Патент №176158
Авторы изобретения: Ф. А. Колосовников, И. А. Оськин, М. И. Фильковский,
К. А. Лохов, А. В. Киселев

ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к электрическим средствам инициирования, преимущественно мостиковым, и может быть использована в средствах воспламенения пороховых зарядов к боеприпасам, патронам стрелкового оружия, выстрелам малокалиберной артиллерии, детонаторам и фейерверкам.

Уровень данной области техники характеризует электровоспламенитель, описанный в патенте DE 3613134, F42B 312, 1987 г., который содержит корпус, диэлектрическую колодочку с встроенными электровводами, воспламенительный состав, запрессованный в корпус, мостик накаливания, резисторная проволочка которого размещена внутри воспламенительного состава.

Недостатками описанного электровоспламенителя являются:

- низкая технологичность изготовления из-за того, что при запрессовке воспламенительного состава высока вероятность нарушения качества соединений мостика накаливания с токовводами, что лишает функциональности большой процент готовых изделий со скрытым дефектом;

- взрывоопасность при снаряжении корпуса изделий методом прессования воспламенительного состава, который имеет высокую чувствительность к механическим воздействиям;

- резко выраженное осевое действие при периферийном расположении мостика накаливания в воспламенительном составе может привести к дроблению инициируемых зарядов, что, как следствие, создает нештатный режим срабатывания исполнительных элементов.

Более совершенным является электровоспламенитель по патенту RU 2422756 С2, F42B 3/12, F42C 19/12, 2006 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.

Известный электровоспламенитель содержит цилиндрический корпус, диэлектрическую колодочку с встроенными электровводами, воспламенительный состав, мостик накаливания, расположенный в объеме воспламенительного состава, прикрепленный методом контактной микросварки к плоской части токовводов, выполненных в виде тонких металлических лент из мельхиора, плоскость которых параллельна вектору силы прессования воспламенительного состава в корпусе.

Особенностью известного электровоспламенителя является то, что его воспламенительный состав содержит, мас. %:

Известный электровоспламенитель характеризуется улучшенной технологией прессования при воздействии на места соединений мостика накаливания нагрузками на сдвиг, а не на разрыв и срез, что обеспечило целостность готового изделия, пониженной чувствительностью к механическим воздействиям при сопутствующем уменьшении потерь тепла, отводимого от мостика накаливания, что стабилизирует условия объемного воспламенения снаряжения.

Однако, продолжением отмеченных достоинств известного электровоспламенителя являются присущие недостатки:

- ограниченная область применения из-за относительно больших габаритов и величины рабочего тока для встраивания в снаряды малокалиберной артиллерии;

- возможность несанкционированного срабатывания электровоспламенителя в стволе пушки при автоматической стрельбе с электромагнитным прицеливании снарядов, что происходит по причине больших наведенных токов самоиндукции при этом, что недопустимо.

Кроме того, в известном электровоспламенителе в качестве генератора запускающего высокотемпературного факела используется воспламенительный состав, для инициирования которого требуется относительно большой ток, источник которого в стесненных габаритах малокалиберных снарядов поместить невозможно.

Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности и расширение технологических возможностей миниатюрного электровоспламенителя для его встраивания в штатные снаряды малокалиберной артиллерии.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном электровоспламенителе, содержащем цилиндрический корпус, под крышкой которого размещен в горючем заряде мостик накаливания, проволочный резистор которого приварен к токовводам, укрепленным в диэлектрической монтажной колодочке, закрепленной в открытом торце корпуса, по предложению авторов, диэлектрическая монтажная колодочка выполнена литьем боросиликатноного стекла в оболочку из материала с тождественным коэффициентом теплового расширения - сплава ковар, примыкающую к корпусу, причем рифли на открытом торце колодочки заполнены электрошунтирующим составом с распределенной алюминиевой пудрой, при этом горючий заряд выполнен из инициирующего пиротехнического состава, преимущественно из тетранитрорезорцината свинца (ТНРС), снаряженного в виде водной суспензии, а крышка имеет форму колпачка, приклеенного к корпусу посредством анаэробного герметика.

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили минитюаризацию электровоспламенителя повышенной функциональной надежности, срабатывающего от кратно меньшего рабочего тока, сравнительно с уровнем данной области техники, что расширяет область его применения, в частности, в боеприпасах малокалиберной артиллерии.

Выполнение диэлектрической монтажной колодочки из литьевого боросиликатного стекла в оболочку из сплава ковар обеспечивает между ними технологический спай, характеризующийся тождественным коэффициентом теплового расширения, что создает монолитную сборную структуру из диэлектрика, в котором размещены изолированные токовводы, и оболочки, примыкающей к корпусу.

Эта структура беззазорной связи между составляющими элементами предотвращает проникание к снаряжению электровоспламенителя атмосферного воздуха, чем обеспечена высокая функциональная надежность изделия в течение всего срока хранения.

Выполнение на торце диэлектрической монтажной колодочки электропроводящего слоя, контактирующего через коваровую оболочку с корпусом, обеспечивает шунтирование на токоведущий корпус статического электричества и наведенных блуждающих токов, предотвращая их негативное воздействие на электромостик, предотвращая таким образом возможность несанкционированного накаливания тонкой (12 мкм) нихромовой проволочки мостика накаливания.

Шунтирующий слой, включающий клеящее связующее с распределенной в объеме алюминиевой пудрой, является электропроводником, который физически закреплен в рифлях на торце диэлектрической монтажной колодочки, замыкаясь при этом на несущую ее оболочку и корпус.

Выполнение горючего заряда, примыкающего к проволочному резистору электромостика, из пиротехнического инициирующего состава обеспечивает его воспламенение от кратно меньших значений рабочего тока, генерируемого миниатюрным маломощным источником, который возможно разместить в стесненных объемах ответственных изделий, например, в снарядах малокалиберной артиллерии.

Инициирующий состав из тетранитрорезорцината свинца (ТНРС) характеризуется высокой чувствительностью к тепловому импульсу, безопасностью в обращении и применении, прессуемостью, химической и физической стойкостью, влагостойкостью.

Последнее обстоятельство позволяет обеспечить технологическую безопасность за счет формирования заряда отсадкой водной суспензии действующего вещества.

Существенным преимуществом этой «мокрой» технологии является то, что технологическая суспензия заполняет пространство между токовводами, равное 0,6-0,8 мм.

После отсадки технологической суспензии в корпус провяливанием удаляется вода естественным испарением, уплотняя ТНРС в корпусе, формообразуя горючий заряд, который плотно примыкает к резистивному электромостику, что необходимо для надежного воспламенения заряда от минимального теплового импульса.

Рабочий ток, необходимый для инициирования предложенного горючего заряда составляет 0,15 А против 0,5 А по прототипу.

Выполнение крышки корпуса электровоспламенителя в форме колпачка, который беззазорно приклеен посредством анаэробного герметика, исключило проницание влаги атмосферного воздуха к горючему заряду, воспламеняемость которого не изменяется на всем протяжении хранения и служебного обращения изделия.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивом единстве являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по пиротехнике , показал, что она неизвестна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления миниатюрного электровоспламенителя на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний формулы, где схематично изображен предложенный электровоспламенитель.

В цилиндрическом корпусе 1 в примыкании закреплена оболочка 2 из сплава ковар марки 29НК по ГОСТ 10994-74, содержащего (мас. %): 29 никеля, 17 кобальта и 54 железа.

Оболочка 2 из сплава ковар, характеризующегося высокой адгезией к расплавленному стеклу, заполняется методом литья расплава боросиликатного стекла, с образованием спая по поверхности примыкания оболочки 2 и сформированной при остывании диэлектрической колодочки 3 внутри.

В колодочке 3 укреплены при ее отливке токовводы 4 и 5 с зазором 0,5-0,8 мм между ними, к свободным торцам которых контактной микросваркой прикреплены концы проволочного резистора 6 из нихрома диаметром 0,12 мкм.

Токовводы 4, 5 зажаты в питающем фидере 7, связанном с источником тока (условно не показан).

В корпусе 1 поверх стеклянной колодочки 3 залит и подпрессован горючий заряд 8, который выполнен из инициирующего пиротехнического состава на основе ТНРС (тетранитрорезорцината свинца).

Заряд 8 формируется в виде водной суспензии пиротехнической композиции, которой заполняется свободный объем корпуса 1 и выдерживается при нормальной температуре цеха для удаления провяливанием влаги до содержания не выше 0,6 мас. %.

Сформированную таким образом пиротехническую композицию порывают колпачком 9, укрепляемым в корпусе 1 посредством прослойки анаэробного герметика между ними.

Стеклянная колодочка 3 к оболочке 2 из ковара примыкает беззазорно и при эксплуатации сохраняет в спае конструкционное единство, так как их материалы имеют тождественные коэффициенты теплового расширения.

С открытого торца в диэлектрической колодочке 3 при литье сформированы рифли 10, которые затем заполнены клеящимся составом, содержащим распределенную алюминиевую пудру, образующим токопроводящую прослойку 11 - шунт на корпус 1.

Функционирует электровоспламенитель по полезной модели следующим образом.

При подаче электрического импульса от бортового источника тока на токовводы 4 и 5 резистор 6 раскаляется, выделяя тепло.

Тепловой энергией от раскаленного резистора 6 инициируется горючий заряд 8, который практически мгновенно сгорает, образуя горячий аэрозоль из газообразных продуктов горения и раскаленной конденсированной фазы -распределенных очагов воспламенения.

Под колпачком 9 скачком повышается давление, при этом она прожигается или вышибается из корпуса 1, освобождая проход огневому форсу, который поступает на исполнительный элемент подрыва снаряжения снаряда.

Опытная проверка экспериментальных образцов предложенного электовоспламенителя была проверена в климатической камере и затем на огневом стенде, результаты которых подтвердили функциональность и надежность миниатюрной конструкции, которую рекомендовано в составе боеприпасов на натурные и государственные испытания, с целью определения работоспособности и пригодности для использования в боеприпасах малокалиберной артиллерии.