×
01.03.2019
219.016.d07a

Результат интеллектуальной деятельности: ЛИНЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО РАЗДЕЛЕНИЯ НА УДЛИНЕННОМ КУМУЛЯТИВНОМ ЗАРЯДЕ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002463544
Дата охранного документа
10.10.2012
Аннотация: Изобретение относится к области взрывного дела. Линейное устройство разделения включает удлиненный кумулятивный заряд бризантного взрывчатого вещества, зарядную камеру, разрезаемую преграду, запреградную ловушку для перехвата остатков кумулятивного ножа, стойки для крепления удлиненного кумулятивного заряда, волногасящие и улавливающие осколки элементы. Через сквозные отверстия в стенках зарядной камеры и в стойке над удлиненным кумулятивным зарядом в непосредственной близости от его тыльной поверхности пропущен электрический кабель питания электродетонирующего устройства или телеметрии, перебиваемый металлическими осколками оболочки удлиненного кумулятивного заряда при его срабатывании. Повышается эффективность удлиненного кумулятивного заряда. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области взрывного дела, а также разработки средств и систем бортовой пироавтоматики и может быть использовано на объектах ракетно-космической, авиационной, специальной техники социально-экономического, научного и военного назначения.

Важную роль в обеспечении высокого качества многих изделий, в первую очередь, авиационной и ракетно-космической техники, играют различного рода устройства и системы пироавтоматики (УПА и СПА соответственно), иногда называемые пиромеханическими устройствами и системами (ПМУ и ПМС). Круг задач, решаемых ими на борту современных летательных аппаратов (ЛА), чрезвычайно широк (катапультирование кресел с членами экипажа (или кабины пилота в целом), ввод и задействование парашютных систем, отделение подвесных баков, обеспечение схода ракет класса «воздух-земля», «воздух-воздух», разделение ступеней ракет на активном участке полета, сброс головных обтекателей, отделение космических аппаратов (КА), десантных и исследовательских зондов при доставке их на другие планеты, приведение КА в рабочее состояние после его отделения от ракеты-носителя или разгонного блока и многие другие задачи, а количество пиросредств на борту современного ЛА достигает двух-трех сотен и более [1].

Несмотря на многообразие найденных и используемых на практике конструктивно-компоновочных решений, все ПМУ могут быть подразделены в соответствии с одним из принципов классификации на сосредоточенные (компактные) и рассредоточенные (линейные, коллекторные и т.п.).

Общеизвестно, что для решения задач разделения элементов конструкции по сплошному материалу (металлическому сплаву, композиту или их сочетанию), будь то силовой шпангоут или оболочка вращения, наиболее эффективными зарекомендовали себя линейные устройства разделения кумулятивного типа с детонирующим снаряжением [2÷6]. При многообразии названий (УКЗ-удлиненный кумулятивный заряд; ДУЗ-детонирующий удлиненный заряд; ШКЗ-шнуровой кумулятивный заряд; КЗУ - кумулятивный заряд удлиненный; УКЗ-У - УКЗ уголковый; УКЗ-П - УКЗ прокатный; УККЗ-УКЗ «Квазар-технологии», ЗКЛБ - заряд кумулятивный на баллиститной основе и т.д.) и форм общим для всех УКЗ (будем называть их для определенности одной аббревиатурой) является наличие профилированной кумулятивной выемки вдоль всей длины заряда взрывчатого материала.

Разработкой и изготовлением УКЗ в России сегодня занимается не один десяток организаций, а номенклатура зарядов весьма широка. Однако если речь идет о бортовых ПМС авиационной и ракетно-космической техники, то востребованными продолжают оставаться только ДУЗы и УКЗ нормального (правильнее - нормированного) ряда [6] в медных оболочках и снаряженные мощным бризантным ВВ - гексогеном или октогеном.

УКЗ в открытом виде устанавливают на разрезаемой преграде только в случае разделки техники в лом или раскроя металла (в том числе при вырезке различных технологических отверстий в металлоконструкциях) на земной поверхности. В бортовых же системах разделения УКЗ размещают в так называемых зарядных камерах (ЗК) различной формы, имеющих три основных предназначения. Так как УКЗ, применяемые в системах разделения, имеют металлическую (чаще всего медную) оболочку, то при детонации снаряжения УКЗ помимо кумулятивной струи линейной формы (так называемого кумулятивного ножа) формируется и поле осколков оболочки боковой и тыльной поверхностей заряда. Под тыльной стороной УКЗ принято понимать сторону, противоположную кумулятивной выемке в диаметральном сечении заряда. Ту часть ВВ, которая участвует в формировании и метании осколков оболочки УКЗ с тыльной и боковой поверхностей его, принято называть «пассивной массой». Значения ее могут достигать существенных величин - от 30 до 70 процентов от общей массы ВВ в заряде [7]. Поэтому одно из предназначений ЗК - перехват и локализация действия осколков оболочки боковой и тыльной поверхностей УКЗ. Другое предназначение - увеличение импульса метания разделяемых конструкций за счет сдерживания в начальный момент срабатывания УКЗ высокоэнергетических продуктов детонации ВВ, дальнейшего воздействия их и осколков оболочки заряда на боковые стенки ЗК. Наконец, третье основное предназначение ЗК состоит в снижении уровня ударных (ударно-волновых) нагрузок на близлежащие чувствительные узлы, агрегаты, аппаратуру за счет установки на внутренней поверхности ЗК различных волногасящих и локализующих действие осколков оболочки покрытий из пористых материалов: пенополиуретанов, пенопластов, но чаще всего - из войлока. Поэтому зачастую в технической литературе и в конструкторской документации ЗК называют защитным кожухом, внутри которого в специальных устройствах (стойках, бобышках) закрепляют УКЗ.

Для обеспечения требуемого уровня надежности системы разделения (как правило, 0,93 и выше) при проектировании системы разделения на УКЗ по результатам расчетов [6; 8] выбирают такой заряд, который с запасом перерезает преграду. При этом остатки кумулятивного ножа (главным образом, хвостовые его элементы и пест), обладающие достаточно большим запасом энергии, проникают в запреградное пространство. В том случае, когда разрезание преграды осуществляется изнутри ЛА наружу, а вблизи пояса разделения с наружной стороны нет каких-либо конструкций, узлов, в конструктивно-компоновочной схеме системы разделения не предусматривают установки с тыльной стороны преграды дополнительного устройства для улавливания остатков кумулятивного ножа. Принципиальная схема такой ПМС приведена в [5, с.20, рис.6]. Однако в практике проектирования систем разделения такие схемы применяются крайне редко.

Чаще на борту ЛА за разрезаемой преградой размещены элементы конструкции, приборы, научная или служебная аппаратура. В этой связи возникает необходимость надежного перехвата остатков кумулятивного ножа. В конструкцию устройства разделения включают запреградную ловушку. Принципиальная схема такого устройства разделения приведена в [8; с.306, рис.7.23], которое включает в себя зарядную камеру (защитный кожух), удлиненный кумулятивный заряд, закрепленный в стойках (бобышках), разрезаемую преграду, запреградную ловушку, волногасящие и улавливающие остатки кумулятивного ножа элементы. Оно является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и принято за прототип.

Недостатком устройства-прототипа является то, что значительная часть энергии, запасенной ВВ, расходуется «впустую», поглощаясь стенками ЗК и запреградной ловушки с волногасящими и улавливающими осколки элементами. Металлические осколки оболочки УКЗ, обладающие достаточно высокой скоростью, и вышедшие на тыльную поверхность разрезаемой преграды фрагменты кумулятивного ножа (хвостовые его элементы и пест) не совершают полезной работы.

Задачей предложенного технического решения является создание устройства разделения на основе УКЗ с высоким коэффициентом использования энергии взрыва снаряжения заряда и снижение общего количества пироустройств и пиромеханизмов на борту ЛА.

Технический результат, который может быть получен при его использовании, заключается в том, что существенно уменьшается энергопотребление на борту ЛА, упрощается кабельная сеть и электрическая схема, уменьшается количество средств инициирования взрывчатых превращений (электровоспламенителей, пиропатронов, электродетонаторов), содержащих высокочувствительные инициирующие ВВ и незащищенные от электростатического электричества, грозовых разрядов, токов наводок, паразитных сигналов мостики накаливания, улучшаются компоновочные и массовые характеристики в целом ЛА, снижается уровень ударно-волновых и вибрационных нагрузок на узлы, агрегаты и аппаратуру изделия.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенках зарядной камеры (защитного кожуха) и в примыкающей стойке (бобышке) выполнено сквозное отверстие (канал) таким образом, чтобы оси симметрии УКЗ, установленного в стойке, и канала взаимно пересекались. В канале заложен электрический кабель питания электродетонирующего устройства, используемого для подрыва УКЗ, или кабель телеметрии, или другие электрические провода, которые в момент срабатывания устройства разделения необходимо разъединить (разомкнуть). В полости запреградной ловушки между разрезаемой преградой и корпусом ловушки размещен или жгут электрических проводов, либо кабель, либо элемент узла крепления, например лента из тонкого металлического материала или лента (жгут) из прочного тканого сверхвысокомодульного материала типа «Кевлар», или резиновый жгут, удерживающий до момента срабатывания УКЗ какое-либо устройство (например, парашютную систему или надувное тормозное, либо амортизационное устройство) в транспортном положении.

Заявленное решение отличается от прототипа наличием новых существенных признаков. В конструкцию устройства разделения на УКЗ дополнительно включены электрический кабель (кабели), электрические провода и/или элементы узла крепления отдельных устройств в транспортном положении в виде тонкостенных металлических лент, а также текстильных, «кевларовых», резиновых лент и жгутов, размещаемые в стойке для крепления УКЗ и примыкающие к тыльной поверхности заряда и/или в полости запреградной ловушки для перехвата остатков кумулятивного ножа. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «Новизна».

В научно-технической литературе не обнаружено решений с такой совокупностью существенных признаков, следовательно, заявленное решение соответствует критерию «Изобретательский уровень».

Заявленное устройство содержит стандартные элементы из областей взрывного дела, машино- и приборостроения, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «Промышленная значимость».

Конструкция заявленного устройства показана на фиг.1. Оно состоит из зарядной камеры (защитного кожуха) (1), удлиненного кумулятивного заряда (2), стойки (бобышки) (3) для крепления УКЗ, разрезаемой преграды (4), запреградной ловушки (5), ленты или жгута (6), электрического кабеля (7), волногасящих и улавливающих осколки элементов (8).

Принцип действия предлагаемого устройства состоит в следующем. При подаче электрического сигнала на электродетонирующее устройство происходит его задействование, отчего в УКЗ возбуждается взрывчатое превращение в виде детонации; формируется кумулятивный нож, который, внедряясь в преграду, разрезает ее. Одновременно с образованием кумулятивного ножа при срабатывании УКЗ происходит разрушение его металлической оболочки вне кумулятивной выемки с образованием высокоскоростных осколков. Металлические осколки оболочки тыльной стороны заряда воздействуют совместно с продуктами детонации и ударной волной на заложенные в канале стойки в непосредственной близости от УКЗ электрический кабель либо питания электродетонирующего устройства, либо кабель телеметрии, либо какой-то другой электрический провод, жгут проводов, разрушая (перебивая) их. Остатки кумулятивного ножа УКЗ, главным образом его хвостовые элементы и пест, обладающие достаточно большой скоростью и запасенной энергией, воздействуют на размещенную в полости запреградной ловушки ленту либо жгут, какого-либо узла крепления; перерезают ее (его), чем способствуют переводу устройства из транспортного положения в рабочее.

Положительный эффект от применения предложенного устройства состоит в том, что отпадает необходимость установки на борту ЛА дополнительных пироавтоматических либо иных устройств (например, пирорезаков, кабеле-, стропорезов и т.п.), для разделения (разрыва) электрического кабеля, ленты или жгута, что, с одной стороны, улучшает общую компоновку ЛА и существенно снижает массово-габаритные характеристики его. С другой стороны, поскольку практически все бортовые пироустройства и пиромеханизмы срабатывают от электрического сигнала, внедрение данного изобретения позволяет снизить энергопотребление на борту ЛА, уменьшить емкость бортовых источников питания, а следовательно, уменьшить их массу и габариты. В современных системах пироавтоматики применяются исключительно двухмостиковые средства инициирования (СИ). Для задействования каждого мостика накаливания низковольтных СИ, срабатывающих от электрического сигнала бортового напряжения (U=27±3В), требуется энергопотребление I=1,0÷1,5 А. При использовании так называемых «безопасных» высоковольтных СИ (например, с взрывающимся мостиком накаливания), не содержащих высокочувствительных к начальному импульсу инициирующих ВВ, требуются существенно более мощные электрические сигналы (U≈2,3 кВ; I≈600А).

Предложенное устройство позволяет помимо этого существенно упростить электрическую схему ЛА (а также уменьшить массу кабельной сети), снизить уровень ударных и волновых нагрузок на ЛА, научную и служебную аппаратуру, приборы за счет задействования меньшего числа пироустройств и пиромеханизмов.

Техническая реализуемость и эффективность заявленного устройства подтверждена экспериментально серией лабораторных опытов.

Источники информации

1. Вспомогательные системы ракетно-космической техники: Ст.переводов / Под ред. И.В.Тишунина. - М.: Мир, 1970.

2. Аттетков А.А., Гнускин A.M., Пырьев В.А., Сагиддулин Г.Г. Резка металлов взрывом. - М.: СИП РИА, 2000.

3. Ефанов В.В., Кузин Е.Н., Тимофеев В.Н., Челышев В.П. Устройства и системы пироавтоматики летательных аппаратов на основе линейных кумулятивных зарядов. // Общерос. научно-техн. журнал «Полет», 2003, №10.

4. Юмашев Л.П. Устройство ракет-носителей (вспомогательные системы): Учеб. пособие. Самарский гос. аэрокосмический ун-т, Самара, 1999.

5. Акопов М.Г., Бомштейн К.Г., Ефанов В.В., Кузин Е.Н. и др. Дезинтеграция фюзеляжа летательного аппарата удлиненным кумулятивным зарядом // Общерос. научно-техн. журнал «Полет». 2005, №8, С.14-22.

6. Балакин А.А., Ефанов В.В., Кузин Е.Н., Челышев В.В. Инженерные аспекты проектирования систем разделения на основе удлиненных кумулятивных зарядов // Космонавтика и ракетостроение. 2008. №1 (50). С.97-105.

7. Физика взрыва / Под ред. Л.П.Орленко. - М.: Физматлит, 2002, т.1, 2.

8. Колотилов А.В., Бугримов А.Л. Прочность и механическая надежность зарядов твердого топлива и средств пироавтоматики: Учебник / Под ред. проф. А.В.Колотилова - М.: Мин-во обороны РФ, 1997.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-30 из 46.
20.04.2015
№216.013.42ce

Наклеиваемый полупроводниковый тензорезисторный датчик деформаций для прочностных испытаний

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций в условиях однородных деформационных полей в процессе прочностных испытаний. Сущность: датчик включает в себя носитель 1 из тонкой металлической фольги. В носителе 1 посредством прямоугольных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548600
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.08.2015
№216.013.7535

Способ лазерной перфорации многослойных рулонных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству лазерной перфорации многослойных рулонных материалов и предназначено, в частности, для применения в космической технике при изготовлении экранно-вакуумной теплоизоляции космических аппаратов (КА). Величину натяжения перфорируемых слоев рулонных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561580
Дата охранного документа: 27.08.2015
20.11.2015
№216.013.902f

Система стабилизации космического аппарата

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для стабилизации космических аппаратов (КА). Система стабилизации КА содержит двигательную установку со сферическими баками окислителя и горючего, ракетный двигатель, каналы управления по тангажу и рысканию с датчиками угла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568527
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.12.2015
№216.013.9a85

Способ автоматизированного контроля запыленности собственной внешней атмосферы космического аппарата при тепловакуумных испытаниях и емкостная аспирационная система с емкостными аспирационными датчиками для его осуществления

Группа изобретений относится к способам автоматизированного контроля запыленности собственной внешней атмосферы (СВЗ) космического аппарата (КА) при тепловакуумных испытаниях (ТВИ) и емкостным аспирационным системам. В данном способе вакуумирование вакуумной камеры начинается одновременно со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571182
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.05.2016
№216.015.3f92

Космический посадочный аппарат

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проектировании посадочных аппаратов (ПА). ПА содержит корпус, тороидальную посадочную опору, научную и служебную аппаратуру, выдвижной приборный контейнер и аккумулятор давления. Аккумулятор давления выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584552
Дата охранного документа: 20.05.2016
13.01.2017
№217.015.70a0

Разъемное соединение

Изобретение относится к разъемным соединениям и может быть использовано для подсоединения с последующим отделением воздуховодов системы термостатирования космической головной части при нахождении ракеты-носителя с последней на стартовой позиции. Разъемное соединение содержит горловину люка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596706
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.9085

Переходной отсек ракеты-носителя (варианты)

Группа изобретений относится к ракетно-космической технике. Переходной отсек головной части ракеты-носителя (РН) содержит корпус, адаптер и средство соединения корпуса с адаптером. Средство соединения корпуса с адаптером выполнено в виде размещенных внутри корпуса ферм, каждая из которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603872
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.adcb

Способ защиты космического аппарата от статического электричества и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к методам и средствам защиты бортового оборудования космических аппаратов (КА), а также экипажей пилотируемых КА (станций). Способ включает в себя металлизацию оборудования так, что агрегаты и аппаратуру (1) служебных систем КА выводят на одну шину (2), а комплекс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612474
Дата охранного документа: 09.03.2017
25.08.2017
№217.015.befe

Модуль служебных систем

Изобретение относится к космической технике. Модуль служебных систем содержит корпус, выполненный в виде прямой восьмигранной призмы, вдоль боковых ребер которой пропущены продольные стойки. Концы продольных стоек соединены поперечными силовыми элементами, при этом пролеты между продольными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617018
Дата охранного документа: 19.04.2017
25.08.2017
№217.015.bf3f

Космический аппарат, его модуль полезной нагрузки и модуль служебных систем

Группа изобретений относится к конструкции и компоновке космических аппаратов (КА), преимущественно геостационарных. КА содержит модуль служебных систем (100) и модуль полезной нагрузки (200), соединённые фермой (300). В корпусе модуля (100) размещены блоки служебной аппаратуры, а снаружи -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617162
Дата охранного документа: 21.04.2017
Показаны записи 21-30 из 33.
16.06.2018
№218.016.6252

Магнитожидкостный виброгаситель

Изобретение относится к средствам гашения колебаний упругих элементов конструкции космических аппаратов. Виброгаситель содержит полый цилиндрический корпус 1 из немагнитного материала. Вдоль всей внутренней поверхности корпуса выполнена резьба. С одного торца корпуса 1 ввинчена глухая крышка 2....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657700
Дата охранного документа: 14.06.2018
20.06.2018
№218.016.6479

Способ очистки промышленных и сточных вод от соединений хрома

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод процессов нанесения гальванических покрытий. Для осуществления способа сточные воды, содержащие соединения хрома(VI), обрабатывают соединениями титана(II или III) в количестве 100-200% от стехиометрического при интенсивном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658032
Дата охранного документа: 19.06.2018
01.03.2019
№219.016.cdf6

Устройство для разделения коммуникаций

Изобретение относится к средствам разделения частей космического объекта или ракеты. Устройство содержит корпус (1) и наковальню (2) с плоской рабочей поверхностью. В корпусе выполнен канал (19), в котором установлены пиротехническое средство (3) и поршень (18) с ножом (4). Нож имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002412090
Дата охранного документа: 20.02.2011
03.03.2019
№219.016.d257

Кумулятивный заряд

Изобретение относится к взрывным работам. Кумулятивный заряд может быть использован для перфорации нефтяных и газовых скважин, взрывного бурения шпуров, разрушения негабаритов горных пород, прибивания металлических листов в промышленности и в строительстве. Заряд содержит корпус, инициатор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681019
Дата охранного документа: 01.03.2019
19.04.2019
№219.017.319b

Способ дожигания продуктов неполного сгорания при утилизации ракетных двигателей твердого топлива

Способ дожигания продуктов неполного сгорания при утилизации ракетных двигателей твердого топлива путем сжигания на стенде включает закрепление ракетного двигателя твердого топлива сопловой частью внутрь нижнего конца смесительной камеры большого удлинения, воспламенение двигателя и подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002428578
Дата охранного документа: 10.09.2011
03.07.2019
№219.017.a402

Удлиненный кумулятивный заряд

Изобретение относится к области взрывных работ и может найти применение при разделке на металлолом громоздких металлических конструкций, реконструкции и демонтаже бетонных и железобетонных сооружений, плановой ликвидации вооружения и военной техники, ликвидации аварийных ситуаций. Согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693065
Дата охранного документа: 01.07.2019
15.11.2019
№219.017.e2c1

Удлиненный кумулятивный заряд и способ его изготовления

Изобретение относится в области взрывного дела, в частности к зарядам для взрывных работ и может быть использовано при демонтаже крупногабаритных инженерных сооружений, конструкций, а также при ликвидации с утилизацией тяжелой военной техники и вооружений. Устройство относится к составным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706155
Дата охранного документа: 14.11.2019
29.11.2019
№219.017.e7a0

Способ получения треххлористого титана

Изобретение относится к получению треххлористого титана, используемого в качестве компонента активного покрытия анодов, катализатора в органическом синтезе, а также в процессах очистки воды. Способ получения треххлористого титана включает восстановление тетрахлорида титана металлом при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707362
Дата охранного документа: 26.11.2019
19.12.2019
№219.017.ef37

Взрывной генератор электромагнитных импульсов

Изобретение относится к области использования энергии взрыва и предназначено для преобразования ее в энергию электромагнитного импульса повышенной мощности. Взрывной генератор состоит из металлического корпуса в форме либо двух изолированных друг от друга плоских пластин из алюминия или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709255
Дата охранного документа: 17.12.2019
17.01.2020
№220.017.f636

Способ получения треххлористого титана

Изобретение относится к получению треххлористого титана, используемого в качестве компонента активного покрытия анодов, катализатора в органическом синтезе, а также в процессах очистки воды. Для получения треххлористого титана проводят восстановление тетрахлорида титана металлом при нагревании....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711226
Дата охранного документа: 15.01.2020
+ добавить свой РИД