Генератор дыма
SMOKE GENERATOR

Изобретение относится к оборонительным средствам, а более конкретно, к генераторам для создания маскировочных завес из генерируемого при горении пиротехнического снаряжения аэрозоля инфракрасного излучения.
Уровень данной области техники характеризует генератор аэрозоля, описанный в патенте RU 2140310, А62С 13/22, 1999 г., который содержит термоизолированный корпус с функциональной пиротехнической шашкой, взаимодействующей с электровоспламенителем, смонтированным в диафрагме, имеющей распределенные выпускные отверстия.
Установленная в цилиндрическом корпусе через термоизолирующую прослойку отверждающегося строительного гипса пиротехническая шашка инициируется огневым форсом электровоспламенителя, который срабатывает автоматически по сигналу от штатной системы противопожарной сигнализации, когда датчиком зафиксировано превышение установленного уровня температуры и/или задымленности в охраняемом помещении.
Гипс термоизолирующей прослойки является технологичным материалом для крепления функциональной шашки в корпусе при отверждении. Кроме того, при нагревании гипсовой прослойки от горячих газообразных продуктов горения пиротехнической шашки в генерируемый аэрозоль из нее выпаривается структурная влага, которая служит в качестве дополнительного экологически чистого ингибитора горения в тушащей смеси.
Характерной особенностью этого генератора является наличие сосной корпусу металлической обечайки, которая служит конвектором и выполняет функции ресивера, где генерируемый аэрозоль перемешивается, расширяясь, в нем выравниваются температура и давление перед струйным выбросом в защищаемый объем.
Среди недостатков описанного генератора необходимо отметить следующие:
- невысокая прочность конструкции из-за наличия соосной тонкостенной обечайки для охлаждения газообразных продуктов горения шашки, для чего в ней выполнены окна, через которые инжектируется охлаждающий воздух, разбавляющий аэрозоль;
- длительность процесса затвердевания гипсовой прослойки между корпусом и шашкой, которую изготавливают отдельно заранее, то есть невозможно прессовать непосредственно в корпус;
- из-за относительно большого объема гипсовой прослойки коэффициент полезной нагрузки устройства в целом занижен;
- не предусмотрен ручной запуск генератора, что ограничивает технологические возможности и область применения.
Отмеченные недостатки устранены в более совершенном генераторе дыма по патенту RU 2365855 С2, F41H 9/06, 2009 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному генератору.
Известный генератор дыма включает корпус, снаряженный пиротехнической шашкой функционального дыма, размещенной в корпусе через термоизолирующую картонную прослойку, электровоспламенитель, смонтированный над открытым торцом шашки внутри центрального патрона, имеющей распределенные выпускные отверстия.
Особенностью известного генератора является то, что параллельно электровоспламенителю, инициируемому импульсом запуска с внешнего устройства, в диафрагме закреплен воспламенитель ручного запуска, например, терочного типа, закрытые предохранительной крышкой.
Оба устройства воспламенения расположены в свободном объеме центрального патрона, выполняющего функции ресивера, над воспламенительной таблеткой из чувствительного к тепловому импульсу состава, который примыкает через быстрогорящий заряд к пиротехнической шашке дымообразующего состава, которые размещены на картонной прокладке днища.
Снаряжение генератора осуществляется прогрессивным литьевым методом непосредственно в корпус, что упрощает технологию изготовления и сборки генераторов.
После установки генераторов, электровоспламенители которых подключены к общему блоку запуска, укладчиком в грунт они готовы для группового автоматического функционирования.
При необходимости ручного запуска, отвинчивается и удаляется предохранительная крышка, открывая доступ к воспламенителю механического инициирования, при накалывании ударом или трением с помощью выдергивания терки.
Известный генератор дыма универсального действия, простой и надежный в эксплуатации широко применяется на практике для постановки маскировочных завес, обеспечивая скрытное перемещение техники и личного состава.
Однако, продолжением отмеченных достоинств является присущий недостаток - узконаправленное действие, только для постановки оптически непроницаемых дымовых завес на подстилающей поверхности, что ограничивает технологические возможности применения для постановки помех средствам обнаружения и наведения в форме высотного экрана из аэрозольного образования инфракрасного излучения.
Технической задачей, на решение которой направлен настоящее изобретение, является модернизация известного генератора аэрозоля для противодействия средствам обнаружения и наведения противника путем создания высотной завесы аэрозольного облака инфракрасного излучения, экранирующего локацию работающих двигателей техники.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе дыма, инициируемом автоматически или вручную от капсюля-воспламенителя ударного действия, содержащем функциональное пиротехническое снаряжение, которое расположено вокруг центрального патрона, закрепленного на днище цилиндрического корпуса, закрытого крышкой с распределенными выпускными отверстиями, согласно изобретению, функциональное пиротехническое снаряжение выполнено в виде автономных зарядов, при горении генерирующих аэрозоль инфракрасного излучения, смонтированных в отделяемых элементах, помещенных в направляющих контейнерах, соосных выпускным отверстиям крышки и которые снабжены метательным зарядом, инициируемым посредством электровоспламенителей, каждый из которых связан с программируемым устройством запуска, питаемым от разрядного конденсатора, электрически связанного с пиротехническим источником тока устройства инициирования, капсюль-воспламенитель ударного действия которого взаимодействует с жалом поворотного рычага, установленного на затворе центрального патрона, внутри которого на днище закреплено приемное устройство радиосигналов, подсоединенное к разрядному конденсатору.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили расширение технологических возможностей по инициированию генератора вручную и автоматически для повышения функциональной надежности помеховой защиты в форме аэрозольного образования инфракрасного излучения на заданной высоте, при регулировании его размеров и плотности посредством программирования устройства запуска метаемых автономно зарядов.
Выполнение функционального снаряжения в виде автономных пиротехнических зарядов, смонтированных в отделяемых элементах, создало возможность раздельного их метания для формирования аэрозольного образования инфракрасного излучения требуемых характеристик и параметров для создания ложной цели на высоте, экранирующую работающий двигатель спецетехники, на которую не происходит наведение, в результате чего происходит защита техники и личного состава.
Установка отделяемых элементов в цилиндрических контейнерах, распределено закрепленных по периферии крышки, соосно ее выпускным отверстиям, обеспечивает автономное хранение в служебном обращении и выполняет функции направляющих для ориентированного метания на высоту.
Выстреливание отделяемых элементов обеспечено их оснащением метательным пороховым зарядом, размещенным под подвижной поперечиной каждого контейнера.
Воспламенение метательного порохового заряда осуществляется от примыкающих электровоспламенителей, каждый из которых подключен к программируемому устройству запуска, определяющему порядок и режим срабатывания каждого автономного заряда снаряжения.
Программируемое устройство запуска включается в работу от управляющего импульса разрядного конденсатора, накапливающий потенциал при горении пиротехнического источника тока устройства инициирования, когда генератор запускается вручную.
Время горения пиротехнического замедлителя выбрано из условия, чтобы оператор имел возможность достичь убежища на удалении.
Пиротехнический замедлитель поджигается форсом огня от соосного капсюля-воспламенителя ударного действия, срабатывающего при накалывании жалом от удара по несущему его рычагу, предварительно повернутому на линию огня устройства инициирования, до совмещения с капсюлем-воспламенителем.
Размещение поворотного рычага с жалом на затворе центрального патрона позволяет в служебном обращении жало устанавливать вне доступа к капсюлю-воспламенителю устройства инициирования, исключив несанкционированное срабатывание.
Для запуска генератора рычаг легко и доступно поворачивается и устанавливается соосно капсюлю-воспламенителю.
Электрическая связь разрядного конденсатора с приемным устройством радиосигналов обеспечивает автоматическое беспроводное включение программируемого устройства в работу по команде от внешнего блока управления.
Размещение приемного устройства радиосигналов внутри изолируемого затвором центрального патрона характеризуется компактностью конструкции, которая имеет комплекс средств инициирования: ручного и автоматического.
Таким образом, новая взаимосвязь и особенности конструктивного исполнения известных признаков сообщают генератору неаддитивный положительный результат, то есть новый эффект, превосходящий сумму их эффектов.
Формируемое протяженное облако инфракрасного излучения характеризует температуру, значительно меньшую, чем выделяемое тепло от локального работающего двигателя внутреннего сгорания, поэтому является не идентифицируемым в качестве цели поражения. Таким образом, защитное аэрозольное образование выполняет помеховые функции для средств обнаружения и наведения.
В случае, когда по сформированному на высоте аэрозольному образованию инфракрасного излучения будет произведен подрыв, то поражающего действия он не окажет, так как кумулятивная струя у поверхности потеряет свои прожигающие свойства далеко за фокусным расстоянием, а осколки на излете практически утрачивают энергию пробития при торможении в атмосфере.
Поэтому описанное излучающее облако служит в качестве ложной цели и создает защитный эффект для техники и личного состава.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивом конструктивном единстве являются достаточными для достижения новизны качества, то есть при этом получена не сумма эффектов, а достигнут новый сверхэффект суммы существенных признаков.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, которые имеют чисто иллюстративное назначение и не ограничивают объема притязаний формулы, где изображен в изометрии генератор, вертикальный разрез.
Генератор функционального дыма по предложенному изобретению содержит цилиндрический корпус 1, закрытый крышкой 2 с распределенными по периферии выпускными отверстиями 3, соосно которым закреплены направляющие контейнеры 4 с отделяемыми элементами 5.
Выпускные отверстия 3 в служебном обращении перекрыты вышибными пробками 6.
На днище 7 внутри центрального патрона 8 установлено приемное устройство 9 радиосигналов, которое подключено к разрядному конденсатору 10, электрически связанному с устройством 11 инициирования.
Приемное устройство 9 радиосигналов закрыто заглушкой 12 со скобой 13 ее выдергивания, а центральный патрон 8 перекрыт затвором 14, на котором установлен поворотный рычаг 15, снабженный жалом 16 для ударного взаимодействия при ручном запуске генератора с соосным капсюлем-воспламенителем 17 устройства 11 инициирования, опирающегося на упор 18, закрепленный на днище 7.
Под капсюлем-воспламенителем 17 размещен пиротехнический замедлитель 19, примыкающий к пиротехническому источнику 20 тока (ПИТ), сгорающие электроды которого подсоединены к разрядному конденсатору 10, подключенному к программируемому устройству 21 запуска всех электровоспламенителей 22 метательных пороховых зарядов 23 отделяемых элементов 5.
Функциональный заряд отделяемых элементов 5 выполнен из набора канальных таблеток 24, при горении пиротехнического состава которых генерируется аэрозоль, инфракрасного излучения.
Внутри канальных таблеток 24 помещен разрывной заряд 25, инициируемый детонатором 26, который взаимодействует с пиротехническим замедлителем 27, установленным на диафрагме 28 метательного порохового заряда 23.
Функционирует генератор следующим образом.
Для ручного запуска генератора в работу рычаг 15 из нейтрального положения поворачивают до соосного совмещения его жала 16 с капсюлем-воспламенителем 17 устройства 11 инициирования. После этого ударом посредством подручного предмета по рычагу 15 осуществляют накалывание капсюля-воспламенителя 17.
При срабатывании капсюля-воспламенителя 17 направленным действием форса огня поджигается пиротехнический состав замедлителя 19, время горения которого выбрано достаточным для того, чтобы оператор мог добежать до укрытия.
Фронтом горения на выходе замедлителя 19 воспламеняется пиротехнический источник тока 20, разноименные электроды которого замкнуты на разрядный конденсатор 10, накапливающий электрический потенциал напряжения. Конденсатор 10 импульсно разряжается на программируемое устройство 21 запуска, включая его в работу.
Предварительно в устройстве 21 устанавливается программа последовательности запуска отделяемых элементов 5 и временного интервала между ними, одиночных и залпом.
Согласно программе с устройства 21 запуска управляющий сигнал поступает на электровоспламенитель 22 каждого отделяемого элемента 5, при срабатывании которого поджигается метательный пороховой заряд 23, образующий при сгорании большое количество горячих газообразных продуктов, которые в замкнутом объеме резко увеличивают давление под отделяемым элементом 5, в результате чего он получает линейное ускорение и перемещается относительно контейнера 4, получая импульс для подъема на заданную высоту.
При этом посредством тарированной дюзы диафрагмы 28 часть горячих продуктов горения преобразуется в факел, направленный на пиротехнический замедлитель 27, время горения которого обеспечивает выход волны горения на его противоположный конец (верхний по чертежу) не раньше подъема элемента 5 на расчетную высоту, где происходит инициирование детонатора 26.
Детонационной волной сработавшего детонатора 26 подрывается центральный заряд 25, в результате чего воспламеняется пиротехнический состав функциональных таблеток 24, которые диспергируются ударной волной, формируя в пространстве аэрозольное образование, раскаленные частицы которого излучают в инфракрасном диапазоне.
При разрыве всех горящих таблеток 24 отделяемых элементов 5 генератора на заданной высоте образуется протяженная завеса, инфракрасного излучения, экранирующая защищаемый участок местности для скрытного перемещения техники.
Для автоматического запуска генератора предварительно в центральный патрон устанавливают радиоприбор, который подсоединяют к приемному устройству 9 радиосигналов, для чего снимают затвор 14 и за скобу 13 выдергивают и удаляют заглушку 12. После монтажных работ генератор готов для функционирования по назначению.
По сигналу с внешнего блока управления радиоприбор включает приемное устройство 9, на выходе которого формируется импульс тока, поступающий на разрядный конденсатор 10, где накапливается электрический потенциал для включения устройства 21 запуска отделяемых элементов 5 по описанному выше порядку.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого предложенное изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления генератора дыма инфракрасного излучения, можно сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности.
Положительные результаты макетных и натурных испытаний опытных образцов генератора по изобретению подтвердил достижение требуемой аэрозольной завесы инфракрасного излучения на заданной высоте, при инициировании программируемого запуска отделяемых элементов как вручную, так и автоматически по радиоканалу, что дает основание рекомендовать конструкцию на серийное производство и поставки заказчикам.