ЛАЗЕРНЫЙ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ
LASER IGNITOR

Изобретение относится к области безопасных средств взрывания, а именно лазерных средств инициирования с использованием взрывчатых веществ (ВВ).
Известен «Взрывательный элемент с лазерным световым источником», описанный в патенте США №6499404, опубл. 31.12.2002 г., содержащий лазерный диод, который помещен непосредственно во взрывчатое вещество (ВВ) детонационного корпуса и, тем самым, им полностью окружен, за исключением электрических выводов.
Основными недостатками данного устройства являются контактирование ВВ с поверхностью лазерного диода, что может привести к его повреждению при снаряжении, а так же отсутствие в конструкции фокусирующей оптики, что может привести к снижению надежности устройства.
Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является лазерное средство инициирования, описанное в патенте РФ №2 592 014, МПК F42B 3/113, F42C 19/00, опубл. 10.07.2016 г., содержащее корпус с установленными в нем соосно градиентной линзой, зарядом взрывчатого вещества (ВВ), выполненным в виде навесок, не менее двух, инициирующей и выходной.
К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции, большие потери инициирующего излучения связанные с отражением, отсутствие возможности контроля целостности лазерного воспламенителя (ЛВ), ограниченная область применения из-за низкой эффективности (инициирующей способности) и безопасности ЛВ при эксплуатации в условиях жесткого корпуса.
Целью данного изобретения является усовершенствование конструкции ЛВ для повышения его безопасности, надежности срабатывания и эффективности задействования.
Технический результат заключается в том, что удалось повысить надежность срабатывания устройства за счет нанесения на торцы градиентной линзы покрытия из просветляющего материала (например, оксид циркония) для снижения потерь лазерного излучения (ЛИ); повысить инициирующую способность и безопасность ЛВ за счет установки градиентной линзы в металлическую втулку для сохранения целостности узла ввода излучения ЛВ при разгрузке давления, формируемого продуктами сгорания.
Для достижения технического результата предлагаемый лазерный воспламенитель, содержащий установленные соосно в корпусе градиентную линзу, заряд ВВ, выполненный в виде навесок, не менее двух, инициирующей и выходной, согласно изобретению снабжен металлической втулкой, граничащей с инициирующей навеской заряда ВВ, с установленной в нее градиентной линзой с нанесенным на ее торцы покрытием.
Кроме того, с целью повышения надежности работы лазерного воспламенителя, навески заряда ВВ выполнены из пиротехнического состава (ПТС).
Кроме того, с целью исключения разгрузки давления продуктов сгорания, металлическая втулка выполнена из стали.
Кроме того, с целью повышения концентрации мощности лазерного излучения, покрытие выполнено из просветляющего материала.
Кроме того, с целью снижения сложности изготовления в качестве градиентной линзы использована оптическая керамика.
Кроме того, с целью повышения стойкости к повышенному давлению в качестве градиентной линзы использовано оптоволокно.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».
Предлагаемое изобретение проиллюстрировано следующим чертежом, на котором введены следующие обозначения:
1 - корпус лазерного воспламенителя;
2 - градиентная линза;
3 - втулка из стали;
4 - просветляющий материал;
5 - инициирующая навеска ПТС;
6 - выходная навеска ПТС.
Лазерный воспламенитель содержит установленные соосно в корпусе 1 металлическую втулку 3 с расположенной внутри нее градиентной линзой 2, закрепленной при помощи клеевого соединения (например, ЭЛ-20), на торцевые поверхности которой нанесено покрытие из просветляющего материала 4, заряд взрывчатого вещества, выполненный в виде навесок: инициирующей 5 и выходной 6 из пиротехнического состава (ПТС). При этом металлическая втулка 3 граничит с инициирующей навеской 5. В качестве градиентной линзы 2 может быть использовано оптоволокно или оптическая керамика.
4
3
4
Работа лазерного воспламенителя осуществляется следующим образом. При подаче импульса лазерного излучения (ЛИ) оно передается через градиентную линзу 2 и фокусируется на поверхности инициирующей навески 5 заряда ВВ, например из ПТС (состав КБ АОТУ314, состоящего из 82% перхлората калия (KClO) ТУ 6-02-627-78 и 18% бора амфорного (В) ТУ 1-92-154-90, либо состава СЦ-1 РОТУ 101, состоящего из 76% сурика свинцового марки M1 и М2 (PbO) ГОСТ 19151-73 и 24% порошка циркония натриетермического (Zn) ТУ 48-4-376-76), что приводит к его инициированию. Затем инициируется процесс горения выходной навески 6, например из ПТС (например, состав КБ АОТУ314 или состав СЦ-1 РОТУ 101), что обеспечивает формирование на выходе импульса.
Примером конкретного выполнения может являться лазерный воспламенитель, оборудованный металлической втулкой 3 из стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, навески ВВ инициирующая и выходная выполнены из пиротехнического состава, например состав КБ АОТУ314 (КБ), градиентная линза 2 закреплена при помощи клеевого соединения ЭЛ-20, а на торцы градиентной линзы 2 нанесено просветляющее покрытие оксид циркония. Возможно исполнение навесок из различного ПТС, например инициирующая 5 из КБ АОТУ314 и выходная 6 из СЦ-1 РОТУ 101. Кроме того, подтверждена работоспособность лазерного воспламенителя с использованием в качестве градиентной линзы 2 оптического волокна или оптической керамики (например, лейкосапфир).
Использование данного изобретения позволит повысить эффективность задействования, надежность срабатывания лазерного воспламенителя, стойкость к внешним механическим воздействиям.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
- в лазерном воспламенителе улучшены надежность, безопасность и быстродействие срабатывания;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью выше описанных конструктивных решений, а именно получено лазерный воспламенитель с улучшенными характеристиками за счет нанесения на поверхность градиентной линзы покрытия из просветляющего материала и выполнения навесок заряда ВВ из ПТС;
- лазерный воспламенитель, воплощенный в заявленном изобретении, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».