БОЛТ РАЗРЫВНОЙ
EXPLOSIVE BOLT

Изобретение относится к системам разделения ракетно-космической, морской, авиационной техники.
Системы разделения, в которых применяются разрывные болты (РБ), имеют по сравнению с системами разделения, которые работают на основе механики, гидравлики, газодинамики и других физических принципах, ряд преимуществ, а именно: быстродействие, простоту конструкции и эксплуатации, высокую надежность, малые габариты и массу, низкое энергопотребление. Отличие РБ от традиционных средств разделения состоит в том, что работа по разделению соединяемых конструкций в них осуществляется за счет энергии взрыва.
Болты разрывные предназначены для соединения конструктивных элементов систем разделения и их быстрой расстыковки при разделении силового корпуса в заданный момент времени при подаче электрического тока на электровоспламенитель.
Надежность разделения силового корпуса РБ зависит как от конструктивных параметров силового корпуса и конструкции посадочного места, так и от условий, в которых происходит срабатывание РБ.
В настоящее время РБ нашли применение в глубоководных аппаратах для крепления и последующего отделения элементов конструкций этих аппаратов, например, для удержания и отдачи аварийного балласта при разделении силового корпуса под водой.
Разделение силового корпуса происходит за счет радиальной деформации стенки камеры силового корпуса в зоне расположения заряда бризантного взрывчатого вещества (БВВ) под действием газообразных продуктов его взрывчатого превращения. При достижении требуемой степени деформации стенки в области ее сопряжения с дном камеры возникают силовые напряжения. В случае, если возникшие силовые напряжения превышают механическую прочность стенки камеры силового корпуса происходит его разделение в этой зоне. При недостаточной степени деформации стенки силового корпуса разделение силового корпуса не происходит. Поэтому для обеспечения необходимой степени деформации стенки силового корпуса при детонации заряда БВВ в посадочном узле разделения, в который установлен РБ, или в головке силового корпуса формируется полость конусообразной формы, охватывающая разделяемую часть силового корпуса.
При применении РБ в жидких средах, например, под водой, вода через зазоры между силовым корпусом РБ и посадочным местом попадает в зону разделения силового корпуса (конусообразную полость). При детонации заряда, ввиду скоротечности процесса, и как следствие этого, высокой степени гидравлического сопротивления вытеканию воды через узкие зазоры, вода, которая обладает очень низкой сжимаемостью, препятствует деформации стенки камеры силового корпуса. В этом случае необходимый уровень деформации стенки камеры силового корпуса не может быть достигнут, что приведет к неразделению силового корпуса РБ и отказу в работе системы разделения в целом. Для исключения попадания воды в зону деформации стенки силового корпуса РБ при детонации заряда БВВ производится герметизации посадочного места с помощью резиновых прокладок и колец.
Известен способ удаления воды из зоны разделения стенки камеры силового корпуса РБ путем ее выдавливания деформируемой стенкой силового корпуса и газообразными продуктами взрывчатого превращения заряда БВВ через сформированные в посадочном месте узла разделения, в который установлен РБ, каналы достаточные для вытекания воды диаметра. Такой способ применяется в глубоководных аппаратах, в которых установлен болт разрывной РБ-30ГЛ ЛД 43.440.014.
Основными недостатками описанных выше конструктивных способов обеспечения разделения стенки камеры силового корпуса под водой является технологическая сложность изготовления посадочного места, необходимость проведения проверок на герметичность в процессе эксплуатации, для обеспечения требуемой механической прочности конструкции увеличение массы посадочного места при формировании в нем каналов, усложнение технологии сборки узла разделения.
Наиболее близкой по конструкции к предлагаемому изобретению является конструкция изобретения «Болт разрывной» (патент № RU 2740458, дата публикации: 14.01.2021), в головке силового корпуса которого для деформации стенки камеры силового корпуса сформирована полость конусообразной формы, охватывающая разделяемую часть силового корпуса. Однако, данная конструкция РБ при работе в жидких средах требует реализации конструктивных решений по защите конусной полости от попадания в нее жидкой среды (воды) путем герметизации посадочного места или путем выдавливания жидкой среды (воды) из конусной полости через каналы в посадочном месте, при деформации стенок силового корпуса.
Предлагаемая конструкция РБ исключает перечисленные недостатки. Для возможности выдавливания воды из конусной полости, сформированной в головке силового корпуса и охватывающей разделяемую часть силового корпуса, в головке силового корпуса проделаны сквозные каналы, которые соединяют внутреннюю конусную полость головки силового корпуса со средой, в которой находится РБ. При срабатывании заряда БВВ любого типа за счет деформации стенок силового корпуса и газообразных продуктов взрывчатого превращения заряда БВВ происходит выдавливание воды через каналы из зоны разделения, чем обеспечивается необходимая степень деформации стенки камеры силового корпуса. Таким образом, герметизация посадочного места и изготовление посадочного места сложной конфигурации (с каналами) под РБ не требуются.
На фиг. 1 изображен РБ, установленный в стыкуемые элементы (1) который включает силовой корпус (2), в глухую внутреннюю камеру которого установлен электродетонатор (3). В головке силового корпуса имеется внутренняя конусная полость (4), охватывающая область, в которой происходит радиальная деформация стенки камеры силового корпуса при детонации заряда БВВ. В головке силового корпуса выполнены сквозные каналы (5), которые соединяют конусную полость с наружной средой, в которой находится РБ.
При срабатывании заряда БВВ под действием давления, вызываемого деформацией стенки силового корпуса и газообразными продуктами взрывчатого превращения, происходит удаление воды из зоны разделения через сквозные каналы, выполненные в головке силового корпуса, чем обеспечивается требуемая деформация стенки камеры силового корпуса и его разделение с последующим расхождением стыкуемых элементов.
При применении предлагаемой конструкции РБ не требуется герметизация посадочного места под РБ с последующей проверкой герметичности разделяемого стыка или формирования в посадочном месте под РБ сквозных каналов, что снижает механическую прочность разделяемого стыка и значительно упрощает технологию его изготовления и монтажа.