Пиротехнический замедлитель

Настоящая полезная модель относится к конструктивным элементам боеприпасов и может быть использована для обеспечения временных задержек в системах пироавтоматики ракетно-космической техники, пиротехнических изделиях и в боеприпасах различного назначения, где требуется срабатывание конструктивного элемента изделия по истечении заданного промежутка времени. Замедлитель в качестве элемента огневой цепи обеспечивает заданное время задержки между моментом инициирования и окончательной стадией - детонацией или воспламенением основного заряда.
Обычный пиротехнический замедлитель состоит из запала (для инициирования заряда), отражателя (для уменьшения воздействия ударной волны от запала на заряд замедлителя), заряда замедлителя и вспомогательного заряда в конце основного заряда замедлителя. Концевой вспомогательный заряд используется для воспламенения следующего элемента в цепи системы или для выполнения некоторой рабочей функции. В пиротехнических замедлителях обычно применяют черный порох или безгазовые смеси (Вспомогательные системы ракетно-космической техники, Перевод с английского Н.В. Обезьяева и канд. техн. наук М.С. Щура, Под редакцией профессора И.В. Тишунина, издательство «МИР» Москва 1970 стр. 43)
Известные пиротехнические замедлители представляют собой оболочку, как правило, металлическую, выполненную в виде трубки (втулки) с цилиндрическим каналом, или в виде кольца, сечение канала которого обычно имеет U-образную форму. В канал оболочки запрессованы пиротехнические составы, последовательно выполняющие функции: восприятия инициирующего лучевого импульса - воспламенительный; дальнейшей передачи форса - усилительный; обеспечения собственно заданного времени - основной; совершения конечного действия - исполнительный.
Определяющим требованием к пиротехническим замедлителям является обеспечение надежной работы всей цепочки составов (отсутствие затухания), а также заданной точности по времени замедления. Это достигается выбором соответствующих пиротехнических составов, их дозировкой, оптимальных по площади сечения каналов и необходимых режимов запрессовки (давление и время его выдержки). Кроме того, существенным фактором, определяющим надежность и точность работы пиротехнических замедлителей, является отсутствие сдвига основного состава в канале оболочки в процессе его горения, в том числе и в фазе шлаков. Это обусловлено необходимостью поддержания относительно постоянного давления газов в зоне горения, т.к. нерегламентированный его сброс при сдвиге вызывает замедление горения и даже затухание.
Отсутствие сдвига основного состава в процессе горения может быть надежно обеспечено за счет образования запирающих конструктивных элементов ("замков") в начале и в конце зоны расположения этого состава.
В последние годы проводятся работы, направленные на создание замедлительных составов, перерабатываемых в заряды высокопроизводительными методами экструзии или проходного прессования. Этим обеспечивается возможность получения шнуровых изделий для замены прессованных замедлительных элементов на соответствующие отрезки шнуров (Русин Д.Л., Михалев Д.Б. Исследование и оптимизация комплекса замедлителей, получаемых методом проходного прессования // Современные проблемы пиротехники: Материалы II Всероссийской конференции. 27-29 ноября 2002 г. Сергиев Посад: ИИЦ., «Весь Сергиев Посад», 2003. с. 192-197).
Однако конструкций замедлителей с эластичным огнепроводным шнуром из имеющихся источников информации не найдено.
Все известные конструкции замедлителей обеспечивают определенное заданное время замедления. Известно, что в малых габаритах конструкций замедлителей невозможно получить большие значения времени замедления, а также отсутствует возможность варьирования времени замедления в одной конструкции изделия.
Наиболее близким техническим решением является замедлительная втулка взрывателя АВ-1 (Пиротехнические работы (организация и ведение работ по обнаружению, откопке, обезвреживанию и уничтожению боеприпасов в населенных пунктах), под редакцией И.П. Новиченко, Военное издательство Министерства обороны СССР, Москва, 1967, стр. 99).
Замедлительный механизм взрывателя состоит из замедлительной втулки, изготовленной в виде цилиндра, на обоих основаниях которого сделаны гнезда, наполненные черным порохом. От этих гнезд берут свое начало кольцевые канавки с замедлительным составом, соединенные между собой вертикальным каналом.
Недостатком прототипа, как известных конструкций замедлителей, является невозможность получить большие времена замедления и варьировать время замедления в одной конструкции.
Задачей, решаемой настоящей полезной моделью, является создание конструкции пиротехнического замедлителя, позволяющей получить большие времена замедления в малых габаритах и варьировать время замедления в одной конструкции замедлителя.
Указанная задача достигается тем, что в пиротехническом замедлителе, содержащем корпус с канавкой, в которой последовательно расположены инициирующий, замедлительный и исполнительный составы, корпус выполнен в виде двух и более стоек, жестко ограниченных нижним и верхним фланцами с центральными отверстиями. В верхнем фланце выполнена одна радиальная прорезь, а канавка выполнена в виде винтовой направляющей с n - числом витков, расположенной по наружной боковой поверхности стоек.
Инициирующий, замедлительный и исполнительный составы выполнены, как единое целое, в виде эластичного огнепроводного шнура. Концы шнура заведены в отверстия нижнего и верхнего фланцев и выступают над поверхностью фланцев на расстояние от 4 до 10 мм. Эластичный огнепроводный шнур покрыт герметизирующим материалом, поверх которого установлена полоска из фольги.
Длина и наружный диаметр стоек имеют переменную величину, определяемую требуемым временем замедления и числом витков. В качестве герметизирующего материала используется эпоксидный, силиконовый или полиуретановый герметики. Корпус в виде двух и более стоек, жестко ограниченных нижним и верхним фланцами выполнен из пластика.
Каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для получения больших времен замедления в малых габаритах и варьирования времени замедления в одной конструкции замедлителя.
На фиг. 1 показана конструктивная схема заявляемого пиротехнического замедлителя в продольном разрезе.
Пиротехнический замедлитель содержит две или более стоек 1, жестко ограниченных верхним фланцем 2 с радиальной прорезью 3 и нижним фланцем 4, при этом фланцы имеют центральные отверстия 5. По наружной боковой поверхности стоек расположена канавка в виде винтовой направляющей 6 с числом витков 3. Для получения другого большего значения времени замедления число витков может быть увеличено. В центральные отверстия верхнего и нижнего фланцев заведен эластичный огнепроводный шнур 7, который уложен по винтовым направляющим канавки. Размер конца огнепроводного шнура, выступающего над верхним фланцем равен 6,0 мм, а над нижним фланцем 4,0 мм. Эластичный огнепроводный шнур покрыт герметизирующим материалом, например силиконовым герметиком 8, поверх которого установлена полоска из фольги 9. Этим обеспечивается горение шнура в замкнутом объеме без доступа кислорода воздуха. Корпус выполнен из пластика на 3D принтере. Длина и наружный диаметр стоек имеют переменную величину.
Замедлитель работает следующим образом. От форса инициирующего элемента (капсюля-воспламенителя, электровоспламенителя и т.п.), который на чертеже не показан, зажигается верхний конец огнепроводного шнура, который горит (тлеет) с определенной скоростью, обеспечивая заданное время замедления. Так, при использовании одного и того же огнепроводного шнура и числе витков равном 3, время замедления составляет 3±0,1 с. При числе витков, равном 6, время замедления составляет 10±0,2 с. По окончании горения нижний конец шнура обеспечивает передачу форса и необходимое действие, например, инициирование огневой цепи боеприпаса, механическое перемещение конструктивных элементов и т.п.
Предложенное техническое решение позволило создать конструкцию пиротехнического замедлителя, обеспечивающую возможность получить большие времена замедления и варьировать время замедления в одной конструкции.