RU2745086C1

RU2745086C1 - Modular propellant charge initiator

Info

Publication number: RU2745086C1
Application number: RU2020117271A
Authority: RU
Inventors: Луиза Ильгизовна Курсаева; Ольга Николаевна Никитина; Георгий Владимирович Фёдоров; Павел Анатольевич Ковалев; Вадим Валентинович Чернов; Алексей Каимович Абдуллин
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-03-19

Abstract

FIELD: weapons.

SUBSTANCE: invention relates to ignition means and is intended primarily for ignition of propellant charges of artillery systems with ammunition of bumpless charging. Initiator of modular propellant charge is installed on process structural element - printed circuit board. Printed circuit board comprises printed assembly of high accuracy and bears filament bridge and housing, which houses washer from electrically insulating material to eliminate occurrence of spark gap, and compressed high-accuracy dosing explosive charge, which provides higher functional reliability of actuation. Printed installation includes a converter of accumulated electric energy into a fire pulse in the form of a resonant half-wave radiator, fixed areas for fixing the filament bridge, which determine its unambiguous orientation and providing a narrow range of electrical resistance of the product and high reliability of operation, and a pad around the filament bridge for mounting the housing. Combined charge of explosive consists of initiating explosive and igniting composition, each of which performs its function: initiating explosive, which is sensitive to heat energy of filament bridge, uses igniter composition, which in its turn reliably ignites smoky powder of propellant charge.

EFFECT: invention is stable during storage and safe in service handling and transportation, provides higher technological effectiveness of the structure and improved functional reliability in the application.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам воспламенения, предназначено преимущественно для воспламенения метательных зарядов артиллерийских комплексов с боеприпасами безгильзового заряжания.The invention relates to means of ignition, is intended primarily for the ignition of propellant charges of artillery complexes with caseless ammunition loading.

Известен металлический инициатор, входящий в устройство для воспламенения метательного заряда в каморе ствола артиллерийского орудия для безгильзовых боеприпасов по патенту РФ №2571459 от 21.11.2014 г., имеющий свинцовую трубку с периферийным электродом в качестве связующего звена электрической цепи и несущего элемента конструкции, опорного изолятора для механического крепления центрального электрода внутри коммутационной перемычки. Нить накаливания электрически связана с электродами, замкнутыми с разъемами резонатора.Known metal initiator included in the device for igniting the propellant charge in the barrel chamber of an artillery gun for caseless ammunition according to RF patent No. 2571459 dated November 21, 2014, which has a lead tube with a peripheral electrode as a connecting link of an electric circuit and a supporting structure element, a supporting insulator for mechanical fastening of the center electrode inside the bridging bridge. The filament is electrically connected to electrodes that are shorted to the resonator connectors.

Данный металлический инициатор имеет такие недостатки конструкции, как использование узла «свинцовая трубка - опорный изолятор коммутационной перемычки с электродами», усложняющие технологию изготовления изделия, ввиду значительного количества элементов в составе, что предполагает включение множества технологических операций. Сложность конструкции металлического инициатора, а также значительное количество элементов повышает трудоемкость, а, следовательно, и стоимость изделия.This metal initiator has such design flaws as the use of a "lead tube - support insulator of a switching bridge with electrodes" assembly, complicating the manufacturing technology of the product, due to the significant number of elements in the composition, which involves the inclusion of many technological operations. The complexity of the design of the metal initiator, as well as a significant number of elements, increases the labor intensity, and, consequently, the cost of the product.

Кроме того, крепление нити накаливания осуществляется только на одну фиксированную площадку - торец центрального электрода, и на торцевую поверхность коммутационной перемычки, что предполагает увеличение трудозатрат при ориентировании точки крепления нити накаливания на торцевой поверхности коммутационной перемычки или введение дополнительных технических или технологических решений и приемов, включающих специальную оснастку, для обеспечения минимального диапазона электрического сопротивления изделий, что непосредственно влияет на разброс пороговых значений плотности потока энергии, при которой происходит срабатывание инициатора от энергии СВЧ-излучения, а следовательно, понижает надежность срабатывания.In addition, the attachment of the filament is carried out only on one fixed site - the end of the central electrode, and on the end surface of the switching jumper, which implies an increase in labor costs when orienting the attachment point of the filament on the end surface of the switching jumper or the introduction of additional technical or technological solutions and techniques, including special equipment to ensure the minimum range of electrical resistance of products, which directly affects the spread of threshold values of the energy flux density at which the initiator is triggered by microwave energy, and therefore reduces the reliability of the operation.

Также конструкция металлического инициатора предопределяет не типовую технологию изготовления с использованием нетипового оборудования, предназначенного для ограниченной номенклатуры изделий с узлом такого типа. При серийном или массовом производстве данного инициатора количество изготовителей будет ограничено ввиду отсутствия данного оборудования и соответствующего технологического процесса.Also, the design of the metal initiator predetermines a non-standard manufacturing technology using non-standard equipment designed for a limited range of products with a unit of this type. In the case of serial or mass production of this initiator, the number of manufacturers will be limited due to the lack of this equipment and the corresponding technological process.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение технологичности конструкции и функциональной надежности средства воспламенения, и как следствие стабилизация баллистических характеристик метаемого снаряда.The technical problem to be solved by the present invention is to improve the manufacturability of the design and the functional reliability of the ignition means, and as a consequence, the stabilization of the ballistic characteristics of the projectile.

Требуемый технический результат достигается тем, что диэлектрическая подложка является несущим элементом конструкции инициатора модульного метательного заряда и выполнена в виде платы печатной. Плата печатная является дешевым, технологичным и недефицитным покупным комплектующим изделием, который выпускается многими производителями в больших объемах и с низкой стоимостью.The required technical result is achieved by the fact that the dielectric substrate is a supporting element of the structure of the initiator of a modular propellant charge and is made in the form of a printed circuit board. The printed circuit board is a cheap, technological and non-scarce purchased component, which is produced by many manufacturers in large volumes and at low cost.

На плате печатной выполнен печатный монтаж, представляющий собой уникальный металлизированный рисунок, включающий резонансный полуволновой излучатель и площадки для крепления мостика накаливания и корпуса. Технология изготовления платы печатной позволяет выполнять печатный монтаж любой конфигурации с возможностью размещения дополнительных элементов защиты от воздействия электромагнитных полей и токов естественного и искусственного происхождения.On the printed circuit board, printed wiring is made, which is a unique metallized pattern, which includes a resonant half-wave emitter and pads for attaching the incandescent bridge and housing. The technology for manufacturing a printed circuit board allows you to carry out printed wiring of any configuration with the possibility of placing additional elements of protection against the effects of electromagnetic fields and currents of natural and artificial origin.

На фиксированные площадки печатного монтажа напаян мостик накаливания. За счет высокой точности изготовления печатного монтажа определяется однозначное расположение мостика накаливания без использования технологических приемов и дополнительной оснастки, обеспечивается узкий диапазон электрического сопротивления изделия, следовательно, повышается надежность срабатывания инициатора модульного метательного заряда от заданной расчетной энергии.The filament bridge is soldered to the fixed pads of the printed wiring. Due to the high accuracy of printed wiring, the unique location of the incandescent bridge is determined without the use of technological methods and additional equipment, a narrow range of electrical resistance of the product is provided, therefore, the reliability of the initiator of a modular propellant charge from a given calculated energy increases.

На плату печатную установлен корпус. Данный тип узла позволяет разместить в корпус на мостик накаливания шайбу из электроизоляционного материала для предотвращения возникновения искрового промежутка в части конструкции, непосредственно прилегающей к взрывчатому веществу, и обеспечить дополнительную защиту конструкции от зарядов статического электричества.The housing is installed on the printed circuit board. This type of assembly makes it possible to place a washer made of electrical insulating material into the housing on the glow bridge to prevent the occurrence of a spark gap in the part of the structure directly adjacent to the explosive substance and to provide additional protection of the structure from static electricity charges.

В корпусе размещен комбинированный заряд взрывчатого вещества. Узел «плата печатная-корпус» позволяет производить снаряжение методом прессования с заданной точностью дозирования навесок, что обеспечивает однообразность действия изделий, и как следствие, повышает функциональную надежность срабатывания.The housing contains a combined explosive charge. The "printed-circuit board-housing" assembly allows the equipment to be produced by pressing with a given batching accuracy of weighed portions, which ensures the uniformity of the action of the products, and, as a consequence, increases the functional reliability of operation.

Комбинированный заряд состоит из инициирующего взрывчатого вещества и воспламенительного состава, каждый из которых выполняет свою функцию: инициирующее взрывчатое вещество, восприимчивое к тепловой энергии раскаленного материала мостика накаливания, задействует воспламенительный состав, который в свою очередь надежно поджигает воспламенитель из дымного ружейного пороха метательного заряда.The combined charge consists of an initiating explosive and an igniting composition, each of which performs its own function: the initiating explosive, susceptible to the thermal energy of the incandescent material of the incandescent bridge, activates the igniting composition, which in turn reliably ignites the igniter made of smoky gunpowder of the propellant charge.

Конструкция основана на технологических принципах изготовления электронных изделий, что позволяет применять технологический цикл изготовления под различную оснащенность изготовителей: от преимущественно ручных операций до частичной или полной механизации и автоматизации.The design is based on the technological principles of manufacturing electronic products, which allows the production cycle to be applied for various manufacturers' equipment: from predominantly manual operations to partial or complete mechanization and automation.

Применение технологического цикла изготовления с частичной или полной механизацией и автоматизацией повысит производительность труда, объем выпускаемой продукции, снизит трудоемкость, а, следовательно, стоимость изделий, а также позволит использовать современное оборудование, переналаживаемое под производство аналогичных изделий.The use of a technological production cycle with partial or complete mechanization and automation will increase labor productivity, the volume of products, reduce labor intensity, and, consequently, the cost of products, and will also allow the use of modern equipment, readjustable for the production of similar products.

Предлагаемое изобретение изображено на Фиг. 1, 2 и состоит из платы печатной 1 (Фиг. 1), мостика накаливания 2 (Фиг. 1), корпуса 3 (Фиг. 1), шайбы 4 (Фиг. 1), комбинированного заряда взрывчатого вещества 5 (Фиг. 1).The invention is shown in FIG. 1, 2 and consists of a printed circuit board 1 (Fig. 1), incandescent bridge 2 (Fig. 1), housing 3 (Fig. 1), washer 4 (Fig. 1), combined explosive charge 5 (Fig. 1) ...

Каждый инициатор модульного метательного заряда оснащен преобразователем накопленной электрической энергии в огневой импульс в виде резонансного полуволнового излучателя 6 (Фиг. 2), электрически связанного с мостиком накаливания 2 (Фиг. 2), для надежного задействования взрывчатого вещества (ВВ), прилегающего к мостику накаливания.Each initiator of a modular propellant charge is equipped with a converter of accumulated electrical energy into a fire pulse in the form of a resonant half-wave emitter 6 (Fig. 2), electrically connected to the glow bridge 2 (Fig. 2), for reliable activation of an explosive (HE) adjacent to the glow bridge ...

Принцип действия инициатора модульного метательного заряда.The principle of operation of the initiator of a modular propellant charge.

Воспламенение инициатора модульного метательного заряда происходит от источника электромагнитного излучения СВЧ диапазона, посредством передачи СВЧ-излучения на резонансный полуволновой излучатель 6 (Фиг. 2) инициатора модульного метательного заряда. Электромагнитное поле микроволн приводит в колебание электроны резонансного полуволнового излучателя и создает в нем ток с частотой, равной частоте тока источника электромагнитного излучения СВЧ диапазона. При прохождении электрического тока по электрической цепи инициатора модульного метательного заряда происходит нагрев, соответственно, нагревается мостик накаливания 2 (Фиг. 1), выполненный из материала с расчетным удельным сопротивлением, который в свою очередь нагревает до температуры вспышки прилегающий комбинированный заряд взрывчатого вещества 5 (Фиг. 1).Ignition of the initiator of a modular propellant charge occurs from a source of electromagnetic radiation in the microwave range, by transmitting microwave radiation to the resonant half-wave emitter 6 (Fig. 2) of the initiator of the modular propellant charge. The electromagnetic field of microwaves vibrates the electrons of the resonant half-wave emitter and creates a current in it with a frequency equal to the frequency of the current of the source of electromagnetic radiation of the microwave range. When electric current passes through the electric circuit of the initiator of the modular propellant charge, heating occurs, respectively, the incandescent bridge 2 (Fig. 1) is heated, made of a material with a calculated specific resistance, which in turn heats the adjacent combined explosive charge 5 (Fig. . one).

Claims

1. An initiator of a modular propellant charge, containing a converter of accumulated electromagnetic energy into a fire pulse in the form of a resonant half-wave emitter made on a dielectric substrate, electrically connected to the incandescent bridge, and a body carrying an initiating charge inside, characterized in that the dielectric substrate is a supporting structural element and is made in the form of a printed circuit board containing printed wiring and carrying a filament bridge oriented on fixed sites, and a housing mounted on a site around the incandescent bridge containing a washer and an initiating charge in the form of a pressed combined explosive charge of a given dosage accuracy.

2. The modular propellant charge initiator according to claim 1, characterized in that printed wiring is made on the printed circuit board, including a resonant half-wave emitter, fixed platforms for attaching the incandescent bridge and a platform for installing the housing.

3. The modular propellant charge initiator according to claim 1, characterized in that the compressed combined explosive charge consists of an initiating explosive and an igniting composition.

4. The modular propellant charge initiator according to claim 2, characterized in that the configuration of the printed circuit board of the printed circuit board is made with high accuracy and the possibility of placing additional elements of protection against the effects of electromagnetic fields and currents of natural and artificial origin.