PL231843B1 - Głowicowy zapalnik artyleryjski - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowicowy zapalnik artyleryjski zbudowany z przedniej części stożkowej i tylnej części cylindrycznej z gwintem umożliwiającym połączenie zapalnika z korpusem pocisku zaelaborowanego materiałem wybuchowym, przy czym gwint zapalnika przecięty jest wzdłuż linii prostej, korzystnie równolegle do osi zapalnika, co najmniej jednym rowkiem odgazowującym mieszczącym niskotopliwą substancję uszczelniającą.

Głowicowy zapalnik artyleryjski według wynalazku, posiadający połączenie gwintowe przecięte co najmniej jednym rowkiem odgazowującym wypełnionym substancją niskotopliwą, zapobiega gwałtownej reakcji materiału wybuchowego zaelaborowanego w skorupie pocisku, w postaci szybkiego termicznego rozkładu materiału wybuchowego, opcjonalnie przechodzącej w deflagrację (szybkie spalanie materiału wybuchowego) i/lub wybuch w wyniku oddziaływania awaryjnych bodźców termicznych najbliższego otoczenia pocisku, takich jak pożar, zapłon materiałów pędnych, czy też amunicji sąsiadującej z pociskiem. Opóźnienie gwałtownej reakcji pocisku, a nawet zapobieżenie powstania takiej reakcji umożliwia ewakuację personelu, sprzętu i materiałów z miejsca zagrożonego wybuchem. Pod wpływem awaryjnego wzrostu temperatury otoczenia (sąsiedztwa) pocisku, wzrasta temperatura ładunku materiału wybuchowego zaelaborowanego w skorupie pocisku oraz niskotopliwego materiału, który ulega mięknieniu. Dalszy wzrost temperatury wywołuje rozkład termiczny ładunku materiału wybuchowego przejawiający się wydzielaniem gazowych produktów rozkładu, które wypełniają zamkniętą objętość pocisku. Przy określonej temperaturze otoczenia pocisku niskotopliwy materiał wypełniający rowek ulega stopieniu. Gazowe produkty rozkładu materiału wybuchowego wypychają materiał niskotopliwy z rowka odgazowującego poza pocisk i wydostają się na zewnątrz pocisku. Powoduje to zmniejszenie ciśnienia tych gazów we wnętrzu pocisku, opóźniając a nawet zapobiegając gwałtownej (zazwyczaj wybuchowej) reakcji rozkładu materiału wybuchowego. Zazwyczaj materiał niskotopliwy stanowią tworzywa sztuczne lub stopy metali, mogące według amerykańskiej publikacji zgłoszeniowej US 2012/0255456 wynalazku dotyczącego niskotopliwego korka otworu przelotowego wykonanego w korpusie elementu amunicji małowrażliwej, zawierać bizmut, ołów, cynę, antymon, ind, miedź, cynk, gal, kadm oraz kombinacje dowolnej podgrupy spośród niniejszych metali. Często niskotopliwe stopy metali stosowane w amunicji małowrażliwej wykonane są na bazie bizmutu, ołowiu i cyny (amerykańskie publikacje patentowe: US 3665857, US 3927791, US 5311820 oraz US 8550004), przy czym bizmut stanowi ok. 50% cz. wag., ołów ok. 30% cz. wag., zaś cyna 20% cz. wag. Temperatura topnienia ww. trójskładnikowych stopów mieści się w zakresie od ok. 90°C do ok. 110°C, czyli znacznie poniżej temperatury intensywnego (gwałtownego) rozkładu stałych materiałów wybuchowych, w tym kruszących materiałów wybuchowych i paliw rakietowych. W zakresie tym mieści się również temperatura topienia (wynosząca ok. 108°C) zastrzeganego w zastrzeżeniu zależnym stopu Matrix, tj. stopu składającego się z 47,5% cz. wag. bizmutu, 28,5% cz. wag. ołowiu, 14,5% cz. wag. cyny oraz 9,5% cz. wag. antymonu. Stop ten stosowany jest w zabezpieczeniach przeciwpożarowych, do specjalnego lutowania oraz do wytwarzania precyzyjnych form odlewniczych.

W amerykańskiej publikacji zgłoszeniowej wynalazku US 2014/0284913 przedstawiono rowkowe połączenie, opcjonalnie gwintowe, elementów amunicji np. głowicy bojowej i układu napędowego (miotającego), zawierające niskotopliwy materiał wstrzykiwany przez otwory przelotowe korpusów elementu amunicji do systemu rowków tworzących sieć równoległych kanałów obwodowych (kołowych) przeciętych pod kątem prostym prostoliniowymi kanałami, tj. równoległymi do osi elementu amunicji.

W przykładzie realizacji wynalazku, przedstawionym w amerykańskiej publikacji patentowej US 4004516, opisującym rozwiązanie głowicy bojowej pocisku artyleryjskiego lub rakietowego, zaelaborowanej zapalnikiem z pobudzaczem umieszczonym w miseczce wykonanej z materiału niskotopliwego, na przykład z tworzywa sztucznego, podano możliwość wykonania otworów w korpusie głowicy albo kanałów w połączeniu gwintowym, łączącym głowicę z korpusem pocisku, stanowiących przedłużenie komory rozprężnej otaczającej pobudzacz. W przypadku awaryjnego wzrostu temperatury w sąsiedztwie głowicy bojowej, ww. otwory lub kanały miały umożliwić wypłynięcie stopionego materiału miseczki poza korpus głowicy, zanim nastąpiłby termiczny wybuchowy rozkład materiału pobudzacza.

Istota głowicowego zapalnika artyleryjskiego według wynalazku, zbudowanego z przedniej części stożkowej i tylnej części cylindrycznej z gwintem umożliwiającym połączenie zapalnika z korpusem pocisku zaelaborowanego materiałem wybuchowym, przy czym gwint zapalnika przecięty jest wzdłuż linii prostej, korzystnie równolegle do osi zapalnika co najmniej jednym rowkiem odgazowującym, mieszPL 231 843 B1 czącym niskotopliwą substancję uszczelniającą, polega na tym, że w podstawie części stożkowej zapalnika łączącej się z częścią cylindryczną zapalnika wykonane jest co najmniej jedno gniazdo dochodzące do powierzchni bocznej części stożkowej zapalnika, przy czym każdy pojedynczy rowek odgazowujący przebiega na całej długości części cylindrycznej i łączy się z jednym gniazdem. Głębokość każdego rowka odgazowującego na odcinku gwintu jest większa niż głębokość gwintu. Niskotopliwą substancją umieszczoną w rowku odgazowującym i gnieździe z nim połączonym jest wyżej opisany stop Matrix. Gniazdo i rowek na powierzchni głowicowego zapalnika artyleryjskiego według wynalazku, zawierające materiał niskotopliwy, udrażniając połączenie zapalnika pocisku z jego korpusem, umożliwiają podczas termicznego rozkładu ładunku wybuchowego pocisku wylot gazowych produktów tego rozkładu, a tym samym zapewniają wydłużenie czasu do nastąpienia gwałtownej reakcji rozkładu ładunku wybuchowego np. w postaci detonacji, a nawet uniemożliwiają taką reakcję. A zatem, rozwiązanie według wynalazku przyczynia się do podniesienia poziomu bezpieczeństwa eksploatacji pocisków z wkręconymi zapalnikami głowicowymi (w tym, bezpieczeństwo ich przechowywania), zwłaszcza w warunkach awaryjnego wzrostu temperatury otoczenia, w którym mogą się znaleźć.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia głowicowy zapalnik artyleryjski w widoku bocznym obejmującym rowek odgazowujący wykonany w cylindrycznej części zapalnika oraz gniazdo z nim połączone, wykonane na styku części stożkowej i cylindrycznej zapalnika, umożliwiające wtłoczenie do rowka roztopiony (ciekły) stop niskotopliwy, zaś Fig. 2 przedstawia korpus głowicowego zapalnika artyleryjskiego w półwidoku - półprzekroju osiowym obejmującym rowek odgazowujący i gniazdo.

Głowicowy zapalnik artyleryjski zbudowany jest z przedniej części stożkowej 1 i tylnej części cylindrycznej 2 z gwintem 3 umożliwiającym połączenie zapalnika z korpusem pocisku zaelaborowanego materiałem wybuchowym. Gwint 3 przecięty jest rowkiem odgazowującym 4 wzdłuż linii prostej, równolegle do osi zapalnika. Na styku części stożkowej 1 i cylindrycznej 2 zapalnika wykonane jest gniazdo 5 łączące boczną powierzchnię części stożkowej 1 z częścią cylindryczną 2. Rowek odgazowujący 4 przebiega na całej długości części cylindrycznej 2 zapalnika i łączy się z gniazdem 5. Głębokość rowka odgazowującego 4 na odcinku gwintu 3 jest większa niż głębokość gwintu 3. Rowek odgazowujący 4 oraz gniazdo 5 mieści niskotopliwą substancję uszczelniającą o temperaturze topienia wynoszącej ok. 108°C (stop Matrix) o składzie 47,5% cz. wag. bizmutu, 28,5% cz. wag. ołowiu, 14,5% cz. wag. cyny oraz 9,5% cz. wag. antymonu.

Pod wpływem awaryjnego wzrostu temperatury otoczenia pocisku zawierającego głowicowy zapalnik artyleryjski, wzrasta temperatura ładunku materiału wybuchowego pocisku oraz niskotopliwego materiału ulegającego mięknieniu, zaś w temperaturze ok. 108°C - topieniu. Dalszy wzrost temperatury wywołuje stopniowy rozkład termiczny ładunku wybuchowego przejawiający się wydzielaniem gazowych produktów rozkładu, wypychających roztopiony materiał niskotopliwy z rowka odgazowującego 4 i gniazda 5 poza pocisk. Gazowe produkty termicznego rozkładu ładunku materiału wybuchowego opuszczają wnętrze pocisku, w wyniku czego zmniejsza się wartość ich ciśnienia we wnętrzu pocisku, opóźniając a nawet zapobiegając gwałtownej (zazwyczaj wybuchowej) reakcji materiału wybuchowego.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Głowicowy zapalnik artyleryjski zbudowany z przedniej części stożkowej i tylnej części cylindrycznej z gwintem umożliwiającym połączenie zapalnika z korpusem pocisku zaelaborowanego materiałem wybuchowym, przy czym gwint zapalnika przecięty jest wzdłuż linii prostej, korzystnie równolegle do osi zapalnika co najmniej jednym rowkiem odgazowującym, mieszczącym niskotopliwą substancję uszczelniającą, znamienny tym, że w podstawie części stożkowej (1) zapalnika łączącej się z jego częścią cylindryczną (2) wykonane jest co najmniej jedno gniazdo (5) dochodzące do bocznej powierzchni części stożkowej (1) zapalnika, przy czym każdy pojedynczy rowek odgazowujący (4) przebiega na całej długości części cylindrycznej (2) zapalnika i łączy się z jednym gniazdem (5), a ponadto głębokość każdego rowka odgazowującego (4) na odcinku gwintu (3) jest większa niż głębokość gwintu (3).
2. 2. Głowicowy zapalnik artyleryjski według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że niskotopliwą substancją umieszczoną w rowku odgazowującym (4) jest niskotopliwy stop składający się z 47,5% cz. wag. bizmutu, 28,5% cz. wag. ołowiu, 14,5% cz. wag. cyny oraz 9,5% cz. wag. antymonu.