ФИЛЬТР ЗАЩИТЫ ОПАСНЫХ ЦЕПЕЙ РАКЕТЫ

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и предназначено для подавления помех в широком диапазоне частот, в частности для защиты опасных цепей ракеты от воздействия наведенного высокочастотным полем тока.
Из уровня техники известен миниатюрный фильтр нижних частот (RU, патент на ПМ №159123, МПК Н01Р 1/203, 03Н 7/09, дата приоритета 17.12.2014), содержащий конденсаторы, две плоские катушки индуктивности и шесть печатных площадок, размещенных внутри подложки из диэлектрического материала, при этом три площадки, расположенные на верхнем и нижнем слоях подложки, являются экранирующими.
Недостатком миниатюрного фильтра нижних частот является недостаточно широкий диапазон перекрытия частот.
Из уровня техники известен фильтр для подавления помех в сетях электроснабжения (RU, патент на И №2138914, МПК Н04В 15/02, дата приоритета 29.03.1994), содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки экранирующими перегородками, проходные конденсаторы и катушки индуктивности. В фильтр дополнительно введены блок высокочастотных дросселей и длинных линий, последовательно соединенные блоки режекторных дросселей, блоки сильноточных резисторов и низкочастотных дросселей.
Недостатком фильтра для подавления помех является громоздкость и стационарный вариант подключения.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и выбранным в качестве прототипа является помехоподавляющий фильтр (RU, патент на ПМ №125792, МПК Н03Н 7/00, дата приоритета 17.07.2012), состоящий из выходного разъема, корпуса, в экранированном отсеке которого размещены конденсаторы и безвитковые дроссели, причем один из кольцевых ферритовых сердечников дросселей запрессовывается на стенке экранированного отсека, на противоположной стенке которого монтируется выходной разъем, при этом конденсаторы, устанавливаются на печатной плате или на стойках в экранированном отсеке и одними выводами подключаются к корпусу, а другими выводами к контактам выходного разъема и выводам безвитковых дросселей, притом экранированный отсек закрывается сверху крышкой.
Данный фильтр не может быть использован в ракетах, т.к. его габаритные размеры не отвечают компоновочным требованиям ракеты.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных выше недостатков и создание фильтра защиты цепей управления срабатыванием устройств с пиросредствами (опасных цепей) ракеты, который может быть применен в разных вариантах подключения с широким диапазоном перекрытия частот.
Для защиты опасных цепей ракеты от воздействия электромагнитных полей используют экранированные кабели. При достаточной длине кабеля, даже экранированного, в нем возникает наведенный высокочастотным полем ток, величина которого может вызвать срабатывание пиросредства. Для борьбы с этим используют фильтры защиты опасных цепей ракеты, которые располагают в непосредственной близости к разъему пиросредства.
Поставленная задача решается за счет того, что фильтр защиты опасных цепей ракеты содержит входной разъем, на хвостовой части которого установлена первая печатная плата, с расположенными на ней двумя безвыводными резисторами, выходной разъем и металлический корпус, в котором установлены вторая и третья печатные платы, экранирующая поверхность, четыре токопроводящих элемента и восемь конденсаторов, при этом экранирующая поверхность выполнена в виде диска, на противоположных сторонах которого расположены вторая и третья печатные платы с четырьмя безвыводными конденсаторами на каждой, при этом токопроводящие элементы выполнены в виде стержней, проходящих через отверстия в печатных платах и экранирующем диске без электрического контакта между диском и стержнями, причем первый контакт входного разъема соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод первого резистора и первый вывод первого конденсатора соединены с первым концом первого токопроводящего элемента, второй вывод первого конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, второй контакт входного разъема соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод второго резистора и первый вывод второго конденсатора соединены с первым концом второго токопроводящего элемента, второй вывод второго конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, третий контакт входного разъема и первый вывод третьего конденсатора соединены с первым концом третьего токопроводящего элемента, второй вывод третьего конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, четвертый контакт входного разъема и первый вывод четвертого конденсатора соединены с первым концом четвертого токопроводящего элемента, второй вывод четвертого конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, первый вывод пятого конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, второй вывод пятого конденсатора соединен со вторым концом первого токопроводящего элемента, который соединен с первым контактом выходного разъема, первый вывод шестого конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, второй вывод шестого конденсатора соединен со вторым концом второго токопроводящего элемента, второй конец второго токопроводящего элемента соединен со вторым контактом выходного разъема, первый вывод седьмого конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, второй вывод седьмого конденсатора соединен со вторым концом третьего токопроводящего элемента, второй конец третьего токопроводящего элемента соединен с третьим контактом выходного разъема, первый вывод восьмого конденсатора соединен с экранирующим диском и заземлен, второй вывод восьмого конденсатора соединен со вторым концом четвертого токопроводящего элемента, второй конец четвертого токопроводящего элемента соединен с четвертым контактом выходного разъема.
Предлагаемый фильтр технологичен, надежен в эксплуатации, а также имеет габариты и конфигурацию позволяющие применять его в ракетах в разных вариантах подключения.
Сущность полезной модели поясняется фигурами, на которых представлен один из вариантов исполнения фильтра защиты опасных цепей ракеты. На фиг. 1 представлена схема электрическая принципиальная, на фиг. 2 изометрическая проекция без корпуса; на фиг. 3 изометрическая проекция в сборе; на фиг. 4 изометрическая проекция сбоку.
На фиг. 1 - 4 обозначены:
1 - корпус;
2 - входной разъем (X1);
3 - первая печатная плата;
4 - безвыводные резисторы (R1, R2);
5 - экранирующий диск;
6 - вторая и третья печатные платы;
7 - безвыводные конденсаторы (С1,…,С8);
8 - токопроводящие элементы (ХТ1,…, ХТ4);
9 - выходной разъем (Х2).
В варианте исполнения, представленном на фиг. 1-4, фильтр защиты опасных цепей ракеты состоит из корпуса 1, входного разъема 2 (X1), на хвостовой части которого расположена первая печатная плата 3, с установленными на ней двумя безвыводными резисторами 4 (R1, R2). Экранирующий диск 5 разделяет вторую и третью печатные платы 6, с четырьмя безвыводными конденсаторами 7 (С1,…,С8), расположенными на каждой и выходного разъема 9 (Х2). Токопроводящие элементы 8 (ХТ1,…ХТ4) выполнены в виде стержней, проходящих через отверстия в экранирующем диске 5, а так же в первой печатной плате 3, второй и третьей печатных платах 6 без электрического контакта между экранирующим диском 5 и стержнями 8 (ХТ1,…ХТ4). Первый контакт входного разъема 2 (X1) соединен с первым выводом первого резистора 4 (R1), второй вывод первого резистора 4 (R1) и первый вывод первого конденсатора 7 (С1) соединены с первым концом первого токопроводящего элемента 8 (ХТ11), второй вывод первого конденсатора 7 (С1) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен. Второй контакт входного разъема 1 (X1) соединен с первым выводом второго резистора 4 (R2), второй вывод второго резистора 4 (R2) и первый вывод второго конденсатора 6 (С2) соединены с первым концом второго токопроводящего элемента 8 (ХТ21), второй вывод второго конденсатора 7 (С2) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен. Третий контакт входного разъема 1 (X1) и первый вывод третьего конденсатора 7 (С3) соединены с первым концом третьего токопроводящего элемента 8 (ХТ31), второй вывод третьего конденсатора 7 (С3) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен. Четвертый контакт входного разъема 1 (X1) и первый вывод четвертого конденсатора 7 (С4) соединены с первым концом четвертого токопроводящего элемента 8 (ХТ41), второй вывод четвертого конденсатора 7 (С4) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен. Первый вывод пятого конденсатора 7 (С5) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен, второй вывод пятого конденсатора 7 (С5) соединен со вторым концом первого токопроводящего элемента 8 (XT12), который соединен с первым контактом выходного разъема 2 (Х2). Первый вывод шестого конденсатора 7 (С6) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен, второй вывод шестого конденсатора 7 (С6) соединен со вторым концом второго токопроводящего элемента 8 (ХТ22), второй конец второго токопроводящего элемента 8 (ХТ22) соединен со вторым контактом выходного разъема 2 (Х2). Первый вывод седьмого конденсатора 7 (С7) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен, второй вывод седьмого конденсатора 7 (С7) соединен со вторым концом третьего токопроводящего элемента 8 (ХТ32), второй конец третьего токопроводящего элемента 8 (ХТ32) соединен с третьим контактом выходного разъема 2 (Х2). Первый вывод восьмого конденсатора 7 (С8) соединен с экранирующим диском 5 и заземлен, второй вывод восьмого конденсатора 7 (С8) соединен со вторым концом четвертого токопроводящего элемента 8 (ХТ42), второй конец четвертого токопроводящего элемента 8 (ХТ42) соединен с четвертым контактом выходного разъема 2 (Х2).
Фильтр защиты опасных цепей ракеты работает следующим образом: на входной разъем 2 (X1) подают электрический сигнал, который проходит через безвыводные резисторы 4 (R1, R2), выполняющие дополнительную функцию предохранителей и перегорающие при токе взведения больше нормы, далее сигнал поступает на безвыводные конденсаторы 7 (С1,…,С8), пропускающие его в заданном диапазоне частот, далее отфильтрованный сигнал передают на выходной разъем 2 (Х2). Т.о. безвыводные резисторы совместно с безвыводными конденсаторами выполняют функцию фильтра нижних частот.
При изготовлении фильтра защиты опасных цепей могут использоваться следующие стандартные комплектующие:
- безвыводные конденсаторы -
К10-69в-Н90-50В-3216 М - 0.1 мкФ АЖЯР.637511.002 ТУ;
- безвыводные резисторы -
Р1-12-0,25-10 Ом ±5% - М АЛЯР.434110.005 ТУ;
- входной разъем -
вилка СНЦ132Б-4/14 ВП11 ЦСНК.430421.005 ТУ;
- выходной разъем (версия без жгута) -
розетка 2РМТ14К4Г1В1В ГЕО.364.126 ТУ;
- выходной разъем (версия со жгутом) -
розетка 2РМТ14КПЭ4Г1В1В ГЕО.364.126 ТУ;
- токопроводящие элементы - монтажные лепестки;
- средства фиксации - винты;
остальные комплектующие могут представлять собой:
- печатные платы -
двухслойные печатные платы из текстолита СФ-2Н-35Г-1,5 мм II класса;
- экранирующий диск -
диск диаметром 23 мм, выполненный из ДПРНТ 5 Л63 ГОСТ 2208-2007;
Приведенные безвыводные конденсаторы и резисторы имеют габариты, емкость и номиналы, позволяющие реализовать предлагаемый фильтр защиты опасных цепей ракеты, как П-образный фильтр нижних частот с требуемой частотой среза. Что позволит поднять верхнюю границу подавляемого диапазона частот до 18 ГГц и понизить нижнюю границу подавляемого диапазона до 0,66 МГц (при необходимости и ниже).
Предлагаемый фильтр может быть подключен к разным типам пиропатронов в разных вариантах и иметь следующие параметры: длина корпуса - 37 мм, диаметр - 30 мм, масса - 95 г, частота среза 0,08 МГц,
Предлагаемый фильтр может быть применен в перспективных ракетах, в разных вариантах подключения с широким диапазоном перекрытия частот. Назначенный срок службы фильтра не менее 20 лет, стоимость комплектующих (без учета корпусных деталей) в несколько раз меньше представленных аналогов.
Представленные чертежи и описание полезной модели позволяют изготовить предлагаемое устройство, что характеризует полезную модель, как промышленно применимую.