующим каналом 16, направленным в ресивер 13.
Сверху в опорной втулке 15 размещен капсюль-воспламенитель 17, примыкающий к ее дросселирующему каналу 16.
Втулка 15 установлена внутри примыкающего к трубчатому корпусу 1 уплотняющего кольца 18, на котором расположено обтюрирующее резиновое кольцо 19, нагруженное через крышку 20 посредством резьбового колпачка 21.
Описанное сигнальное устройство является автономным элементом арсенального хранения и в служебном обращении.
При установке сигнального устройства на скрытное охранение территории колпачок 21 свинчивают и на его место устанавливают штатный стреляющий механизм 22 (фиг.2), подпружиненный боек 23 которого располагается соосно капсюлю-воспламенителю 17.
Посредством шплинта 24 положение бойка 23 зафиксировано в корпусе стреляющего механизма 22.
К шплинту 24 подсоединен карабин 25, который проволочной растяжкой 26 подсоединяется к естественной опоре или специально забитому в грунт колышку 27.
Проволочная растяжка 26 крепится без натяжения, маскируется в рельефе местности, после чего усики шплинта 24 отгибаются соосно установочному отверстию - устройство готово к охране закрытой территории.
При несанкционированном проникновении на охраняемую территорию нарушитель при ходьбе ногой натягивает скрытую проволочную растяжку 26 и выдергивает из стреляющего механизма 22 шплинт 24, который освобождает боек 23.
Под действием боевой пружины стреляющего механизма 22 боек 23 накалывает капсюль-воспламенитель 17, форс пламени при срабатывании которого поступает в дросселирующий канал 16 втулки 15.
Остронаправленный форс пламени из канала 16 инициирует горение открытой поверхности звездки 12, газообразные продукты горения которой динамично заполняют объем ресивера 13, где резко поднимается давление.
Возросшим давлением в ресивере 13 монтажная поперечина 14 совместно с установленными на ней структурными элементами вышибается из корпуса 1, освобождая проход генерируемым газообразным продуктам горения звездок 12. При этом на выходном открытом срезе корпуса 1 возникает скачок уплотнения, создающий звуковое давление, сопровождающееся резким звуковым эффектом высокого тона - свистом.
Объем полости в блоке 11, образующейся при горении зарядов 12, с учетом ресивера 13, формирует ревербератор, где происходит рассеяние отраженных звуковых волн с недостаточной длительностью реверберации, сопровождающееся акустическим эффектом резкого отрывистого звучания, формируя заданный сигнал тревоги.
При догорании нижней звездки 12 блока 11 воспламеняется чувствительный к тепловой энергии состав прослойки 10 в ресивере 9, инициируя горение светового пиротехнического состава примыкающей канальной звездки 5 блока 4.
По каналу 8 звездки 5 форс пламени передается к вышибному заряду 8 и воспламеняет его. Газообразными продуктами интенсивного горения заряда 8 звездка 5 вышибается из корпуса 1, продолжая гореть на воздухе с образованием яркого светового излучения, окрашенного заданным цветом (красным, зеленым или белым).
Одновременно тепловой энергией сгорающего заряда 8 воспламеняется следующая звездка 5 блока 4 и процесс повторяется по вышеописанному.
Генерированный аэрозольный поток, расширяясь в свободном воздушном объеме, образует облако с распределенными ярко светящимися излучателями большой силы света, которое служит в качестве светового сигнала, свидетельствующего о несанкционированном проникновении на охраняемую территорию.
Дополнительно световой сигнал, различимый днем, в темное время суток хорошо и продолжительно освещает местность в районе нарушения охранной зоны для поисковых работ.
Испытания опытных образцов предложенного светозвукового устройства показали высокую надежность срабатывания и эффективность действия по назначению, что позволяет рекомендовать его для охраны периметра закрытых территорий.