Результат интеллектуальной деятельности: СТРЕЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАТАПУЛЬТНОГО КРЕСЛА ПИЛОТИРУЕМОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Изобретение относится к области создания систем аварийного спасения (САС) летательных аппаратов (ЛА), а именно к разработке стреляющих устройств и энергоисточников стреляющих механизмов (СМ) катапультных кресел (КК).

Известно, что в качестве энергоисточников для КК используют пиропатроны (пиросредства), оснащенные твердотопливными шашками и, как правило, петардами дымного ружейного пороха.

Аналогами патентуемого технического решения являются: US 2469739 А, 10.05.1949, SU 1087749 A1, 23.04.1984, RU 2000460 C, 7.09.1993, RU 2023956 C1, 30.11.1994, RU 2069091 C1, 10.11.1996, RU 2100065 C1, 27.12.1997, RU 2154769 C1, 20.08.2000, RU 2158932 C1, 27.10.2000, US 3908358 A, 30.09.1975, FR 2461201 A1, 6.03.1981, RU 2230211 C1, 10.06.2004.

Прототипом патентуемого стреляющего устройства выбрано техническое решение по патенту RU 2230211 C1 (опубл. 10.06.2004 г., заявка 2002127488/06 от 14.10.2002 г.). По сути, конструкция прототипа, в части энергоисточника, представляет унитарный патрон, содержащий капсюль-воспламенитель, петарду, основной заряд из твердотопливных шашек, дополнительный (форсажный) заряд в виде малоразмерных, по сравнению с основным зарядом твердотопливных шашек, колосник и пыж (мембрану), завальцованных в общей латунной гильзе. Несмотря на удобство снаряжательных работ с унитарным пиропатроном он обладает существенными недостатками.

Недостатками конструкции прототипа являются:

1. Использование в стреляющем устройстве в качестве корпуса пиропатрона металлической (латунной) гильзы из дефицитного материала. Наличие указанной гильзы в составе пиропатрона снижает весовое совершенство КК и ЛА в целом, удорожает их изготовление.

2. Выполнение, в конструкции прототипа стреляющего устройства (СУ), пиропатрона унитарным, содержащим в составе завальцованной гильзы основной и дополнительный форсажный заряды, петарду, колосник, герметизирующую мембрану (пыж) и инициатор (капсюль-воспламенитель). Несмотря на определенное удобство и технологичность такой комплектации пиропатрон-прототип представляет повышенную опасность в обращении (при транспортировке, хранении и снаряжении), т.к. он всегда «готов» к «боевой» работе. Переход в патентуемом варианте конструкции к «выстрелу раздельного картузного заряжания» (БСЭ, Третье издание, М.: Советская энциклопедия, 1975, том 2, стр.263, колонка 777, статья «Артиллерийский выстрел») позволяет существенно повысить безопасность работ и обращение с пиросредством в эксплуатации, т.к. инициатор пиросредства устанавливается на последней стадии боевой подготовки СУ.

3. Кроме того, существующие капсюли-воспламенители, содержащие в качестве инициирующего взрывчатого вещества, как правило, гремучую ртуть, при нагреве до температур выше +50°С частично теряют взрывчатые свойства, что снижает надежность как их срабатывания, так и самого пиропатрона. В то же время известно, что современные пилотируемые ЛА эксплуатируются с температурными нагрузками до +60°С.

Технической задачей патентуемого изобретения является повышение экономичности изготовления, эффективности и безопасности стреляющих устройств КК за счет совершенствования конструкции энергоисточников (пиросредств) к САС летчиков.

Указанная техническая задача решается в патентуемом изобретении за счет замены в конструкции прототипа металлической (латунной) гильзы полимерной - пленочной оболочкой (корпусом) из полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) пленки, ламинированной полиэтиленом (Фиг. 1), а капсюля-воспламенителя - на электровоспламенитель (ЭВ) и переходе от патрона унитарного заряжания к раздельному картузному заряжанию.

Технический результат изобретения заключается (Фиг. 2) в выполнении стреляющего устройства КК пилотируемого летательного аппарата к системе аварийного спасения экипажей летательных аппаратов, включающего телескопический стреляющий механизм, в виде неподвижного и подвижного цилиндров, колосник, пыж, пиросредство и инициатор. При этом пиросредство содержит петарду, твердотопливные шашки основного и дополнительного зарядов и прокладочные элементы, размещенные в корпусе, выполненном в виде оболочки (пакета) из полиэтилентерефталатной пленки, ламинированной полиэтиленом. Инициатор выполнен в виде электровоспламенителя, размещенного вблизи петарды с возможностью подачи форса продуктов сгорания инициатора на поверхность петарды, при этом пиросредство зафиксировано в полости телескопического механизма колосником (гайкой), установленным в нижней части неподвижного цилиндра телескопического механизма, с возможностью его продольного перемещения, а с колосником прочно скреплена тонкостенная заглушка-мембрана (пыж). Петарда выполнена из дымного ружейного пороха. Твердотопливные шашки выполнены канальными, из баллиститного либо смесевого твердого ракетного топлива, всестороннего горения, либо бронированными полностью, либо частично по боковой поверхности. Часть шашек всестороннего горения может быть выполнена из трубок малых, по сравнению с шашками основного заряда диаметра и длины, в качестве дополнительного (форсажного) заряда.

Сущность изобретения заключается:

1. В применении в качестве корпуса пиросредства - пленочной оболочки (пакета) из ПЭТФ пленки (патенты: RU 2213245, RU 2232698, RU 2230211, RU 2212557, RU 2170842), ламинированной полиэтиленом.

Это улучшает как весогабаритные характеристики пиросредств, так и снижает экономические затраты при изготовлении их.

2. В использовании для зажжения пиросредства электровоспламенителя, что существенно, по сравнению с использованием в конструкции прототипа капсюля - воспламенителя, повышает надежность, безопасность эксплуатации, обращения и сборочно-снаряжательных работ с пиросредством.

3. В использовании в качестве фиксатора пиросредства, в неподвижном цилиндре телескопического механизма, раскрепленного относительно пиросредства, колосника, жестко связанного, например, резьбовым соединением с цилиндром, и скрепленного с тонкостенной мембраной (пыжом).

4. В переходе от унитарного патрона к раздельному картузному заряжанию [инициатор + заряд (пиросредство) в пленочной оболочке + (колосник, мембрана-пыж)].

Известно, что для компенсации разброса внутрибаллистических характеристик (ВБХ) катапультных устройств, обусловленных, в первую очередь, разбросом скорости горения ТРТ, используется способ подбора длины шашек зарядов в зависимости от величины скорости горения конкретной партии топлива (см., например, пат. RU 2233190 C1, опубл. 10.09.2008 г., заявка 2007109546 от 15.03.2007 г.).

Указанный способ практически используется при изготовлении пиропатрона-прототипа.

При этом, до изготовления корпуса пиропатрона, должны быть известны ВБХ партии зарядов для последующей комплектации зарядов в габариты пиропатрона. Это существенно затрудняет технологический процесс изготовления пиропатронов и удлиняет технологический цикл. В патентуемом техническом решении пиросредство, в отличии от прототипа, выполнено раздельного заряжания из трех отдельных конструктивных узлов:

1) петарда, основной и форсажный заряд в герметичной оболочке (корпусе) из полиэтилентерефталатной пленки;

2) колосник, скрепленный с пыжом (мембраной-заглушкой), оснащенный резьбой по наружной поверхности и ответной резьбой на внутреннем канале неподвижного цилиндра телескопического механизма, что позволяет обеспечить необходимую фиксацию пиросредства в цилиндре;

3) электровоспламенитель (ЭВ).

Конструкцию заряда для патентуемого устройства выполняют на заводе-изготовителе с геометрическими размерами шашек, обеспечивающими необходимые ВБХ, а размеры посадочного места пиросредства обеспечивают вворачиванием колосника в неподвижный цилиндр телескопического механизма на требуемую длину (Фиг. 4) заряда (пиросредства).

Изобретение поясняется графическими материалами.

Фиг. 1 - пиросредство патентуемого СУ

1 - корпус-оболочка

2 - основной заряд ТРТ

3 - дополнительный (форсажный) заряд ТРТ

4 - петарда

5 - сварные швы

6 - прокладка

Фиг. 2 - патентуемая конструкция стреляющего устройства (СУ)

7 - электровоспламенитель(ЭВ)

8 - неподвижный цилиндр телескопического механизма

9 - подвижный цилиндр телескопического механизма

10 - колосник

11 - мембрана (пыж)

Фиг. 3 - пример диаграммы «давление-время» для патентуемого СУ.

Фиг. 4 - схема установки заряда в полость неподвижного цилиндра телескопического механизма для патентуемого СУ.

Патентуемое СУ работает следующим образом. При подаче импульса на электровоспламенитель (7) последний срабатывает и поджигает петарду (4) пиросредства. Продукты сгорания петарды, совместно с продуктами сгорания ЭВ (7), воспламеняют твердотопливные шашки основного (2) и дополнительного (форсажного) (3) зарядов. Образующиеся при сгорании пиросредства газы обеспечивают функционирование СУ катапультного кресла.

Патентуемое техническое решение практически реализовано в следующем исполнении:

- материал корпуса пиросредства - ПЭТФ пленка (ламинированная полиэтиленом) толщиной 50…60 мкм;

- основной заряд ТРТ - 7 канальных шашек из баллиститного ТРТ бронированных по боковой поверхности с размерами: длина 110…130 мм, наружный диаметр - 12,0 мм, диаметр канала 2,2 мм;

- дополнительный заряд ТРТ - 25 канальных малоразмерных (по сравнению с основным зарядом) шашек из баллиститного ТРТ всестороннего горения, с размерами: длина - 25 мм, наружный диаметр - 5,1 мм, диаметр канала-2,2 мм;

- петарда - прессованная шашка из дымного ружейного пороха. Длина - 18 мм, диаметр - 36 мм;

- схема установки ЭВ - с направлением форса ЭВ на поверхность петарды (Фиг. 2).

Пример типовой диаграммы «давление-время» при срабатывании пиросредства для патентуемого СУ приведен на Фиг. 3.

Положительный эффект изобретения - повышение эффективности, надежности эксплуатации и экономичности изготовления стреляющих устройств для катапультных кресел систем аварийного спасения пилотируемых летательных аппаратов.