RU2583979C2 - Method for determining characteristics of actuation of pyrotechnic articles under thermal action and device therefor - Google Patents

Method for determining characteristics of actuation of pyrotechnic articles under thermal action and device therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2583979C2
RU2583979C2 RU2014133195/02A RU2014133195A RU2583979C2 RU 2583979 C2 RU2583979 C2 RU 2583979C2 RU 2014133195/02 A RU2014133195/02 A RU 2014133195/02A RU 2014133195 A RU2014133195 A RU 2014133195A RU 2583979 C2 RU2583979 C2 RU 2583979C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
spontaneous
heating
housing
pyrotechnic
Prior art date
Application number
RU2014133195/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014133195A (en
Inventor
Владимир Васильевич Обухов
Игорь Викторович Плетнев
Станислав Валерьевич Кириллов
Борис Антонович Окулов
Владимир Иванович Цыганков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2014133195/02A priority Critical patent/RU2583979C2/en
Publication of RU2014133195A publication Critical patent/RU2014133195A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2583979C2 publication Critical patent/RU2583979C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B35/00Testing or checking of ammunition
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/50Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: pyrotechnics.
SUBSTANCE: group of inventions relates to equipment for testing of pyrotechnic articles (PI). Method of determining characteristics of spontaneous actuation of PI includes applying thermal action on housing with a given heating rate until its spontaneous actuation and measuring temperature of PI housing at which spontaneous actuation occurred. Said operation is repeated in turns with other similar PI with specified pitch at heating rate to obtain dependence of temperature of spontaneous operation of heating time of housing to define time of spontaneous actuation PI in emergent lowering using calculated rate of heating housing of PI. Device comprises heater with working chamber, temperature measurement means installed on housing of PI and connected to temperature recorder, power supply with controlled output, connected to heater, which is made in form of a heat radiator and located along outer contour of working chamber. Working chamber is made of transparent electrically insulating material and together with heater is placed into insulating jacket.
EFFECT: possibility of determining time of spontaneous actuation of PI depending on rate of heating of housing of PI.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к области ракетно-космической и авиационной техники, а именно к испытательному оборудованию, и предназначено для определения характеристик срабатывания различных пиротехнических изделий (ПИ) (пироболтов, пирозамков, пироэнергодатчиков и др.), подвергающихся тепловому воздействию.The invention relates mainly to the field of rocket and space and aviation technology, namely to test equipment, and is intended to determine the response characteristics of various pyrotechnic products (PI) (pyro bolts, pyro locks, pyroenergy sensors, etc.) subjected to heat.

Изобретение в первую очередь направлено на решение вопроса о том, может ли при заданном темпе нагрева корпуса ПИ произойти самопроизвольное срабатывание, и если может, то через какой промежуток времени. Данная постановка задачи актуальна, например, при проектировании возвращаемых аппаратов космической техники и выборе пиротехнических изделий для средств разделения. При баллистическом (нештатном) спуске возвращаемого аппарата в случае несрабатывания средств разделения после подачи импульса на подрыв ПИ необходимо знать, когда произойдет самопроизвольное срабатывание ПИ от нагрева при входе в плотные слои атмосферы.The invention is primarily aimed at solving the question of whether, at a given rate of heating of the PI housing, spontaneous operation can occur, and if so, after what period of time. This problem statement is relevant, for example, in the design of returned spacecraft and the selection of pyrotechnic products for separation means. During ballistic (abnormal) descent of the returned apparatus in case of separation means failure after applying an impulse to detonate the PI, it is necessary to know when the PI will spontaneously trigger from heating when entering dense atmospheric layers.

Известен способ определения характеристик срабатывания бытовых ПИ, а именно способ определения факта невоспламеняемости (отсутствия самопроизвольного срабатывания) бытовых ПИ при тепловом воздействии и устройство для его осуществления (МВД РФ, Государственная противопожарная служба. Нормы пожарной безопасности. «Изделия пиротехнические бытового назначения. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний», НПБ 255-99, п.27).There is a method for determining the response characteristics of household FIs, namely, a method for determining the fact of non-flammability (lack of spontaneous tripping) of household PIs when exposed to heat and a device for its implementation (Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation, State Fire Service. Fire safety standards. "Pyrotechnic products for domestic use. Fire safety requirements Test Methods ”, NPB 255-99, p. 27).

Этот способ заключается в следующемThis method is as follows

. В центре термостата (устройства для создания и поддержания постоянной температуры) размещают термоэлектрический преобразователь (термопару). ПИ подвешивают на проволоке вблизи центра термостата так, чтобы спай термопары (датчик для измерения температуры) был размещен на стенке в средней части ПИ. Включают термостат и нагревают его с заданным темпом нагрева (1-2°C/мин) до заданной температуры (100°C). После этого ПИ термостатируют (выдерживают при постоянной температуре термостата) в течение 30 мин. Испытания выполняют последовательно не менее чем на трех ПИ. Если в процессе испытаний зарегистрировано спонтанное повышение температуры (как в процессе выхода на режим, так и в ходе термостатирования ПИ), термостат отключают. После завершения испытаний и остывания термостата до комнатной температуры открывают дверцу и осматривают ПИ.. A thermoelectric converter (thermocouple) is placed in the center of the thermostat (a device for creating and maintaining a constant temperature). PIs are suspended on a wire near the center of the thermostat so that the thermocouple junction (sensor for measuring temperature) is placed on the wall in the middle of the PI. Turn on the thermostat and heat it with the set heating rate (1-2 ° C / min) to the set temperature (100 ° C). After this, the PI is thermostated (maintained at a constant temperature of the thermostat) for 30 minutes. Tests are performed sequentially with at least three PIs. If during the tests a spontaneous increase in temperature is recorded (both during the process of entering the mode and during the temperature control of the PI), the thermostat is turned off. After completing the tests and cooling the thermostat to room temperature, open the door and inspect the PI.

ПИ считают устойчивым к нагреву, если ни в одном из трех испытаний не произошло воспламенения при заданной температуре.PIs are considered resistant to heat if in none of the three tests did ignition occur at a given temperature.

ПИ считают неустойчивым к нагреву, если хотя бы в одном из трех испытаний оно воспламенилось, а также, если произошел спонтанный рост температуры в процессе выхода на режим (сверх установленного темпа роста температуры) или в режиме термостатирования при заданной температуре.PIs are considered unstable to heat if at least in one of the three tests it ignites, and also if there was a spontaneous temperature increase in the process of entering the mode (above the established rate of temperature increase) or in thermostating mode at a given temperature.

Устройство для осуществления этого способа включает в себя:A device for implementing this method includes:

- нагреватель в виде термостата с рабочей камерой вместимостью не менее 40 куб. дм и терморегулятором, позволяющим поддерживать постоянную температуру в рабочей камере в диапазоне от 60°C до 250°C с погрешностью не более 3°C;- a heater in the form of a thermostat with a working chamber with a capacity of at least 40 cubic meters. dm and a temperature regulator, allowing to maintain a constant temperature in the working chamber in the range from 60 ° C to 250 ° C with an error of not more than 3 ° C;

- термоэлектрический преобразователь, выполненный в виде термопары с максимальным диаметром рабочего спая не более 1,5 мм;- thermoelectric converter, made in the form of a thermocouple with a maximum diameter of the working junction of not more than 1.5 mm;

- потенциометр;- potentiometer;

- проволока диаметром 1-2 мм из теплопроводного металла;- wire with a diameter of 1-2 mm from heat-conducting metal;

- секундомер с классом точности не ниже 3.- stopwatch with accuracy class not lower than 3.

Недостатком известного способа является то, что факт не воспламенения (не возгорания) ПИ определяется только для одной конкретной температуры 100°C. При этом невозможно узнать, как будет себя вести ПИ при более высоких температурах.The disadvantage of this method is that the fact of non-ignition (not fire) PI is determined only for one specific temperature of 100 ° C. However, it is impossible to find out how PI will behave at higher temperatures.

Другой недостаток известного способа заключается в том, что время выдержки в термостате назначается произвольно порядка 30 мин. Для одних ПИ этой выдержки может быть достаточно, а для других - нет. Как показали опыты, температура самопроизвольного воспламенения заряда зависит от темпа нагрева корпуса ПИ: чем выше темп нагрева, тем до большей температуры можно нагреть корпус к моменту самопроизвольного срабатывания. При уменьшении темпа нагрева температура самопроизвольного срабатывания снижается и постепенно переходит в постоянное значение. Момент перехода в постоянное значение для каждого ПИ свой. Он может быть как больше, так и меньше, чем время испытания по известному способу. Если он меньше, то при испытаниях ПИ тратится излишнее время, а если больше, то испытания с положительным результатом проходит непригодное ПИ.Another disadvantage of the known method is that the holding time in the thermostat is arbitrarily assigned about 30 minutes. For some PIs, this exposure may be enough, but for others it may not. As experiments have shown, the temperature of spontaneous ignition of a charge depends on the heating rate of the PI casing: the higher the heating rate, the higher the temperature to heat the casing by the time of spontaneous operation. With a decrease in the heating rate, the temperature of spontaneous operation decreases and gradually becomes a constant value. The moment of transition to a constant value for each PI is different. It can be either more or less than the test time by a known method. If it is less, then when testing PI, it takes too much time, and if it is more, then testing with a positive result passes an unsuitable PI.

Следующий недостаток - двухступенчатый режим нагрева (нагрев с изменяющимся темпом от 1 до 2°C/мин и выдержка при постоянной температуре). Такой режим нагрева не пригоден для определения температуры самопроизвольного срабатывания ПИ, так как имеется неопределенность влияния на факт срабатывания участка нагрева и участка выдержки при постоянной температуре.The next drawback is the two-stage heating mode (heating with a varying rate from 1 to 2 ° C / min and holding at a constant temperature). Such a heating mode is not suitable for determining the temperature of spontaneous operation of the PI, since there is an uncertainty in the effect on the actuation of the heating section and the holding section at a constant temperature.

Таким образом, известный способ не может обеспечить получение характеристик срабатывания ПИ (времени самопроизвольного срабатывания) при тепловом воздействии и здесь необходим другой подход, заключающийся в том, что экспериментально определяется зависимость температуры корпуса ПИ при самопроизвольном срабатывании от темпа нагрева, по которой судят о времени самопроизвольного срабатывания ПИ в условиях эксплуатации при тепловом воздействии.Thus, the known method cannot provide the characteristics of the operation of the PI (time of spontaneous response) when exposed to heat and another approach is needed here, namely, that experimentally determines the dependence of the temperature of the case of PI during spontaneous operation on the heating rate, which is used to judge the time of spontaneous triggering of PI in operating conditions during thermal exposure.

Известный способ взят за прототип, поскольку он предназначен для определения характеристик срабатывания ПИ и в нем осуществляется нагрев испытуемого ПИ, как и в заявленном изобретении.The known method is taken as a prototype, because it is designed to determine the response characteristics of the PI and it is used to heat the test PI, as in the claimed invention.

Недостатком устройства для осуществления известного способа является сравнительно большая инерционность термостата и невозможность контроля температуры непосредственно самого корпуса ПИ, так как термопара измеряет температуру воздуха в центре термокамеры вблизи ПИ и приходится давать выдержку 30 минут, чтобы температура воздуха и корпуса ПИ выровнялись.The disadvantage of the device for implementing the known method is the relatively large inertia of the thermostat and the inability to control the temperature directly of the PI case, since the thermocouple measures the air temperature in the center of the heat chamber near the PI and it takes 30 minutes to keep the temperature of the air and the PI case equal.

При помощи известного устройства можно производить нагрев корпуса ПИ только с относительно низкими темпами нагрева 1-2°C/мин. В известных нештатных ситуациях конструкция космических аппаратов, содержащих ПИ, по расчетным оценкам нагревалась до 500…600°C в течение 5…7 минут. В результате происходило самопроизвольное срабатывание ПИ. Таким образом, представляющие интерес темпы нагрева, на один-два порядка превышают темпы нагрева известных устройств.При срабатывании многих ПИ, применяемых в авиационной и космической технике, происходит разлет осколков, которые могут разрушить дорогостоящий термостат, и известное устройство просто непригодно для испытаний таких ПИ.Using the known device, it is possible to heat the PI housing only with relatively low heating rates of 1-2 ° C / min. In known emergency situations, the design of spacecraft containing PI, according to calculated estimates, was heated to 500 ... 600 ° C for 5 ... 7 minutes. As a result, the PI spontaneously triggered. Thus, the heating rates of interest are one to two orders of magnitude higher than the heating rates of known devices. When many PIs used in aeronautical and space technology are triggered, fragments that can destroy an expensive thermostat break out, and the known device is simply unsuitable for testing such PIs .

В известном устройстве не предусмотрена защита от осколков при срабатывании ПИ, тем самым не обеспечивается на должном уровне безопасность проведения работ.The known device does not provide protection against fragments when the PI is triggered, thereby not ensuring the safety of the work at the proper level.

Известное устройство принято за прототип, поскольку оно предназначено для определения характеристик срабатывания ПИ при тепловом воздействии, содержит нагреватель, рабочую камеру и средство измерения температуры, как и в заявленном изобретении.The known device is taken as a prototype, since it is designed to determine the characteristics of the triggering of PI during thermal exposure, contains a heater, a working chamber and a temperature measuring device, as in the claimed invention.

Задачей заявленного изобретения является:The objective of the claimed invention is:

- возможность прогнозирования поведения ПИ при тепловых нагружениях и при проектировании аппаратов с безопасным разрушением конструкции;- the ability to predict the behavior of PI under thermal loads and in the design of apparatus with safe structural failure;

- возможность анализа поведения ПИ в нештатных и аварийных ситуациях, связанных с высоким тепловым воздействием на бортовые ПИ, например, при нештатном спуске с орбиты.- the ability to analyze the behavior of PIs in emergency and emergency situations associated with high thermal effects on onboard PIs, for example, during abnormal descent from orbit.

Техническим результатом изобретения является возможность определения времени самопроизвольного срабатывания ПИ в зависимости от темпа нагрева корпуса ПИ.The technical result of the invention is the ability to determine the time of spontaneous operation of the PI, depending on the rate of heating of the housing of the PI.

Технический результат достигается за счет того, что способ определения характеристик срабатывания пиротехнических изделий при тепловом воздействии включает тепловое воздействие на корпус пиротехнического изделия с заданным темпом нагрева и определение факта его самопроизвольного срабатывания, тепловое воздействие на пиротехническое изделие производят с заданным постоянным темпом нагрева корпуса до момента его самопроизвольного срабатывания и фиксируют температуру корпуса пиротехнического изделия, при которой произошло самопроизвольное срабатывание, повторяют эту операцию поочередно с другими аналогичными пиротехническими изделиями с заданным шагом по темпу нагрева до получения зависимости температуры самопроизвольного срабатывания от времени нагрева корпуса, по которой определяют время самопроизвольного срабатывания пиротехнического изделия при аварийном спуске штатного изделия, используя расчетный темп нагрева корпуса пиротехнического изделия.The technical result is achieved due to the fact that the method for determining the response characteristics of pyrotechnic products during thermal exposure includes the thermal effect on the body of the pyrotechnic product with a given heating rate and the fact of its spontaneous operation being determined, the thermal effect on the pyrotechnic product is carried out with a given constant heating rate of the case until it spontaneous operation and fix the temperature of the body of the pyrotechnic product at which spontaneous arbitrary operation, repeat this operation alternately with other similar pyrotechnic products with a given step in the heating rate until the temperature of the spontaneous operation depends on the heating time of the case, which determines the time of spontaneous operation of the pyrotechnic product during emergency lowering of the standard product using the calculated heating rate of the pyrotechnic body .

Технический результат достигается и тем, что в устройство для определения характеристик срабатывания пиротехнических изделий при тепловых нагрузках, содержащее нагреватель с рабочей камерой, средство измерения температуры, подключенное к регистратору температуры, введены изолирующий кожух, источник питания регулируемой мощности, подключенный к нагревателю, который выполнен в виде теплового излучателя и размещен по внешнему контуру рабочей камеры, при этом рабочая камера выполнена из прозрачного электроизолирующего материала и вместе с нагревателем помещена в изолирующий кожух, а средство измерения температуры установлено на корпусе пиротехнического изделия.The technical result is achieved by the fact that in the device for determining the response characteristics of pyrotechnic products under thermal loads, containing a heater with a working chamber, a temperature measuring device connected to a temperature recorder, an insulating casing, an adjustable power supply connected to a heater, which is made in in the form of a heat radiator and placed along the external contour of the working chamber, while the working chamber is made of a transparent electrically insulating material and those with a heater placed in an insulating jacket, and the temperature measuring means is mounted on the housing of the pyrotechnic product.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1 и фиг. 2).The invention is illustrated by drawings (Fig. 1 and Fig. 2).

На фиг. 1 представлен пример устройства для определения характеристик срабатывания ПИ (разрывного пироболта) при тепловом воздействии. На фиг. 1 приняты следующие обозначения:In FIG. 1 shows an example of a device for determining the response characteristics of PI (explosive pyro-bolt) during thermal exposure. In FIG. 1 adopted the following notation:

1 - ПИ (пироболт);1 - PI (pyro bolt);

2 - кварцевая трубка;2 - quartz tube;

3 - тепловой излучатель;3 - thermal emitter;

4 - источник электропитания с регулируемой мощностью;4 - power supply with adjustable power;

5 - датчик температуры (термопара);5 - temperature sensor (thermocouple);

6 - регистратор температуры;6 - temperature recorder;

7 - изолирующий кожух.7 - an insulating casing.

На фиг. 2 представлена диаграмма температур самопроизвольного срабатывания от времени нагрева корпусов испытываемых ПИ, на которую нанесены результаты экспериментальных данных по испытаниям семи пироболтов и осредняющая их зависимость «А». Здесь приняты следующие обозначения: СС - самопроизвольное срабатывание; ССО - самопроизвольное срабатывание отсутствует.In FIG. Figure 2 presents a temperature chart of spontaneous operation versus time of heating of the test PI cases, on which the results of experimental data on tests of seven pyro-bolts and their average dependence “A” are plotted. The following notation is accepted here: SS - spontaneous operation; MTR - spontaneous operation is absent.

Пироболт (1) помещают внутрь кварцевой трубки (2), на которой размещен тепловой излучатель (3), выполненный, например, из нихромовой проволоки, намотанной в виде спирали на внешнюю поверхность кварцевой трубки (2) и подключенный к источнику электропитания с регулируемой мощностью (4). На корпусе пироболта (1) закреплен датчик температуры (5), подключенный к регистратору температуры (6). Кварцевая трубка (2) с излучателем (3) помещена в изолирующий защитный (от разлетающихся осколков) кожух (7). Кварцевая трубка с намотанной нихромовой проволокой дешева и проста в изготовлении и является одноразовым сменным элементом, заменяемым, как и ПИ после каждого срабатывания.Pyro bolt (1) is placed inside a quartz tube (2), on which a heat emitter (3) is placed, made of, for example, a nichrome wire wound in the form of a spiral on the outer surface of a quartz tube (2) and connected to a power source with adjustable power ( four). A temperature sensor (5) is attached to the pyro-bolt body (1), which is connected to a temperature recorder (6). A quartz tube (2) with an emitter (3) is placed in an insulating protective (against flying apart fragments) casing (7). A quartz tube with a wound nichrome wire is cheap and easy to manufacture and is a disposable replaceable element, replaceable, like PI after each operation.

Излучатель (3) может обеспечить быстрый нагрев корпуса ПИ до температур порядка 1100°C, что позволяет нагревать ПИ, помещенные в рабочую камеру (например, кварцевую трубку 2) с высокими темпами нагрева, на порядки, превышающие темпы нагрева в обыкновенных термостатах, например 100-500°C/мин. Датчик температуры (5), например, термопара, закреплен на корпусе ПИ (1) и подключен к входу регистратора температуры (6).The emitter (3) can provide rapid heating of the PI housing to temperatures of about 1100 ° C, which allows heating PIs placed in the working chamber (for example, quartz tube 2) with high heating rates, by orders of magnitude higher than the heating rates in ordinary thermostats, for example 100 -500 ° C / min. The temperature sensor (5), for example, a thermocouple, is mounted on the PI housing (1) and connected to the input of the temperature recorder (6).

Предложенный способ может быть осуществлен при помощи устройства, представленного на фиг. 1, следующим образом.The proposed method can be implemented using the device shown in FIG. 1 as follows.

На ПИ (1), помещенное в кварцевую трубку (2), осуществляют тепловое воздействие тепловым излучателем (3) от источника электропитания регулируемой мощности (4) путем нагрева корпуса ПИ с заданным постоянным темпом до момента самопроизвольного срабатывания ПИ и фиксируют датчиком температуры (5) при помощи регистратора температуры (6) температуру корпуса ПИ, при которой произошло самопроизвольное срабатывание. Данная температура фиксируется по резкому скачку температуры на диаграмме «температура - время нагрева корпуса», так как осколками пироболта разрушается кварцевая трубка (2) с тепловым излучателем (3), находящаяся внутри изолирующего кожуха (7), препятствующего разлету осколков ПИ. Операцию повторяют поочередно с другими аналогичными пиротехническими изделиями с заданным шагом по темпу нагрева до получения зависимости «А»: температуры самопроизвольного срабатывания (Тсср) от темпа (времени) нагрева корпуса ПИ (фиг. 2), по которой судят о времени самопроизвольного срабатывания ПИ, например, при аварийном спуске штатного изделия, используя расчетный темп нагрева корпуса ПИ.On the PI (1), placed in a quartz tube (2), heat is applied by a heat radiator (3) from a regulated power supply (4) by heating the PI case with a given constant rate until the PI spontaneously trips and fix it with a temperature sensor (5) using the temperature recorder (6) the temperature of the PI case at which a spontaneous operation occurs. This temperature is recorded by a sharp jump in temperature in the diagram “temperature - housing heating time”, since the quartz tube (2) with a heat emitter (3) located inside the insulating casing (7), which prevents the PI fragments from flying apart, is destroyed by pyrobolt fragments. The operation is repeated alternately with other similar pyrotechnic products with a predetermined step in the heating rate until the dependence “A” is obtained: spontaneous response temperature (T csr ) versus the rate (time) of heating the PI case (Fig. 2), which is used to judge the time of spontaneous response of the PI , for example, during an emergency descent of a standard product, using the calculated rate of heating of the PI case.

Сказанное можно пояснить примером конкретной реализации.This can be illustrated by an example of a specific implementation.

Пироболт №1 самопроизвольно сработал при достижении температуры 180°C с темпом нагрева 29,7°C/мин. Пироболт №2 самопроизвольно сработал при достижении температуры 160°C с темпом нагрева 11,2°C/мин и последующей выдержки в течение 55 с при этой температуре. Пироболт №3 самопроизвольно не сработал при достижении температуры 125°C с темпом нагрева 2,2°C/мин и выдержки при этой температуре в течение 1800 с. Пироболт №4 самопроизвольно не сработал при достижении температуры 125°C с темпом нагрева 4,6°C/мин и выдержки при этой температуре в течение 7200 с. Пироболт №5 самопроизвольно сработал при нагреве до 140°C с темпом нагрева 3,6°C/мин и последующей выдержке при этой температуре в течение 540 с. В то же время пироболт №6, нагретый до температуры 140°C с темпом нагрева 5,5°C/мин, не сработал после выдержки 180 с. Пироболт №7, нагретый до 140°C с темпом нагрева 7,1°C/мин, не сработал после выдержки 480 с, а самопроизвольно сработал только после повторного нагрева до температуры 160°C с темпом 8,2°C/мин (на фиг. 2 отмечен как №7 бис).Pirobolt No. 1 spontaneously triggered when the temperature reached 180 ° C with a heating rate of 29.7 ° C / min. Pyrobolt No. 2 spontaneously triggered upon reaching a temperature of 160 ° C with a heating rate of 11.2 ° C / min and subsequent exposure for 55 s at this temperature. Pyrobolt No. 3 spontaneously did not work when the temperature reached 125 ° C with a heating rate of 2.2 ° C / min and exposure at this temperature for 1800 s. Pyrobolt No. 4 did not spontaneously work upon reaching a temperature of 125 ° C with a heating rate of 4.6 ° C / min and holding at this temperature for 7200 s. Pyrobolt No. 5 spontaneously triggered when heated to 140 ° C with a heating rate of 3.6 ° C / min and subsequent exposure at this temperature for 540 s. At the same time, pyrobolt No. 6, heated to a temperature of 140 ° C with a heating rate of 5.5 ° C / min, did not work after an exposure of 180 s. Pyrobolt No. 7, heated to 140 ° C with a heating rate of 7.1 ° C / min, did not work after holding for 480 s, and spontaneously worked only after re-heating to a temperature of 160 ° C at a rate of 8.2 ° C / min (at Fig. 2 is marked as No. 7 bis).

Из полученных результатов следует, что пироболты №1, 2, 5 и 7 бис самопроизвольно срабатывали, когда на диаграмме «температура самопроизвольного срабатывания - время нагрева корпуса» температура нагрева пироболтов оказывалась вблизи осредняющей зависимости «А». При этом с постоянным темпом нагревались только болты №1 и №2, болты №5 и №7 бис выдерживались до момента самопроизвольного срабатывания при постоянной температуре определенное время.From the results obtained, it follows that pyro-bolts No. 1, 2, 5, and 7 bis spontaneously triggered when in the diagram “spontaneous response temperature - heating time of the housing” the heating temperature of the pyro-bolts turned out to be near the averaging dependence “A”. At the same time, only bolts No. 1 and No. 2 were heated at a constant rate, and bolts No. 5 and No. 7 bis were held for a certain period of time until they triggered spontaneously at a constant temperature.

Кривые нагрева несработавших самопроизвольно пироболтов располагаются на диаграмме ниже зависимости Тсср, хотя максимальная температура некоторых болтов (№6 и №7) превышала температуру самопроизвольного срабатывания при больших временах нагрева.The heating curves of spontaneous pyro-bolts that did not work spontaneously are located on the diagram below the dependence T csr , although the maximum temperature of some bolts (No. 6 and No. 7) exceeded the temperature of spontaneous operation at large heating times.

Следовательно, факт самопроизвольного срабатывания при данном времени нагрева и данной температуре слабо зависит от режима нагрева и полученную указанным способом зависимость Тсср от времени нагрева корпуса пироболта можно использовать для прогнозирования поведения ПИ при нештатном нагреве. Достаточно наложить расчетную кривую нагрева ПИ на зависимость Тсср и точка их пересечения определит время самопроизвольного срабатывания.Therefore, the fact of spontaneous operation at a given heating time and a given temperature weakly depends on the heating mode and the dependence obtained by the indicated method on T cav on the heating time of the pyrobolt body can be used to predict the behavior of PI during abnormal heating. It is enough to superimpose the calculated PI heating curve on the dependence T csr and the point of their intersection will determine the time of spontaneous operation.

Из диаграммы видно, что при увеличении темпов нагрева значения температур Тсср резко возрастают. Физический смысл этого явления состоит в том, что при высоких тепловых потоках нагревается до высоких температур только поверхность корпуса ПИ, заряд, расположенный внутри корпуса нагревается за счет термического сопротивления (тепловой инерции) конструкции до температуры самопроизвольного срабатывания только через определенное время.It can be seen from the diagram that with an increase in the heating rate, the temperatures T cs increase sharply. The physical meaning of this phenomenon is that at high heat fluxes only the surface of the PI casing is heated to high temperatures, the charge located inside the casing is heated due to the thermal resistance (thermal inertia) of the structure to the temperature of spontaneous operation only after a certain time.

При уменьшении темпа нагрева осредняющая зависимость «А» от времени становится более пологой и, начиная с некоторого характерного времени, превращается в горизонтальную прямую. Здесь температура самопроизвольного срабатывания уже не зависит от времени нагрева (стационарная область). Это характерное время - свое для каждого ПИ. В нашем случае, изображенном на фиг. 2, это время составляет 80-90 мин. С другой стороны, значение Тсср при небольших темпах нагрева может служить верхней границей температурного диапазона температур безопасного хранения (Тхр). Тем самым данное техническое решение позволяет обеспечить более надежное получение такой эксплуатационной характеристики, как температура безопасного хранения ПИ.With a decrease in the heating rate, the averaging dependence of “A” on time becomes more gentle and, starting from a certain characteristic time, turns into a horizontal line. Here, the temperature of spontaneous operation no longer depends on the heating time (stationary region). This characteristic time is different for each PI. In our case, depicted in FIG. 2, this time is 80-90 minutes. On the other hand, the value of T csr at low heating rates can serve as the upper limit of the temperature range of safe storage temperatures (T xp ). Thus, this technical solution allows for more reliable obtaining of such operational characteristics as the temperature of safe storage of PI.

При спуске космических аппаратов с орбиты Земли при нештатных ситуациях могут реализовываться высокие темпы нагрева ПИ.During the descent of spacecraft from the orbit of the Earth in emergency situations, high rates of heating of the PI can be realized.

Имея такую характеристику ПИ, как зависимость Тсср от темпа (времени) нагрева, можно сказать, когда и при какой температуре осуществится самопроизвольное срабатывание.Having such a characteristic of PI as the dependence of T csr on the rate (time) of heating, we can say when and at what temperature the spontaneous operation takes place.

Все вышесказанное подтверждает достижимость заявленного технического результата.All of the above confirms the attainability of the claimed technical result.

Claims (2)

1. Способ определения характеристик самопроизвольного срабатывания пиротехнического изделия при тепловом воздействии, включающий тепловое воздействие на корпус пиротехнического изделия с заданным темпом нагрева, отличающийся тем, что осуществляют операцию теплового воздействия на пиротехническое изделие с заданным постоянным темпом нагрева его корпуса до момента самопроизвольного срабатывания и фиксируют температуру корпуса пиротехнического изделия, при которой произошло самопроизвольное срабатывание, эту операцию повторяют поочередно с другими аналогичными пиротехническими изделиями с заданным шагом по темпу нагрева до получения зависимости температуры самопроизвольного срабатывания изделия от времени нагрева корпуса, по которой с использованием расчетного темпа нагрева корпуса пиротехнического изделия определяют время самопроизвольного срабатывания пиротехнического изделия при его аварийном спуске.1. A method for determining the characteristics of the spontaneous actuation of a pyrotechnic product during thermal exposure, including thermal action on the body of the pyrotechnic product with a given heating rate, characterized in that the operation of thermal action on the pyrotechnic product with a given constant heating rate of its body until the moment of spontaneous operation and fix the temperature the body of the pyrotechnic product, in which a spontaneous operation occurred, this operation is repeated by next to other similar pyrotechnic products with a given step in the heating rate until the dependence of the temperature of the spontaneous operation of the product on the heating time of the body, according to which using the calculated heating rate of the body of the pyrotechnic product, the time of the spontaneous operation of the pyrotechnic product during its emergency descent is determined. 2. Устройство для определения характеристик самопроизвольного срабатывания пиротехнического изделия при тепловом воздействии, содержащее нагреватель с рабочей камерой и средство измерения температуры, подключенное к регистратору температуры, отличающееся тем, что оно содержит источник питания регулируемой мощности, подключенный к упомянутому нагревателю, который выполнен в виде теплового излучателя и размещен по внешнему контуру рабочей камеры, при этом рабочая камера выполнена из прозрачного электроизолирующего материала и вместе с нагревателем помещена в изолирующий кожух, а средство измерения температуры выполнено с возможностью установки на корпусе пиротехнического изделия. 2. A device for determining the characteristics of spontaneous operation of a pyrotechnic product when exposed to heat, comprising a heater with a working chamber and a temperature measuring device connected to a temperature recorder, characterized in that it contains an adjustable power supply connected to said heater, which is made in the form of a thermal the emitter and is placed along the outer contour of the working chamber, while the working chamber is made of a transparent electrically insulating material and e with the heater is placed in an insulating casing, and the temperature measuring means is configured to install a pyrotechnic product on the housing.
RU2014133195/02A 2014-08-12 2014-08-12 Method for determining characteristics of actuation of pyrotechnic articles under thermal action and device therefor RU2583979C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014133195/02A RU2583979C2 (en) 2014-08-12 2014-08-12 Method for determining characteristics of actuation of pyrotechnic articles under thermal action and device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014133195/02A RU2583979C2 (en) 2014-08-12 2014-08-12 Method for determining characteristics of actuation of pyrotechnic articles under thermal action and device therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014133195A RU2014133195A (en) 2016-02-27
RU2583979C2 true RU2583979C2 (en) 2016-05-10

Family

ID=55434857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014133195/02A RU2583979C2 (en) 2014-08-12 2014-08-12 Method for determining characteristics of actuation of pyrotechnic articles under thermal action and device therefor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2583979C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661503C1 (en) * 2017-05-03 2018-07-17 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for determining the operability of pyrotechnics products under thermal impact
RU2691782C1 (en) * 2018-07-11 2019-06-18 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Installation of slow ammunition heating
RU2778922C1 (en) * 2021-11-15 2022-08-29 Федеральное казённое предприятие "Национальное испытательное объединение "Государственные боеприпасные испытательные полигоны России" (ФКП "НИО "ГБИП РОССИИ") Installation for slow heating of ammunition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2367934C1 (en) * 2008-01-15 2009-09-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Plant for object survey under high temperatures
RU2495366C1 (en) * 2012-01-24 2013-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method to determine characteristics of actuation of pyrotechnical items with electric initiation and device for its realisation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2367934C1 (en) * 2008-01-15 2009-09-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Plant for object survey under high temperatures
RU2495366C1 (en) * 2012-01-24 2013-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method to determine characteristics of actuation of pyrotechnical items with electric initiation and device for its realisation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЫСТРОВ И.В. Краткий курс пиротехники, М., Оборонгиз, 1940, с.213-214. КОВАЛЕНКО Е.П. и др., Определение температуры самовоспламенения пиротехнических составов, Методические указания к лабораторной работе, ГОУВПО СПГТУ, С-П, 2007, с.1-16. *
НПБ 255-99, Нормы пожарной безопасности. Изделия пиротехнические бытового назначения. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний, М., 2000. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661503C1 (en) * 2017-05-03 2018-07-17 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for determining the operability of pyrotechnics products under thermal impact
RU2691782C1 (en) * 2018-07-11 2019-06-18 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Installation of slow ammunition heating
RU2778922C1 (en) * 2021-11-15 2022-08-29 Федеральное казённое предприятие "Национальное испытательное объединение "Государственные боеприпасные испытательные полигоны России" (ФКП "НИО "ГБИП РОССИИ") Installation for slow heating of ammunition
RU2789669C1 (en) * 2022-05-12 2023-02-07 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Stand for tests of aircraft structures for combined effect of heat and mechanical loads
RU2815226C1 (en) * 2023-07-24 2024-03-12 Федеральное казенное предприятие "Национальное испытательное объединение "Государственные боеприпасные испытательные полигоны России" (ФКП "НИО "ГБИП России") Method of testing ammunition for slow heating

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014133195A (en) 2016-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Patel et al. Influence of physical properties on polymer flammability in the cone calorimeter
RU2583979C2 (en) Method for determining characteristics of actuation of pyrotechnic articles under thermal action and device therefor
Gross et al. Fast cook-off modeling of HMX
Yang et al. Cook-off test and numerical simulation of AP/HTPB composite solid propellant
RU150429U1 (en) OFFLINE SIGNAL-START FIRE EXTINGUISHING DEVICE
Havens et al. A mathematical model of the thermal decomposition of wood
RU2661503C1 (en) Method for determining the operability of pyrotechnics products under thermal impact
Parate et al. Lumped parameter analysis of bridge wire in an electro explosive device of a power cartridge for water-jet application: a case study
Rosenthal Electro-Thermal Equations for Electro Explosive Devices
Williams et al. Heat flux measurement from bulk magnesium/teflon/viton (MTV) flare composition combustion
Najafi Real-time heat flux estimation using filter based solutions for inverse heat conduction problems
Suh et al. Ignition and surface temperatures of double base propellants at low pressure. I-Thermocouple measurements
Hedman et al. Experimental Observation for the Development of Reaction Kinetics in Composite Propellant Slow Cook-Off
Kalman et al. Experimental study of constant volume sulfur dust explosions
Watanabe et al. Experimental investigation into penetration of a weak fire plume into a hot upper layer
Feng et al. Research on the temperature and its duration of semiconductor-bridge plasma
RU2815226C1 (en) Method of testing ammunition for slow heating
Huang et al. A model for predicting temperature produced by upward spreading cable fire under natural ventilation
Glascoe et al. Mechanisms of Comp-B thermal explosions
Petrov et al. IR-radiation detection by ultrasonic thermometry
Anderson et al. Structural fire forensics: using optically active nanoparticles to determine a fire’s thermal impulse
Shi et al. A model to predict carbon monoxide of woods under external heat flux–Part II: Validation and application
Lee Ignition Characteristics of 1AMP/1WATT EED
Goldayev et al. Estimation of the safe electrical load on spiral bulbs heated by capacitors applied to multiple start-ups of open gas generators
Wolszakiewicz et al. Measurement of Energy Emitted by Pyrogenic Tablets Used for Ignition of Solid Rocket Propellants