Устройство для инициирования

Устройство для инициирования

Реферат

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в конструкциях воспламенительных устройств для инициирования горения различных веществ в герметичном объеме, в частности при инерционных воздействиях в процессе срабатывания устройства.

Известны устройства для инициирования горения в герметичном объеме, основанные на введении в замкнутый объем герметизированных электровводов с мостиком накаливания (Вспомогательные системы ракетно-космической техники. - М.: Мир, 1970, с.100-102), на герметизации объема после инициирования за счет расплавления стенки поджигающего канала (Патент США №3713392, кл. F42B 3/10, 1973), на смятии вставки с перекрытием сквозного отверстия (Патент США №3789764, кл. F42B 3/10, 1974), на передаче инициирующего импульса ударной волной через герметизирующую стенку (Патент Франции №2569265, кл. F42B 3/10, 1986; Патент ФРГ №3629371, кл. F42C 9/10, 1987; Патент РФ №2210722, кл. F42B 3/10, опубл. 20.08.2003).

Введение электровводов с мостиком накаливания в замкнутый объем является технологически сложной конструкцией. Недостатком перекрытия сквозного отверстия является невысокая надежность герметизации после срабатывания. К недостаткам передачи инициирующего импульса ударной волной, генерируемой в герметизирующей преграде зарядом BB, можно отнести использование взрывчатых веществ, что повышает требования к технике безопасности при изготовлении и эксплуатации воспламенителей.

Наиболее близким техническим решением является устройство для иницирования (Патент РФ №2408834, кл. F42B 3/10, опубл. 10.01.2009). В этом устройстве два соосных канала разделены преградой. В одном канале располагается разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд. Воспламенительный заряд разделен на два элемента, между которыми установлен передающий заряд из малогазового пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания. Данное устройство имеет небольшие габаритно-массовые характеристики и время передачи инициирующего импульса менее 100 мс, обеспечивает надежную герметизацию после срабатывания устройства и безопасно при изготовлении и эксплуатации.

Недостатком известного устройства является сложная технология изготовления устройства, при снаряжении которого используются разные пиротехнические составы для разогревающего, воспламенительного и передаточного зарядов. Кроме того, использование трех разных составов в устройстве снижает надежность его работы.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности устройства, в особенности при инерционных воздействиях и упрощение технологии изготовления устройства.

При использовании изобретения достигается следующий технический результат:

- повышение надежности устройства, в т.ч. при инерционных воздействиях;

- упрощение технологии изготовления устройства;

- сохранение герметичности после срабатывания устройства.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата предлагается устройство, состоящее из расположенных в корпусе двух соосных каналов, разделенных преградой, в одном из которых расположен разогревающий заряд, а в другом - воспламенительный заряд, в котором согласно изобретению разогревающий и воспламенительный заряды выполнены из пиротехнического состава, образующего при горении твердые шлаки.

Разогревающий и воспламенительный заряды могут быть выполнены из одного пиротехнического состава или из разных пиротехнических составов.

Заявляемое устройство предназначено для инициирования пиротехнических зарядов, которые при горении могут образовывать жидкие высокотемпературные продукты сгорания. При воздействии на преграду, особенно при инерционных нагрузках жидкие продукты сгорания подвергают ее дополнительному тепловому воздействию, что снижает прочностные характеристики преграды и может привести к разгерметизации устройства. Использование воспламенительного заряда из пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания, позволяет перекрывать доступ к неразрушаемой преграде жидких высокотемпературных продуктов сгорания поджигаемого заряда и устранить термоудар, приводящий к образованию в неразрушаемой преграде микротрещин. В результате сохраняется работоспособность устройства при инерционных воздействиях. Использование разогревающего заряда из пиротехнического состава, образующего при горении твердые продукты сгорания, повышает надежность заявляемого устройства за счет контакта твердых продуктов сгорания с преградой при инерционных воздействиях. Использование двух пиротехнических составов, из которых выполнены разогревающий и воспламенительный заряды (отказ от передающего заряда), повышает надежность заявляемого устройства, упрощает технологию изготовления и его отработку. В случае выполнения разогревающего и воспламенительного зарядов из одного пиротехнического состава в еще большей степени повышается надежность устройства и сокращаются затраты на его изготовление.

Схема предлагаемого устройства для инициирования представлена на фиг.1.

В корпусе 1 (фиг.1) расположены последовательно на одной оси канал 2 под разогревающий заряд 3, образующий при горении твердые продукты сгорания, неразрушаемая преграда 4 и канал 5 под воспламенительный заряд 6, также образующий при горении твердые продукты сгорания. При этом неразрушаемая преграда 4 может быть любой формы (цилиндрической, усечено-конической и полусферической). Твердые продукты сгорания, образующиеся при горении воспламенительного заряда 6, обеспечивают при инерционных воздействиях защиту преграды 4 от проникновения жидких продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов.

Устройство работает следующим образом. При подаче инициирующего импульса на разогревающий заряд 3 он сгорает и его продукты сгорания за счет контакта с преградой 4 разогревают ее до температуры воспламенения воспламенительного заряда 6, что приводит к его воспламенению, тем самым обеспечивается передача огневого импульса через неразрушаемую преграду 4. При сгорании воспламенительного заряда 6 образуются твердые продукты горения, которые защищают неразрушаемую преграду при инерционных воздействиях от жидких продуктов сгорания, образующихся при горении поджигаемых данным устройством зарядов.

Примером конкретного выполнения может являться устройство, в котором канал 2 под разогревающий заряд 3 снаряжен разогревающим пиротехническим составом на основе KClO₄, Mo и B с плотностью 4,4 г/см³, высотой 4 мм. Глухой цилиндрический канал 5 под воспламенительный заряд 6 снаряжен тем же пиротехническим составом на основе KClO₄, Mo и B с плотностью 5,8 г/см³, высотой 10 мм (плотность у воспламенительного заряда была повышена для уменьшения температуры его воспламенения). Толщина неразрушаемой стальной преграды 4 составляет 1,5 мм.

Во втором примере конкретного выполнения устройства в канал 2 под разогревающий заряд 3 также был снаряжен разогревающий пиротехнический состав на основе KClO₄, Mo и B с плотностью 4,4 г/см³, высотой 4 мм. В глухой цилиндрический канал 5 под воспламенительный заряд 6 снаряжался пиротехнический состав на основе KClO₄, Mo и MoS₂ с плотностью 6,5 г/см³, высотой 10 мм. Толщина неразрушаемой стальной преграды 4 составляла также 1,5 мм.

В обоих примерах используемые пиротехнические составы образуют твердые продукты горения.

Испытания проводились при воздействии инерционных перегрузок. Воспламенительный заряд 6 зажигал пиротехнический состав на основе CuO и Al, имеющий жидкие продукты сгорания, чтобы наглядно проверить эффективность защиты преграды продуктами сгорания воспламенительногого заряда 6.

Работоспособность данного устройства двух конкретных выполнений при инерционных воздействиях (более 10 g) в направлении от воспламенительного заряда 6 к преграде 4 подтверждена экспериментально. В опытах было установлено, что в канале 5 под воспламенительный заряд 6 отсутствуют продукты сгорания пиротехнического состава на основе CuO и Al. Это позволило устранить термоудар по неразрушаемой преграде 4 со стороны канала 5, приводящий к образованию микротрещин в преграде 4 и ее перегреву, что существенно снижает прочностные характеристики устройства и может привести к его разгерметизации.

Использование предлагаемого устройства для инициирования обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества:

- повышение надежности устройства при инерционных воздействиях;

- упрощение технологии изготовления устройства;

- сохранение герметичности после срабатывания устройства.

1. Устройство для инициирования, содержащее металлический корпус с двумя соосными глухими каналами, разделенными неразрушаемой преградой, в одном канале расположен пиротехнический высококалорийный разогревающий заряд, а в другом - пиротехнический воспламенительный заряд, отличающееся тем, что разогревающий и воспламенительный заряды выполнены из пиротехнических составов, образующих при горении твердые шлаки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разогревающий и воспламенительный заряды выполнены из одного пиротехнического состава.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разогревающий и воспламенительный заряды выполнены из разных пиротехнических составов.