RU2724070C1 - Device for measurement of combustion rate of pyrotechnic mixture of thermal chemical current source - Google Patents
Device for measurement of combustion rate of pyrotechnic mixture of thermal chemical current source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724070C1 RU2724070C1 RU2019124737A RU2019124737A RU2724070C1 RU 2724070 C1 RU2724070 C1 RU 2724070C1 RU 2019124737 A RU2019124737 A RU 2019124737A RU 2019124737 A RU2019124737 A RU 2019124737A RU 2724070 C1 RU2724070 C1 RU 2724070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- thermal
- tablet
- timer
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области устройств, в которых применяются пиротехнические нагревательные смеси, в частности, тепловые ХИТ.The invention relates to the field of devices in which pyrotechnic heating mixtures are used, in particular, thermal HIT.
Известно устройство для измерения скорости горения образца твердого топлива, содержащее герметичную камеру сгорания, размещенный в ней в бронированном стакане образец твердого топлива с двумя сигнальными металлическими нитями, расположенными на известном контрольном расстоянии друг от друга в отверстиях просверленных в образце перпендикулярно его оси, многоканальный регистратор с отметчиком времени [Синаев К.И. Лабораторные работы по внутренней баллистике. Издательство Казанского химико-технологического института, 1968 г., 165 С.].A device for measuring the burning rate of a sample of solid fuel, containing a sealed combustion chamber, a sample of solid fuel placed in it in an armored cup with two signal metal threads located at a known reference distance from each other in the holes drilled in the sample perpendicular to its axis, is a multi-channel recorder with timer [Sinaev K.I. Laboratory work on internal ballistics. Publishing house of the Kazan Institute of Chemical Technology, 1968, 165 S.].
Недостатком устройства в применении к скорости сгорания тепловых таблеток ТХИТ является наличие сигнальных металлических нитей, которые усложняют конструкцию устройства и делают его малоэффективным.The disadvantage of the device as applied to the combustion rate of thermal tablets TCIT is the presence of signal metal threads, which complicate the design of the device and make it ineffective.
Известно устройство для измерения скорости горения топлива в ракетном двигателе твердого топлива (Патент RU №2175741, опубликован 10.11.2001, МПК F23N 5/08 принято за прототип), содержащее камеру сгорания с размещенным в ней бронированным зарядом твердого топлива торцевого горения (у нас - тепловая таблетка), приемник излучения, фотоусилитель и многоканальный регистрирующий прибор с отметчиком времени, причем, в заряде выполнены отверстия, геометрические оси которых расположены на известных расстояниях друг от друга и перпендикулярны геометрической оси заряда, в отверстиях на разных радиусах от геометрической оси заряда размещены микродозы химических соединений разных добавочных элементов щелочной группы в объеме 0,001-0,01 см3, причем в разных отверстиях микродоза химического соединения одного и того же добавочного элемента размещена на одном радиусе от геометрической оси заряда, а свободное пространство между микродозами заполнено бронирующим составом, линия визирования приемника излучения совмещена с плоскостью среза сопла ракетного двигателя твердого топлива, а перед приемником излучения установлены монохроматический фильтр с длиной волны пропускания, равной длине волны насыщенной центральной части спектральной линии одного из n-используемых добавочных элементов, щелочной группы, n-1-светоделительных пластинок и объектив, в отраженных от светоделительных пластинок лучах установлено по одному в каждом луче дополнительному приемнику излучения с монохроматическим фильтром, имеющим длину волны пропускания, равную длине волны насыщенной центральной части спектральной линии одного из n-используемых добавочных элементов щелочной группы, а выходы дополнительных приемников излучения подключены через дополнительные фотоусилители к раздельным входам многоканального регистрирующего прибора с отметчиком времени.A device is known for measuring the burning rate of fuel in a solid fuel rocket engine (Patent RU No. 2175741, published 10.11.2001, IPC F23N 5/08 taken as a prototype), containing a combustion chamber with an end-face solid-fuel solid-fuel charge placed in it (we have thermal tablet), a radiation receiver, a photo amplifier and a multi-channel recording device with a timer, moreover, holes are made in the charge, the geometric axes of which are located at known distances from each other and perpendicular to the geometric axis of the charge, microdoses are placed in holes at different radii from the geometric axis of the charge chemical compounds of different alkali group auxiliary elements in a volume of 0.001-0.01 cm 3 , and in different holes a microdose of a chemical compound of the same additional element is placed at the same radius from the geometric axis of the charge, and the free space between the microdoses is filled with an armor compound, line of sight receiver and radiation is combined with the cut-off plane of the nozzle of a solid fuel rocket engine, and a monochromatic filter with a transmission wavelength equal to the wavelength of the saturated central part of the spectral line of one of the n-used auxiliary elements, alkaline group, n-1-beam splitting plates, and a lens are installed in front of the radiation receiver , in the beams reflected from the beam splitting plates, one additional radiation receiver with a monochromatic filter having a transmission wavelength equal to the wavelength of the saturated central part of the spectral line of one of the n-used additional elements of the alkaline group is installed one in each beam, and the outputs of additional radiation receivers are connected through additional photo amplifiers to separate inputs of a multi-channel recording device with a timer.
Недостатком прототипа является излишняя сложность устройства в задачах тепловых ХИТ, что снижает надежность его работы.The disadvantage of the prototype is the excessive complexity of the device in the tasks of thermal HIT, which reduces the reliability of its operation.
Проблемой устройств для определения скорости сгорания является сложность существующих устройств, влияющая на надежность их работы, а также индикация точек прохождения фронтом горения отметок, находящихся на известном расстоянии друг от друга. На решение этой проблемы направлено настоящее изобретение.The problem with the devices for determining the combustion rate is the complexity of the existing devices, which affects the reliability of their operation, as well as the indication of the points of passage by the combustion front of marks located at a known distance from each other. The present invention is directed to solving this problem.
Техническим результатом изобретения является снижение затрат времени на измерение скорости сгорания за счет упрощения получения сигналов прохождения фронтом горения заданных отметок, а также упрощение конструкции устройства, что повышает надежность его работы.The technical result of the invention is to reduce the time spent on measuring the combustion rate by simplifying the reception of signals passing the combustion front of the given marks, as well as simplifying the design of the device, which increases the reliability of its operation.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения скорости горения пиротехнической смеси теплового ХИТ содержит камеру сгорания с размещенной в ней тепловой таблеткой, приемник излучения и многоканальный регистрирующий прибор с отметчиком времени, камера сгорания выполнена в виде пакета, состоящего из верхней плиты и нижней плиты с отверстиями, покрытыми тепловой таблеткой и размещенной между слюдяными прокладками, на тепловой таблетке с возможностью инициирования ее горения расположен воспламеняющий материал и нагревательный элемент, а между верхней плитой и тепловой таблеткой размещена асбестовая прокладка, пакет выполнен сжатым усилием 1-1,2 кН, приемник излучения выполнен в виде двух фотодиодов, а многоканальный регистрирующий прибор с отметчиком времени выполнен в виде осциллографа.The technical result is achieved by the fact that the device for measuring the burning rate of the pyrotechnic mixture of thermal HIT contains a combustion chamber with a thermal tablet placed in it, a radiation receiver and a multi-channel recording device with a timer, the combustion chamber is made in the form of a package consisting of an upper plate and a lower plate with holes covered with a thermal tablet and placed between the mica pads, a combustible material and a heating element are located on the thermal tablet with the possibility of burning it, and an asbestos gasket is placed between the top plate and the thermal tablet, the package is made with a compressed force of 1-1.2 kN, the radiation receiver made in the form of two photodiodes, and a multi-channel recording device with a timer is made in the form of an oscilloscope.
Нижняя плита с отверстиями расположенными так, что тепловая таблетка покрывает их полностью, служит для фиксации расстояния, которое проходит фронт горения. При прохождении фронта горения над отверстием фотодиод, расположенный напротив него, регистрирует скачок освещенности, который осциллограф регистрирует как скачок напряжения на фотодиоде. Скачки напряжения на двух фотодиодах происходят с разностью моментов времени, соответствующей времени прохождения фронтом горения расстояния между двумя отверстиями нижней плиты. Расположение отверстий так, что тепловая таблетка покрывает их полностью служит также для того, чтобы не пропадала фиксация начального и конечного положений фронта горения. Слюдяные прокладки предотвращают попадание продуктов горения на фотодиоды, а также выполняют теплоизолирующую функцию. Верхняя плита служит для создания давления на тепловую таблетку, что создает условия измерения скорости горения, соответствующие условиям работы таблетки в ТХИТ, которыми обусловлена и величина усилия сжатия 1-1,2 кН. Нагревательный элемент, в качестве которого может быть использована нихромовая спираль, предназначен для инициирования горения за счет нагрева воспламеняющего материала, в качестве которого может быть использован пиротехнический ленточный воспламенитель. Использование в качестве регистрирующего прибора осциллографа обусловлено его быстродействием и позволяет регистрировать разность моментов времени до микросекунд.The bottom plate with holes located so that the thermal tablet covers them completely serves to fix the distance that the combustion front travels. When the combustion front passes over the hole, the photodiode located opposite it detects a jump in illumination, which the oscilloscope registers as a voltage jump on the photodiode. Voltage surges on two photodiodes occur with a time difference corresponding to the time that the combustion front travels the distance between the two holes of the lower plate. The arrangement of the openings so that the thermal tablet covers them completely also serves to prevent the fixation of the initial and final positions of the combustion front. Mica pads prevent the ingress of combustion products onto photodiodes, and also perform a heat-insulating function. The upper plate serves to create pressure on the thermal tablet, which creates the conditions for measuring the burning rate, corresponding to the tablet operating conditions in the TCIT, which also determines the compression force of 1-1.2 kN. The heating element, which can be used as a nichrome spiral, is designed to initiate combustion by heating the flammable material, which can be used as a pyrotechnic tape igniter. The use of an oscilloscope as a recording device is due to its speed and allows you to record the difference in time to microseconds.
Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
На чертеже показаны элементы конструкции установки в поперечном сечении.The drawing shows the structural elements of the installation in cross section.
1 - нижняя плита1 - bottom plate
2 - тепловая таблетка2 - thermal tablet
3 - слюдяные прокладки3 - mica pads
4 - воспламеняющий материал4 - flammable material
5 - асбестовая прокладка5 - asbestos gasket
6 - верхняя плита6 - top plate
7 - фотодиоды7 - photodiodes
8 - нагревательный элемент8 - heating element
9 - источник питания постоянного тока9 - DC power supply
10 - ключ нагревательного элемента 810 -
11 - осциллограф11 - oscilloscope
12 - камера сгорания, выполненная в виде пакета12 - combustion chamber made in the form of a package
Устройство для измерения скорости горения пиротехнической смеси теплового ХИТ содержит камеру сгорания с размещенной в ней тепловой таблеткой 2, приемник излучения и многоканальный регистрирующий прибор с отметчиком времени. Камера сгорания выполнена в виде пакета 12, состоящего из верхней плиты 6, тепловой таблетки 2, и нижней плиты 1, выполненной с отверстиями, расположенными так, что тепловая таблетка 2 покрывает их полностью. Нижняя плита 1 размещена между слюдяными прокладками 3, на тепловой таблетке 2 с возможностью инициирования ее горения расположен воспламеняющий материал 4 и нагревательный элемент 8, а между верхней плитой 6 и тепловой таблеткой 2 размещена асбестовая прокладка 5. Пакет 12 выполнен сжатым усилием 1-1,2 кН, приемник излучения выполнен в виде двух фотодиодов 7, а многоканальный регистрирующий прибор с отметчиком времени выполнен в виде осциллографа 11. Воспламеняющий материал 4, в качестве которого может использоваться пиротехнический ленточный воспламенитель инициируется от нагревательного элемента 8, в качестве которого может использоваться нихромовая спираль. Нагревательный элемент 8 нагревается за счет пропускания тока от источника питания постоянного тока 9, соединенного с ним с помощью ключа 10. Таким образом, предлагаемое устройство имеет надежную, менее сложную конструкцию по сравнению с прототипом за счет того, что не содержит ряд сложно выполнимых конструктивных элементов, присущих конструкции прототипа, таких как бронированная тепловая таблетка и микродозы добавочного элементаA device for measuring the burning rate of a pyrotechnic mixture of thermal HIT contains a combustion chamber with a
Собирают устройство для измерения скорости горения пиротехнической смеси теплового ХИТ следующим образом. Пакет 12, содержащий: нижнюю плиту 1, на которой располагают отверстия таким образом, чтобы тепловая таблетка 2 покрывала их полностью, нижнюю плиту 1 располагают между слюдяными прокладками 3; тепловую таблетку 2, размещенную между одной из слюдяных прокладок 3 и асбестовой прокладкой 5, на тепловой таблетке 2 размещают воспламеняющий материал 4 и нагревательный элемент 8; асбестовую прокладку 5, над которой помещают верхнюю плиту 6. К собранному пакету прикладывают постоянное усилие 1-1,2 кН. Напротив каждого из отверстий нижней плиты 1 закрепляют фотодиоды 7 и подключают их выходы к осциллографу 11.Assemble a device for measuring the burning rate of a pyrotechnic mixture of thermal HIT as follows. A
После этого замыкают ключ 10 нагревательного элемента 8, который обеспечивает горение воспламеняющего материала 4. От воспламеняющего материала 4 происходит загорание тепловой таблетки 2. Когда фронт горения достигает отверстия в нижней плите 1, ближайшего к точке зажигания, с соответствующего фотодиода 7 на осциллограф 11 подается скачок напряжения. В момент, когда фронт горения достигает следующего отверстия, на осциллограф 11 поступает скачок напряжения от следующего фотодиода 7. Быстродействие осциллографа 11 позволяет регистрировать разность моментов времени до микросекунд. По полученной осциллограмме определяют время движения фронта, а затем по известному расстоянию между отверстиями в нижней плите 1 рассчитывают скорость горения.After that, the
Пример работы устройства. Проводили определение скорости горения пиротехнической смеси в виде таблетки диаметром 35 мм. Расстояние между отверстиями нижней плиты составляло 25 мм. Разность моментов времени скачков напряжения на фотодиодах составила 350 мс. Скорость горения определяли по формуле:An example of the operation of the device. The burning rate of the pyrotechnic mixture was determined in the form of a tablet with a diameter of 35 mm. The distance between the holes of the bottom plate was 25 mm. The time difference between the voltage surges on the photodiodes was 350 ms. The burning rate was determined by the formula:
V=L/T×l000.V = L / T × l000.
V - Скорость горения таблетки, мм/сV - burning rate of the tablet, mm / s
L - расстояние между светодиодами, ммL is the distance between the LEDs, mm
Т - время, сT - time, s
Скорость горения составила 73,53 мм/с.The burning rate was 73.53 mm / s.
Таким образом, достигнуто снижение затрат времени на измерение скорости сгорания за счет упрощения получения сигналов прохождения фронтом горения заданных отметок, а также упрощение конструкции устройства.Thus, a reduction in the time required to measure the combustion rate was achieved by simplifying the receipt of signals passing the combustion front of the given marks, as well as simplifying the design of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124737A RU2724070C1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Device for measurement of combustion rate of pyrotechnic mixture of thermal chemical current source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124737A RU2724070C1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Device for measurement of combustion rate of pyrotechnic mixture of thermal chemical current source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724070C1 true RU2724070C1 (en) | 2020-06-19 |
Family
ID=71095856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019124737A RU2724070C1 (en) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Device for measurement of combustion rate of pyrotechnic mixture of thermal chemical current source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724070C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5164600A (en) * | 1990-12-13 | 1992-11-17 | Allied-Signal Inc. | Device for sensing the presence of a flame in a region |
RU2122683C1 (en) * | 1998-02-10 | 1998-11-27 | Пермский государственный технический университет | Device for measuring rate of combustion of fuel sample |
RU2175741C1 (en) * | 2000-07-13 | 2001-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Device for measurement of burning rate of propellant in solid-propellant rocket engine |
RU2177113C1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Device for measurement of propellant burning rate in solid-propellant rocket engine |
RU2415290C1 (en) * | 2009-08-27 | 2011-03-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. Баумана" | Ignition device of sample of solid rocket propellant, and ignition method by using such device |
RU2553597C2 (en) * | 2013-10-18 | 2015-06-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Method of determination of modes of ignition and burning of explosive filling of ammunition at utilisation by burning out |
-
2019
- 2019-08-01 RU RU2019124737A patent/RU2724070C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5164600A (en) * | 1990-12-13 | 1992-11-17 | Allied-Signal Inc. | Device for sensing the presence of a flame in a region |
RU2122683C1 (en) * | 1998-02-10 | 1998-11-27 | Пермский государственный технический университет | Device for measuring rate of combustion of fuel sample |
RU2177113C1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Device for measurement of propellant burning rate in solid-propellant rocket engine |
RU2175741C1 (en) * | 2000-07-13 | 2001-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Device for measurement of burning rate of propellant in solid-propellant rocket engine |
RU2415290C1 (en) * | 2009-08-27 | 2011-03-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. Баумана" | Ignition device of sample of solid rocket propellant, and ignition method by using such device |
RU2553597C2 (en) * | 2013-10-18 | 2015-06-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Method of determination of modes of ignition and burning of explosive filling of ammunition at utilisation by burning out |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101535797B (en) | Reaction analyzer, recording medium, measurement system, and control system | |
McNesby et al. | Invited Article: Quantitative imaging of explosions with high-speed cameras | |
US6053140A (en) | Internal combustion engine with externally supplied ignition | |
CN105890462B (en) | Electric igniter time of ignition measuring system | |
Goroshin et al. | Optical pyrometry of fireballs of metalized explosives | |
NO162434B (en) | DIVERSION projectile. | |
SE7605739L (en) | EXTERNAL IGNITION COMBUSTION ENGINE | |
CN103954623B (en) | Non-contact solid burning rate testing method | |
CN104457457B (en) | Testing delay of detonator delay element new method | |
JPS6345535A (en) | Air fuel ratio detection type combustion sensor | |
RU2724070C1 (en) | Device for measurement of combustion rate of pyrotechnic mixture of thermal chemical current source | |
CN106482790B (en) | Solid rocket propellant combustion measurement device based on Fire Radiation and measurement method | |
RU2412369C1 (en) | Solid propellant rocket engine (versions) | |
RU2177113C1 (en) | Device for measurement of propellant burning rate in solid-propellant rocket engine | |
Hamamoto et al. | Temperature measurement of end gas under knocking condition in a spark-igniyion engine by laser interferometry | |
RU2398178C1 (en) | Ir-radiation pyro round | |
Peuker | Using optical techniques to measure aluminum burning in post-detonation explosive fireballs | |
RU2175741C1 (en) | Device for measurement of burning rate of propellant in solid-propellant rocket engine | |
RU2459657C2 (en) | Gas generator | |
FR2398282A1 (en) | Two-speed firing cartridge - has separate propellant charges fired independently and igniting delayed action fuses in projectile | |
Ferguson et al. | The measured temperature and pressure of EDC37 detonation products | |
Carney et al. | Atmospheric effects on the combustion of detonating aluminized explosives | |
Piehler et al. | High-Speed Laser Imaging, Heat Flux and Temperature Measurements of Explosions | |
RU88123U1 (en) | DEVICE FOR INITIATING | |
RU206625U1 (en) | LASER PYRO ENERGY SENSOR |