RU2541619C2 - Safety mechanism of repeated cocking - Google Patents
Safety mechanism of repeated cocking Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541619C2 RU2541619C2 RU2013118499/11A RU2013118499A RU2541619C2 RU 2541619 C2 RU2541619 C2 RU 2541619C2 RU 2013118499/11 A RU2013118499/11 A RU 2013118499/11A RU 2013118499 A RU2013118499 A RU 2013118499A RU 2541619 C2 RU2541619 C2 RU 2541619C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- slider
- anchor
- anchors
- electromagnet
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к военной технике, а именно к предохранительным механизмам, применяемым в пиропатронах, которые используются в ракетной технике для воспламенения твердотопливных реактивных двигателей, газогенераторов, отсечки тяги двигателя и т.д. Указанные механизмы могут быть использованы и в различных взрывательных устройствах, взводящихся по электрической команде.The invention relates to military equipment, in particular to safety mechanisms used in squibs, which are used in rocket technology for igniting solid propellant jet engines, gas generators, cutting off engine thrust, etc. These mechanisms can be used in various explosive devices cocked by an electric command.
Предохранительные механизмы повышают безопасность указанных выше изделий, но снижают их надежность за счет усложнения конструкции изделия. Применение предохранительных механизмов, способных многократно взводиться и возвращаться в служебное (невзведенное) положение при подаче соответствующей команды, позволяет увеличить надежность предохранительного механизма за счет многократной проверки взведения в процессе его изготовления и при эксплуатации. Одновременно повышается и безопасность комплексов, например ракетных, в которых возможна отмена старта ракеты после взведения предохранительных механизмов в пиропатронах, и соответственно необходим возврат предохранительного механизма в служебное положение.Safety mechanisms increase the safety of the above products, but reduce their reliability due to the complexity of the design of the product. The use of safety mechanisms capable of repeatedly cocking and returning to the service (uninvolved) position when the appropriate command is issued allows increasing the reliability of the safety mechanism by repeatedly testing the cocking during its manufacture and during operation. At the same time, the security of complexes, for example, missile systems, in which the launch cancellation is possible after cocking the safety mechanisms in the squibs is possible, and accordingly, the safety mechanism must be returned to its official position.
Известен взрыватель [1], у которого в служебном положении канал между электроинициатором и выходным пиротехническим зарядом перекрыт с помощью поворотного ротора, выполненного из постоянного магнита с диаметрально расположенными полюсами. Ротор имеет возможность вращаться вокруг оси и размещен внутри статора с обмоткой. В служебном положении ротор удерживается силами притяжения постоянного магнита к корпусу, выполненному из ферромагнитного материала.Known fuse [1], in which in the official position the channel between the electric initiator and the output pyrotechnic charge is blocked by a rotary rotor made of a permanent magnet with diametrically positioned poles. The rotor has the ability to rotate around the axis and is placed inside the stator with a winding. In the official position, the rotor is held by the forces of attraction of the permanent magnet to the housing made of ferromagnetic material.
Статор имеет полюсные выступы, смещенные относительно исходного положения ротора на 90°.The stator has pole projections offset from the initial position of the rotor by 90 °.
Для взведения на обмотку статора подается ток определенной полярности и ротор, взаимодействуя с полюсными поверхностями статора, поворачивается на 90°, ориентируя имеющееся в нем отверстие соосно с электроинициатором и зарядом. Возврат ротора в служебное положение происходит при обесточивании обмотки статора под действием сил, возникающих в результате взаимодействия постоянного магнита ротора с ферромагнитным материалом корпуса. Поворот ротора и фиксация его в служебном положении обеспечиваются тем, что в этом положении зазоры между полюсами ротора и корпусом минимальны и соответственно сила притяжения между ними имеет максимальную величину.To cock the stator winding, a current of a certain polarity is supplied and the rotor, interacting with the pole surfaces of the stator, rotates 90 °, orienting the hole in it coaxially with the electric initiator and charge. The rotor returns to its official position when the stator winding is de-energized under the action of forces arising from the interaction of the rotor permanent magnet with the ferromagnetic material of the housing. The rotation of the rotor and its fixing in the service position are ensured by the fact that in this position the gaps between the poles of the rotor and the housing are minimal and, accordingly, the attractive force between them has a maximum value.
Недостатком данного предохранительного механизма является необходимость подачи напряжения на обмотку статора в течение всего времени взведенного положения ротора. Это обстоятельство затрудняет использование данных устройств из-за ограниченных возможностей источников электропитания на борту ракеты, а также из-за необходимости увеличения размеров обмотки статора, для обеспечения ее теплоустойчивости при длительной подаче тока.The disadvantage of this safety mechanism is the need to supply voltage to the stator winding during the entire cocked position of the rotor. This circumstance complicates the use of these devices due to the limited capabilities of power sources on board the rocket, as well as because of the need to increase the size of the stator winding, to ensure its thermal stability during prolonged supply of current.
Известен взрыватель [2], в котором в служебном положении два отверстия с закрепленными в них концами детонирующих шнуров смещены примерно на 90° относительно двух электродетонаторов, расположенных в поворотном роторе, который может вращаться внутри обмотки статора, перемещаясь из служебного положения во взведенное и обратно в зависимости от полярности напряжения, подаваемого на обмотку статора.Known fuse [2], in which in the official position two holes with the ends of the detonating cords fixed to them are offset by about 90 ° relative to two electric detonators located in a rotary rotor, which can rotate inside the stator winding, moving from the service position to the cocked position and back to depending on the polarity of the voltage supplied to the stator winding.
Поворот ротора обеспечивает сила, возникающая при взаимодействии магнитных полей статора и постоянного магнита, диаметрально закрепленного на роторе.The rotation of the rotor provides the force arising from the interaction of the magnetic fields of the stator and the permanent magnet diametrically mounted on the rotor.
В крайних положениях ротор фиксируется двумя подпружиненными фиксаторами, размещенными в корпусе механизма и упирающимися своими торцами в лунки, выполненные на боковой цилиндрической поверхности ротора.In extreme positions, the rotor is fixed by two spring-loaded clamps located in the mechanism body and abutting their ends in the holes made on the side cylindrical surface of the rotor.
При повороте ротор отжимает фиксаторы из лунок. В конечной фазе поворота фиксаторы утапливаются пружинами в другую пару лунок, фиксируя ротор в этом крайнем положении.When turning, the rotor pushes the tabs out of the holes. In the final phase of rotation, the latches are recessed by springs into another pair of holes, fixing the rotor in this extreme position.
Для ограничения угла поворота ротора на его боковой цилиндрической поверхности выполнен паз и в крайних положениях стенки этого паза упираются в фиксатор, неподвижно закрепленный в корпусе механизма.To limit the angle of rotation of the rotor on its lateral cylindrical surface, a groove is made and in the extreme positions the walls of this groove abut against a latch fixedly mounted in the mechanism body.
Для исключения несанкционированного взведения взрывателя от воздействия механических нагрузок ротор в служебном положении дополнительно фиксируется предохранительной чекой, которая вручную удаляется при установке взрывателя на объект или непосредственно перед стартом объекта.To prevent unauthorized cocking of the fuse from mechanical stresses, the rotor in the service position is additionally fixed with a safety pin, which is manually removed when the fuse is installed on the object or immediately before the start of the object.
Недостатком данного механизма является ограниченная устойчивость к механическим воздействиям и, как следствие этого, необходимость применения предохранительной чеки. Однако применение чеки обеспечивает устойчивость к механическим воздействиям только в служебном обращении до ее удаления. Данный недостаток особенно существенен при использовании механизма в ракетной технике, так как на полете ракеты возникают значительные вибрационные и ударные перегрузки, вызванные работой двигателей и срабатыванием различных пиротехнических устройств.The disadvantage of this mechanism is the limited resistance to mechanical stress and, as a consequence of this, the need to use safety checks. However, the use of checks provides resistance to mechanical stress only in official circulation until it is removed. This drawback is especially significant when using the mechanism in rocketry, since significant vibrational and shock overloads occur during rocket flight caused by the operation of engines and the operation of various pyrotechnic devices.
Недостаточная устойчивость к механическим воздействиям не позволяет обеспечить высокую надежность и безопасность изделия. Повысить устойчивость к механическим воздействиям рассматриваемого устройства можно только путем увеличения силы давления фиксаторов на ротор, но увеличение этой силы ограничено величиной вращающего момента ротора, который, в свою очередь, ограничен габаритами механизма и режимом питания обмотки статора.Insufficient resistance to mechanical stress does not allow to ensure high reliability and safety of the product. It is possible to increase resistance to mechanical influences of the device in question only by increasing the pressure force of the clamps on the rotor, but increasing this force is limited by the value of the rotor torque, which, in turn, is limited by the dimensions of the mechanism and the power mode of the stator winding.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание предохранительного механизма многократного взведения, отвечающего требованиям по устойчивости к механическим воздействиям с обеспечением высокой надежности.The problem solved by the present invention is the creation of a safety mechanism of multiple cocking that meets the requirements for resistance to mechanical stress with high reliability.
Сущность изобретения заключается в том, что предохранительный механизм содержит движок, который открывает или закрывает в одном из двух устойчивых положений огневой канал между инициатором и зарядом, при этом движок размещен в плоскости, перпендикулярной продольной оси огневого канала между торцами двух, установленных соосно электромагнитов, и имеет два цилиндрических якоря. Каждый якорь входит в один из электромагнитов. С внешних торцов в электромагниты входят якоря, которые закреплены на плечах поворотных стопоров. Вторые плечи стопоров поджаты пружинами к движку. Стопор, якорь которого имеет зазор с торцом электромагнита, входит в зацепление с движком, препятствуя его возможному перемещению. Стопор, якорь которого соприкасается с торцом второго электромагнита без зазора (с малым зазором), опирается на движок, не препятствуя его возможному перемещению. На движке выполнены наклонные плоскости, к которым пружинами поджимаются шарики, при этом тяговая сила электромагнита, действующая на якорь движка, превосходит силу сопротивления шариков только после поворота стопора и выхода его из зацепления с движком.The essence of the invention lies in the fact that the safety mechanism includes an engine that opens or closes in one of the two stable positions the fire channel between the initiator and the charge, while the engine is placed in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the fire channel between the ends of two coaxially mounted electromagnets, and has two cylindrical anchors. Each anchor enters one of the electromagnets. From the external ends, the electromagnets include anchors that are mounted on the shoulders of the rotary stoppers. The second shoulders of the stoppers are spring-loaded to the engine. The stopper, the anchor of which has a gap with the end face of the electromagnet, engages with the engine, preventing its possible movement. The stopper, whose anchor is in contact with the end face of the second electromagnet without a gap (with a small gap), rests on the engine, without interfering with its possible movement. On the engine, inclined planes are made, to which the balls are pressed by springs, while the traction force of the electromagnet acting on the engine’s anchor exceeds the resistance of the balls only after the stopper has turned and it has no contact with the engine.
Поставленная задача по повышению устойчивости предохранительного механизма к механическим воздействиям решается за счет того, что при взведении или возврате предохранительного механизма в исходное положение соответствующие якоря движка и стопора перемещаются навстречу друг другу.The task to increase the stability of the safety mechanism to mechanical influences is achieved due to the fact that when cocking or returning the safety mechanism to its original position, the corresponding armature of the engine and stopper move towards each other.
Следовательно, для несанкционированного взведения или возврата механизма в служебное положение на якоря движка и стопора должны действовать силы инерции, направленные в противоположные стороны. Причем амплитуда и длительность этих противоположно направленных сил должны быть достаточны как для поворота стопора до выхода его из зацепления с движком, так и для перемещения движка на половину его хода.Consequently, for unauthorized cocking or returning the mechanism to a service position, inertia forces directed in opposite directions must act on the armature of the engine and stopper. Moreover, the amplitude and duration of these oppositely directed forces should be sufficient both to turn the stopper until it disengages from the engine, and to move the engine halfway.
Подпружиненные шарики поджимают движок к крайнему положению для обеспечения поворота стопора до начала перемещения движка, что исключает его заклинивание. Опережающему повороту стопора способствует то, что электромагнитная сила, действующая на движок, возрастает обратно пропорционально квадрату расстояния между якорями движка и стопора.Spring-loaded balls push the engine to its extreme position to ensure that the stopper rotates before the engine begins to move, which prevents it from jamming. Advance rotation of the stopper is facilitated by the fact that the electromagnetic force acting on the engine increases inversely with the square of the distance between the anchors of the engine and the stopper.
Кроме приведенных выше технических решений, повышающих устойчивость предохранительного механизма к механическим нагрузкам, на торцах якорей движка выполнены углубления конической формы, а на торцах якорей стопоров выполнены конические выступы ответной формы. Придание якорям конической формы позволяет увеличить площадь магнитных полюсов с соответствующим увеличением магнитной проводимости рабочих воздушных зазоров без увеличения диаметра якорей. В свою очередь, увеличение магнитной проводимости в рабочем воздушном зазоре приводит к прямопропорциональному увеличению тягового усилия на якорях движка и стопоров, что позволяет соответственно увеличить момент, создаваемый поворотной пружиной для фиксации стопора, а следовательно, и увеличить устойчивость предохранительного механизма к механическим воздействиям.In addition to the above technical solutions that increase the stability of the safety mechanism to mechanical loads, conical shaped cavities are made at the ends of the engine anchors, and conical protrusions of the reciprocal shape are made at the ends of the stop anchors. Conical shape of the anchors allows to increase the area of the magnetic poles with a corresponding increase in the magnetic conductivity of the working air gaps without increasing the diameter of the anchors. In turn, an increase in the magnetic conductivity in the working air gap leads to a direct proportional increase in the tractive effort at the armature of the engine and the stoppers, which allows a corresponding increase in the moment created by the rotary spring to fix the stopper, and, consequently, to increase the resistance of the safety mechanism to mechanical stresses.
На фиг.1-3 приведена конструкция предохранительного механизма, разработанная с использованием предлагаемого изобретения.Figure 1-3 shows the design of the safety mechanism developed using the present invention.
Предохранительный механизм содержит корпус 1 с размещенным в нем движком 3, который своими якорями 4 входит в электромагнит взведения 15 и электромагнит возврата 14. Стопор взведения 2 поджат пружиной кручения (не показана) к движку 3 и фиксирует его в служебном (невзведенном) положении, а стопор возврата 6 также поджат своей пружиной к движку 3, но не препятствует его перемещению. Движок 3 поджимается к торцу электромагнита возврата 14 шариками 9 с помощью пружин 8, колпачков 11, заглушек 7 и гильз 10. Для снижения трения якоря 4 помещены в подшипники 5. В служебном положении отверстие Д в движке 3 смещено относительно отверстия В, соединяющего электровоспламенитель 13 с пиротехническим зарядом 12. Своим правым плечом движок 3 взаимодействует с толкателями микропереключателей (не показаны), размыкая или замыкая их электрические цепи для обеспечения контроля положения движка 3.The safety mechanism comprises a
Для взведения подается напряжение любой полярности (возможна подача переменного напряжения) на электромагнит взведения 15, стопор взведения 2 поворачивается, преодолевая сопротивление пружины, и его левое плечо выходит из зацепления с движком 3 и не препятствует больше его возможному перемещению. При повороте стопора 2 его якорь 16 приближается к якорю 4, уменьшая рабочий воздушный зазор, и электромагнитная сила, действующая на якорь движка, возрастает и становится достаточной для выдавливания движком 3 шариков 9, что приводит к перемещению движка 3 во взведенное положение. При этом стопор возврата 6 пружиной поджимается к поверхности Г движка 3 и фиксирует его во взведенном положении. В середине хода движка шарики 9, перейдя с одних наклонных поверхностей движка 3 на противоположные, способствуют его перемещению и в конце хода поджимают движок 3 к электромагниту взведения 15.For cocking, voltage of any polarity is supplied (alternating voltage can be supplied) to cocking
После снятия напряжения с электромагнита взведения 15 левое плечо стопора взведения 2 пружиной поджимается до упора в выступ движка 3, не препятствуя его возможному перемещению из взведенного положения. Во взведенном положении отверстие Д в движке 3 совмещается с отверстием В, создавая таким образом канал, соединяющий электровоспламенитель 13 с зарядом 12. Возврат движка 3 в служебное положение происходит аналогично взведению, но электрическое напряжение подается на электромагнит возврата 14.After removing the voltage from the
На основе предложенного технического решения разработан пиропатрон с предохранительным механизмом многократного взведения, имеющий высокую надежность и соответствующий всем требованиям по устойчивости к механическим нагрузкам в условиях эксплуатации в составе ракетной техники.Based on the proposed technical solution, a squib with a multiple cocking safety mechanism has been developed, which has high reliability and meets all the requirements for resistance to mechanical stress in operating conditions as part of rocket technology.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №3658009, кл. F42b 5/08; 102/70.2, 1972.1. US patent No. 3658009, CL.
2. Патент США №5279226, кл. F42c 15/40; 102/254, 1994.2. US Patent No. 5,279,226, cl.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118499/11A RU2541619C2 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Safety mechanism of repeated cocking |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118499/11A RU2541619C2 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Safety mechanism of repeated cocking |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013118499A RU2013118499A (en) | 2014-10-27 |
RU2541619C2 true RU2541619C2 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53289124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013118499/11A RU2541619C2 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Safety mechanism of repeated cocking |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541619C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708424C1 (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-06 | Акционерное общество "Научно-исследовательский технологический институт им. П.И. Снегирева" | Multiple arming safety mechanism |
RU2760863C1 (en) * | 2021-02-11 | 2021-12-01 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Safety-type initiator for detonation separation systems of space vehicles |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3658009A (en) * | 1969-05-08 | 1972-04-25 | Lockheed Aircraft Corp | Safe arm initiator |
RU2186335C1 (en) * | 2001-10-08 | 2002-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Contact fuse for guided missiles |
RU2255302C1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Safety-and-actuating mechanism of fuse |
-
2013
- 2013-04-23 RU RU2013118499/11A patent/RU2541619C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3658009A (en) * | 1969-05-08 | 1972-04-25 | Lockheed Aircraft Corp | Safe arm initiator |
RU2186335C1 (en) * | 2001-10-08 | 2002-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Contact fuse for guided missiles |
RU2255302C1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Safety-and-actuating mechanism of fuse |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708424C1 (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-06 | Акционерное общество "Научно-исследовательский технологический институт им. П.И. Снегирева" | Multiple arming safety mechanism |
RU2760863C1 (en) * | 2021-02-11 | 2021-12-01 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Safety-type initiator for detonation separation systems of space vehicles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013118499A (en) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101700291B1 (en) | Dual safety device | |
US8887640B1 (en) | Electro-mechanical fuze for hand grenades | |
US3371608A (en) | Fuze with delay firing and impact firing features | |
US9562755B2 (en) | Safe and arm mechanisms and methods for explosive devices | |
RU2400701C2 (en) | Explosive safe and arming system | |
RU2541619C2 (en) | Safety mechanism of repeated cocking | |
RU2255302C1 (en) | Safety-and-actuating mechanism of fuse | |
US3417700A (en) | Fuze arming system | |
RU2708424C1 (en) | Multiple arming safety mechanism | |
US4953475A (en) | Safety-arming system for launched projectiles | |
RU2413176C1 (en) | Safety-and-arming fuse mechanism | |
US5279226A (en) | Safe-arm initiator | |
RU2457430C1 (en) | Detonating fuse protection and commutation device | |
US3906861A (en) | Fuze sterilization system | |
US3054870A (en) | Variable sensitivity inertia switch | |
KR101408072B1 (en) | A safety and arming device of bomb fuze with geared motor and detonator system having the same | |
US4852496A (en) | Charging and detonation device for submunition | |
US3450049A (en) | Underwater delay fuze | |
RU2541595C1 (en) | Safety device for aircraft onboard automatics detonation circuits | |
RU2249176C1 (en) | Fuse of a shell | |
RU2241205C1 (en) | Time-contact fuse for naval salvo-fire systems | |
US2443041A (en) | Fuse | |
RU2007134852A (en) | SECURITY AND EXECUTIVE MECHANISM FOR MILITARY PARTIES OF MISSILE AMMUNITION | |
RU2752909C1 (en) | Multiple-cocking safety mechanism | |
US2966856A (en) | Magnetic detonator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181001 Effective date: 20181001 |