RU2394217C2 - Pyrotechnic device for generating impact effects - Google Patents
Pyrotechnic device for generating impact effects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2394217C2 RU2394217C2 RU2008132622/28A RU2008132622A RU2394217C2 RU 2394217 C2 RU2394217 C2 RU 2394217C2 RU 2008132622/28 A RU2008132622/28 A RU 2008132622/28A RU 2008132622 A RU2008132622 A RU 2008132622A RU 2394217 C2 RU2394217 C2 RU 2394217C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- locking element
- piston
- pyrotechnic device
- pyrotechnic
- thread
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к оборудованию для испытаний на ударные воздействия и может быть использовано при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия различных приборов и оборудования, а также различных сложных систем (например, космических аппаратов).This invention relates to equipment for impact tests and can be used in tests for high-impact impacts of various devices and equipment, as well as various complex systems (for example, spacecraft).
Существует достаточно много различных стендов для испытаний на ударные воздействия, которые включают в себя устройства для создания ударных воздействий. С помощью вибрационных электродинамических стендов, стендов с падающими столами и т.д. (Вибрации в технике: Справочник в 6 томах. М.: Машиностроение, т.5. Измерения и испытания, под ред. М.Д. Генкина 1981 г., стр.476-477). В настоящее время наибольшее применение находят системы на базе вибростендов. Требования к стендам, обеспечивающим необходимое ударное воздействие, достаточно высоки, особенно при воспроизведении воздействий большой интенсивности, малой длительности и сложной формы. Иногда для создания ударных воздействий в стендах используются пиротехнические устройства. Например, патент РФ №2244909, где источником ударного воздействия служит разрывной болт 8X54. Помимо разрывных болтов, например, патент США №2..653. 504, класс 85-1, существует достаточно большой класс пиротехнических устройств, использующих для создания давления газы от сгорания порохов, с помощью которых перемещаются и/или разрушаются различные соединительные элементы. Например, патенты США №3530759, класс 85-1, №3111808, класс 60-26.1 и ряд других.There are many different stands for impact testing, which include devices for creating impact effects. With the help of vibrating electrodynamic stands, stands with falling tables, etc. (Vibrations in technology: Handbook in 6 volumes. M.: Mechanical Engineering, vol. 5. Measurements and tests, edited by MD Genkin 1981, pp. 476-477). Currently, systems based on vibration stands are most used. The requirements for stands providing the necessary impact are quite high, especially when reproducing effects of high intensity, short duration and complex shape. Sometimes, pyrotechnic devices are used to create shock effects in the stands. For example, RF patent No. 224909, where the burst bolt 8X54 serves as a source of impact. In addition to bursting bolts, for example, US patent No. 2..653. 504, class 85-1, there is a fairly large class of pyrotechnic devices that use gases from the combustion of gunpowder to create pressure, with which various connecting elements are moved and / or destroyed. For example, US patents No. 3530759, class 85-1, No. 3111808, class 60-26.1 and several others.
Каждое из этих устройств при срабатывании создает ударное воздействие определенного вида (со своей амплитудой воздействия и длительностью) и может быть использовано в качестве источника ударных воздействий для испытаний.Each of these devices, when triggered, creates a shock of a certain type (with its own amplitude of impact and duration) and can be used as a source of shock for testing.
Наиболее близким к заявленному является «Пиротолкатель», по патенту США №2575071, класс 60-26.1 (прототип). Пиротолкатель выполнен в виде болта с головкой и стержнем с резьбой. В головке выполнены шлицы для ввинчивания толкателя в корпус. По оси толкателя выполнено сквозное отверстие. Внутри цилиндрического канала корпуса расположен сильфон. Пирозаряд помещен внутри стержня и подрывается электрозапалом. Внутри корпуса может скользить плунжер. При подрыве пирозаряда образующиеся газы растягивают сильфон, который выталкивает плунжер. Ход плунжера определяется количеством пороха и длиной сильфона.Closest to the claimed is the "Pusher", according to US patent No. 2575071, class 60-26.1 (prototype). The pusher is made in the form of a bolt with a head and a threaded rod. Slots are made in the head for screwing the pusher into the housing. A through hole is made along the axis of the pusher. A bellows is located inside the cylindrical channel of the housing. The pyro charge is placed inside the rod and is undermined by an electric fuse. A plunger can slide inside the housing. When the pyro charge is detonated, the gases formed stretch the bellows, which pushes the plunger. The stroke of the plunger is determined by the amount of gunpowder and the length of the bellows.
Существенным недостатком этого устройства при использовании в качестве источника ударных воздействий является то, что ударное воздействие не регулируется и после его срабатывания сильфон долго остается под давлением. Кроме того, такое устройство является практически одноразовым (замене подлежат наиболее ответственные элементы).A significant disadvantage of this device when used as a source of shock is that the shock is not regulated and after its operation the bellows remains under pressure for a long time. In addition, such a device is practically disposable (the most critical elements are subject to replacement).
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание регулируемого в широком амплитудно-частотном диапазоне пиротехнического устройства для формирования ударных воздействий необходимого вида.The problem to which the present invention is directed, is the creation of a pyrotechnic device controlled in a wide amplitude-frequency range for the formation of shock effects of the required type.
Решение этой задачи достигается тем, что поршень пиротехнического устройства содержит наконечник, на который с помощью резьбы установлен съемный боек, при этом контрящий элемент фиксируют в корпусе с помощь резьбы, а в поршне по скользящей посадке, причем допустимые напряжения в материале корпуса и поршня больше допустимых напряжений в контрящем элементе, при этом диаметр или материал контрящего элемента выбирают по формулеThe solution to this problem is achieved by the fact that the piston of the pyrotechnic device contains a tip on which a detachable hammer is mounted with the help of the thread, while the locking element is fixed in the housing with the help of the thread, and in the piston in a sliding fit, and the permissible stresses in the material of the housing and piston are greater than the permissible stresses in the locking element, while the diameter or material of the locking element is selected by the formula
гдеWhere
d - диаметр контрящего элемента;d is the diameter of the locking element;
D - внутренний диаметр пиротехнического устройства;D is the inner diameter of the pyrotechnic device;
р - необходимое давление газов в полости пиротехнического устройства;p is the required gas pressure in the cavity of the pyrotechnic device;
[τ] - допустимые касательные напряжения в материале контрящего элемента. Предлагаемое устройство содержит также дополнительные пиропатроны, а сами пиропатроны установлены в кассету-сепаратор, каналы которой соединены с полостью пиротехнического устройства.[τ] - allowable shear stresses in the material of the locking element. The proposed device also contains additional squibs, and the squibs themselves are installed in the separator cartridge, the channels of which are connected to the cavity of the pyrotechnic device.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства с одним пиропатроном, на фиг.2 с сепаратором для установки пиропатронов. На фиг.3 показан стенд для ударных испытаний с рассматриваемым пирустройством, а на фиг.4 показан вид А стенда.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the device with one squib, in Fig.2 with a separator for installing squibs. Figure 3 shows the stand for impact testing with the pyrotechnics in question, and figure 4 shows a view A of the stand.
Устройство (фиг.1) состоит из корпуса 1 с резьбой 2, профилированного поршня 3 с уплотнительным кольцом 4, контрящего элемента 5 с резьбой 6. Поршень 3 заканчивается наконечником 7 с резьбой 8 для установки сменного бойка 9. В поршне 3 имеется полость 10, а в корпусе 1 полость 11 между поршнем 3 и пиропатроном 12. К пиропатрону стыкуется кабель 13 для электрозапала. На фиг.2 показан вариант устройства, в котором вместо одного пиропатрона устанавлена кассета-сепаратор 14 с пиропатронами 12, каналы 15 от которых соединены с полостью 11.The device (figure 1) consists of a housing 1 with a thread 2, a profiled piston 3 with a sealing ring 4, a
На фиг.3 показан ударный стенд СПИ 6.3480-0, состоящий из волновода 16, тросов 17, тензодатчиков 18 баллистического маятника 19 с исследуемым пироустройством 20, датчиками ускорений 21.Figure 3 shows the shock stand SPI 6.3480-0, consisting of a
На фиг.4 показан вид А стенда, где 22 - это стенка баллистического маятника 19, пороховые газы 23 образующиеся при срабатывании пиропатрона 12, торец 24 волновода 16.Figure 4 shows a view A of the stand, where 22 is the wall of the
Сущность заявляемого изобретения поясняется следующим образом. При подаче напряжения на пиропатрон 12 происходит его срабатывание, образуются пороховые газы 23 и растет давление внутри полостей 10, 11. При достижении критического давления срезается контрящий элемент 5 (наличие резьбы 6 исключает выпадение контрящего элемента), происходит движение поршня 3 до соударения сменного бойка 9 с объектом испытаний (например, торцом 24 волновода 16). В объект испытаний передается ударная волна. Наличие кассеты-сепаратора 14 с пиропатронами 12, замена контрящего элемента более прочным элементом, позволяет регулировать давление внутри полостей 10, 11 и соответственно изменять максимальную скорость соударения бойка с преградой (объектом испытаний). При этом срабатывание пиропатронов можно производить как одновременно, так и в любой последовательности. Замена бойков (меняя материалы, форму, массу бойка) позволяет изменять форму импульса ударного воздействия, что расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства (см. например, Алимов, Д.Д. Удар. Распространение волн деформаций в ударных системах. / Д.Д.Алимов, В.К.Манжосов и др. - М.: Наука, 1985. - 360 с).The essence of the invention is illustrated as follows. When voltage is applied to the
После срабатывания пироустройства 20 происходит постепенное снижение давления внутри полостей 10, 11 (одно уплотняющее кольцо не обеспечивает абсолютную герметичность устройства). После замены пиропатрона 12, уплотнительного кольца 4 и контрящего элемента 5, пироустройство готово к повторному использованию.After triggering the
Рассмотрим процедуру выбора параметров контрящего элемента.Consider the procedure for selecting the parameters of the locking element.
Как видно из фиг.1, 4 расчет диаметра контрящего элемента нужно проводить на чистый срез. При этом сила давления пороховых газов на поршень распределяется на две точки среза.As can be seen from figure 1, 4, the calculation of the diameter of the locking element must be carried out on a clean cut. In this case, the pressure force of the powder gases on the piston is distributed at two cutting points.
Пусть p - необходимое давление газов в полости пиротехнического устройства, возникающее при срабатывании пиропатрона, D - внутренний диаметр пиротехнического устройства, a d - диаметр контрящего элемента, S1 - площадь поперечного сечения пироустройства, a S2 - площадь поперечного сечения контрящего элементаLet p be the necessary gas pressure in the cavity of the pyrotechnic device that occurs when the pyro cartridge is triggered, D is the internal diameter of the pyrotechnic device, ad is the diameter of the counter element, S 1 is the cross-sectional area of the pyrodevice, and S 2 is the cross-sectional area of the counter element
Тогда сила, действующая на каждую из двух точек среза,Then the force acting on each of the two cut points,
а площадь поперечного сечения контрящего элементаand the cross-sectional area of the locking element
При срезе расчет ведется по допустимым касательным напряжениям [τ]When cutting, the calculation is carried out according to the permissible tangential stresses [τ]
отсюда диаметр контрящего элемента равенhence the diameter of the locking element is
Таким образом, зная необходимое давление в полости p и выбрав материал по значению [τ], получают необходимый диаметр контрящего элемента.Thus, knowing the necessary pressure in the cavity p and choosing the material by the value of [τ], the necessary diameter of the locking element is obtained.
Т.к. допустимые напряжения в корпусе и поршне больше допустимых напряжений в контрящем элементе, то при разрушении контрящего элемента разрушение корпуса и поршня не произойдет. Это дает возможность многократного использования пиротехнического устройства.Because the permissible stresses in the housing and piston are greater than the permissible stresses in the locking element, then when the locking element is destroyed, the destruction of the housing and piston will not occur. This makes it possible to reuse the pyrotechnic device.
Пример практического исполненияPractical example
На предприятии в настоящее время для проведения ударных испытаний приборов используется ударный стенд СПИ 6.3480-0. Источником ударного воздействия в этом стенде служат разрывные болты типа 8X54, обладающие повышенной величиной ударного воздействия (до 2·105Н) и длительностью порядка ~0.1 мс, что не перекрывает необходимый диапазон ударных воздействий.At the enterprise, for the impact testing of devices, the impact stand SPI 6.3480-0 is currently used. The source of shock in this stand is explosive bolts of the 8X54 type, which have an increased value of impact (up to 2 × 10 5 N) and a duration of the order of ~ 0.1 ms, which does not overlap the required range of impacts.
Рассмотрим одно исполнение предлагаемого устройства, показанное на фиг.1. и 4.Consider one embodiment of the proposed device, shown in figure 1. and 4.
Диаметр ~30, длина 120 мм, масса устройства ~100 г. Боек латунный, полусферический (на полусфере выполнено "пятно" диаметром 5.6 мм), массой ~35 г. Применяемый пиропатрон ДП4-2.The diameter is ~ 30, the length is 120 mm, the mass of the device is ~ 100 g. The striker is brass, hemispherical (a “spot” with a diameter of 5.6 mm is made on the hemisphere), and the mass is ~ 35 g. The applied squib cartridge DP4-2.
На волноводе (фиг.3) был получен импульс, близкий к трапецеидальному, длительностью ~0.5 мс с амплитудой 1.2·103 Н. Это позволило создавать для испытуемой аппаратуры ускорения длительностью до 1 мс с амплитудами воздействий в диапазоне 300-1000g.In the waveguide (3) was obtained pulse close to trapezoidal, ~ 0.5 ms duration with the amplitude of 1.2 × 10 3 N. It is possible to create the test equipment acceleration up to 1 ms effects with amplitudes in the range 300-1000g.
Из известных авторам источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявленных объектов.Of the sources of information and patent materials known to the authors, the totality of features similar to the totality of features of the claimed objects is not known.
Claims (3)
где d - диаметр контрящего элемента;
D - внутренний диаметр пиротехнического устройства;
р - необходимое давление газов в полости пиротехнического устройства;
[τ] - допустимые касательные напряжения в материале контрящего элемента.1. A pyrotechnic device for creating impacts, consisting of a hollow body, a squib, a piston, a locking element, characterized in that the piston of the pyrotechnic device contains a tip on which a detachable hammer is mounted using thread, while the locking element is fixed in the housing using thread and in the piston in a sliding fit, and the allowable stresses in the housing and piston are greater than the allowable stresses in the locking element, while the diameter and material of the locking element is selected by the formula
where d is the diameter of the locking element;
D is the inner diameter of the pyrotechnic device;
p is the required gas pressure in the cavity of the pyrotechnic device;
[τ] - allowable shear stresses in the material of the locking element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008132622/28A RU2394217C2 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Pyrotechnic device for generating impact effects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008132622/28A RU2394217C2 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Pyrotechnic device for generating impact effects |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008132622A RU2008132622A (en) | 2010-02-20 |
RU2394217C2 true RU2394217C2 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42126618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008132622/28A RU2394217C2 (en) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Pyrotechnic device for generating impact effects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2394217C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616353C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-04-14 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Stand for impact tests of devices and equipment |
RU2689093C1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-05-23 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Trigger device |
RU2781094C1 (en) * | 2022-02-21 | 2022-10-05 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Pyrotechnic impact device |
-
2008
- 2008-08-07 RU RU2008132622/28A patent/RU2394217C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616353C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-04-14 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Stand for impact tests of devices and equipment |
RU2689093C1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-05-23 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Trigger device |
RU2781094C1 (en) * | 2022-02-21 | 2022-10-05 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Pyrotechnic impact device |
RU2809217C1 (en) * | 2023-09-05 | 2023-12-07 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Pyrotechnic device for creating impact effects |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008132622A (en) | 2010-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2562872C2 (en) | Generator of compression wave and piston system | |
CH699617B1 (en) | Method of super-compressed detonation and device to achieve this detonation. | |
AU593850B2 (en) | Controlled implosive downhole seismic source and carrier means for a plurality of such sources | |
RU2394217C2 (en) | Pyrotechnic device for generating impact effects | |
RU2386939C1 (en) | Method for impact action tests | |
RU2383849C2 (en) | Cumulative device | |
US9389139B2 (en) | Method for studying the evolution of damage in cylinders subjected to internal radial explosion | |
RU2431560C2 (en) | Portable pneumatic rock breaker | |
US8210105B2 (en) | Method and device for detonating an explosive charge | |
US20060169162A1 (en) | Activated stemming device | |
RU2233428C1 (en) | Detonating device of mechanical fuse | |
RU2337339C1 (en) | Test bench for apparatus and equipment for high intensive impact effects | |
CN112319866A (en) | Piston type recovery device of civil rocket | |
RU2408833C1 (en) | Ignition method of powder charge onboard moving missile train and device for its realisation | |
RU166694U1 (en) | SEALED SHOCK DETONATOR FOR SURROUND-EXPLOSION EQUIPMENT | |
RU2783638C1 (en) | Combination break lock with knife for on-board separation systems | |
RU2611695C1 (en) | Method and rig for modelling of impact load on tested subject | |
US20060027123A1 (en) | Explosive pressure wave concentrator | |
RU2781094C1 (en) | Pyrotechnic impact device | |
CN218121649U (en) | Impact-explosion time sequence loading experimental device and system | |
RU69218U1 (en) | THROWING | |
KR940011913B1 (en) | Explosive bolt | |
SU1818471A1 (en) | Device for pulse breaking of rocks | |
RU2611852C1 (en) | Gas-dynamic pressure source | |
SU1555628A2 (en) | Method and apparatus for exciting damped vibrations of object |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150808 |