RU29137U1 - Капсюль-воспламенитель - Google Patents

Description

КАПСЮЛЬ - ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ.

Полезная модель относится к артиллерийским боеприпасам а более конкретно, к конструктивным элементам воспламенителя метательного заряда малокалиберных артиллерийских патронов.

Уровень данной области техники характеризует изобретение по патенту RU 2090836 Cl, F 42C 19/08, 1997г., выбранное в качестве наиболее близкого аналога предложенному капсюлю-воспламенителю по технической сущности и числу совпадающих существенных признаков.

Известный капсюль-воспламенитель содержит выполненные за одно целое цилиндрическую оболочку и наковаленку с периферийными запальными отверстиями, а также размещенный в камере под наконаленкой малый капсюль, в колпачке которого размещен ударно-воспламенительный заряд, а над наковаленкой образована дополнительная камера, где установлена покрытая герметизирующей фольгой шашка переменной массы усилительного воспламенительного заряда с центральным каналом, сообщающимся с запальными отверстиями наковаленки, и двумя цилиндрическими выемками в торцах.

Жашка усилительного заряда верхней камеры геометрически замкнута буртиком облочки капсюля-воспламенителя, который представляет собой автономную сборочную единицу патрона.

Этот универсальный капсюль-воспламенитель предназначен для использования в охотничьих патронах различного назначения, имеет стабильные основные характеристики и повышенную мощность при сохранении штатных габаритов.

Однако, механическая прочность конструкции известного капсюля-воспламенителя, который имеет узкоотраслевое применение для охотничьих патронов при давлении пороховых газов метательного заряда гильзы не выше предела 1200 кгс/кв.см., является неудовлетворительной при использовании в малокалиберных артиллерийских снаF 42C 19/08

рядах, где, развивается рабочее давление 4000-4500 кгс/кв.см. пороховых газов с температурой 3000 градусов К.

Кернение колпачка малого капсюля при этих нагрузках давления пороховых газов метательного заряда артиллерийских патронов не обеспечит неразъемности соединения, в результате чего малый капсюль горячими газообразными продуктами горения порохового заряда будет вышибаться в затворный механизм оружия, механически и термически повреждая автоматику оружия, что недопустимо по условиям безопасности и надежности эксплуатации пушек.

Кроме того, форма выполнения и взаимосвязь структурных элементов образуют относительно большие объемы пустот под наковаленкой, распределением о ряда запальных отверстий и центрального канала шашки усилительного воснламенительного заряда с торцевыми выемками, что заметно снижает коэффициент наполнения верхней камеры пиротехническим составом, в итоле уменьшая мощность выходного импульса огневого форса и сокращает время воздействия теплового потока на пороховой метательный заряд патрона.

Верхняя камера оболочки расположена над кольцом запальных отверстий в перемычке наковаленки, сообщающихся с ее глухой полостью, что предопределяет использование в качестве усилительного заряда только предварительно сформированную шашку из переуплотненного пиротехнического состава с балластным связующим. Это трудоемко, неэффективно и повышает производственные затраты.

Спрессованная шашка трудно воспламеняется, медленно горит и может разрушаться от механических перегрузок при выстреле и форсом огня от малого капсюля, что изменит расчетный процесс iорения как шашки, так и метательного порохового заряда гильзы, определяя нестабильность баллистических характеристик снаряда.

усилительный заряд пиротехнической шашки, которая прогрессивно горит изнутри но центральному каналу. Однако, горячие продукты горения пиротехнической шашки непосредственно поступают в гильзу, где воспламеняют пороховой состав метательного заряда, имеющего торцевое замедленное iорение, что физически не обеспечивает требуемой iазодинамики для получения необходимого практически мгновенного метательно о импульса, обеспечивающего заданную начальную скорость снаряду.

Отмеченные недостатки снижают функциональную надежность воспламенения и нарушают стабильность горения пороха в гильзе патрона, что отрицательно сказывается на баллистике снаряда.

Задачей, на решение которой направлено настоящая полезная модель, является усовершенствование известной конструкции капсюлявоспламенителя для использования в малокалиберных артиллерийских патронах, обеспечив функциональную надежность и повышение эффективности воспламенения пороха в объеме метательного заряда.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном капсюле-воспламенителе, содержащем цилиндрическую оболочку, две камеры которой, сообщающиеся между собой, как минимум одним запальным отверстием, сформированы жестко связанной с оболочкой наковаленкой, опирающейся на смонтированный в нижней камере малый капсюль, включающий помещенный в колпачок ударно-воспламенительный заряд, а в верхней камере размещен усилительный воспламенительный заряд переменной массы, закрытый герметизирующей фольгой, зафиксированной буртиком оболочки, по предложению авторов, усилительный воспламенительный заряд заполняет верхнюю камеру оболочки, выполненной телескопической в форме стакана, дно которого совмещено с наковаленкой, имеющей осевое запальное отверстие, при атом оболочка установлена, через демпфирующую прокладку на дне, в сопрягаемом бандаже, причем подвижная чашеобразная крышка оболочки, снабженная центральным выходным окном, геометрически замкнута завальцовкой торца бандажа.

Заполнение выполненной в форме стакана оболочки усилительным восиламенительным составом прямого прессования позволило упростить технологию формования ее снаряжения, исключив предварительное изготовление переуплотненной, содержащей балластное связующее, пиротехнической шашки сложной конфигурации с центральным каналом и торцевыми выемками для коммуникации малого капсюля с метательным пороховым зарядом гильзы.

Размещение наковаленки а донной части оболочки, имеющей несущую конструкционную прочность, позволило увеличить массу усилительного воспламенигельно о заряда в верхней камере большего объема для повышения эффективности основного назначения при заметном повышении механической прочности конструции, удовлетворяющей условия эксплуатации в артсистемах при различных режимах стрельбы и климатических условиях.

Осевое запальное отверстие наковаленки формирует калиброванный остро-направленный форс пламени от малого капсюля, что обеспечивает расчетную газодинамику функционирования кансюля-воснламетеля вцелом и позволяет повысить метательный импульс.

Бандаж простой и технологичной формы стакана, сопрягаемого при сборке с оболочкой, кратно повысил механическую прочность изделия, образуя единую несущую конструкцию с утолщенным дном слоеной структуры.

Установка демпфирующей прокладки между дном оболочки и дном бандажа, в динамически нагружаемом сечении, предохраняет малый капсюль от механического разрушающего воздействия бойка автоматики пушки, гася энергию удара на границах раздела многослойной поперечной структуры и пластичностью материала прокладки.

оболочки чашеобразная крышка, помещенная над герметизирующей фольгой, выполняет функции плунжера и обтюратора.

Ира. движении но посадочному отверстию гильзы в динамике процесса выстрела крышка разгинает завальцовку торца бандажа, который, радиально деформируясь, автоматически надежно обтюрирует объем капсюля-воспламенителя и, следовательно, объем iильзЫ без специальных механизмов и дополнительных элементов.

Во-вторых, когда оболочка телескопически раскрывается, на месте крепежных элементов высвобождается объем, образущий ресивер, дополни ельно увеличивающий объем верхней камеры оболочки, где аккумулируется потенциальная энергия для более плавного термодинамического превращения пиротехнического состава в воснламенительный импульс, который без преждевременного прорыва через затравочный канал дна гильзы передается практически на всю протяженность порохового метательного заряда в гильзе и обеспечивает одновременное воспламенение его изнутри.

Эти конструктивные признаки и их взаимодействие в динамике инициирования выстрела повышают надежность воспламенения и стабильность 1орения пороха метательного заряда, улучшая тем самым баллистику снаряда.

Дополнительное замковое крепление крышки оболочки посредством завальцовки торца бандажа обеспечивает концентрацию энергии горения усилительного заряда для более динамичного воспламенения во всем объеме пороха метательного заряда гильзы, что способствует повышению начальной скорости боенрипаса и дальности eio полета.

Изобретение обеспечило упрощение конструкции капсюля-воспламенителя и технологии изготовления, a eio отличительные признаки, сохранив достоинства схемного решения по прототипу, адаптировали капсюль-воспламенитель для использования в патронах различно о назначения, в частности, зенитного и малокалиберного артиллерийского выстрелов. При этом повысилась функциональная надежность и эффективность основного назначения, которые обеспечили улучшение баллистических характеристик боеприпасов.

Новая взаимосвязь предложенных конструктивных элементов с известными сообщили новое качество усовершенствованному капсюлювоспламенителю, который представляет собой телескопическую конструкцию, выполняющую дополнительные функции:

-обтюрирование и герметичное запирание объема гильзы при выстреле;

-замедленное формирование высокоэнергетического теплового импульса, передаваемого по центру вдоль порохового метательного заряда, обеспечивая его воспламенение в объеме и более интенсивное стабильное горение.

Предложенная конструкция капсюля-воспламенителя более универсальна но возможности применения различных по чувствительности и энергетике пиротехнических составов малого капсюля и усилительного воснламенительного заряда.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщеннос1и, то есть получена не сумма эффектов, а эффект суммы при решении поставленной технической задачи.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема нрав формулы, где схематично изображены:

на фи.1 - артиллерийский малокалиберный выстрел; на - предложенный капсюль-воспламенитель, вид А на фиг.1; на фиг.З - то же, при срабатывании.

ройство 4 и трассирующий заряд 5, а также гильзу 6, в донной части которой смонтирован капсюль-воспламенитель 7, заполненную пороховым метательным зарядом 8, взаимодействующим с трассирующим зарядом 5 корпуса 2 снаряда.

Предлагаемый капсюль-воспламенитель 7 включает (фиг.2) цилиндрическую оболочку 9 в форме стакана, совмещенную а донной части с наковаленкойЮ, которые образуют две камеры 11 и 12 верхнюю и нижнюю соответственно. В нижней камере 12 смонтирован малый капсюль 13, содержащий колпачок 14 с ударно-восиламенительным составом 15, а верхняя камера 11 заполнена усилительным воспламенительным составом пиротехнического заряда 16.

Наковаленка 10 оснащена центральным запальным отверстием 17, непосредственно связанным с малым капсюлем 13.

Заряд 16 сверху покрыт iерметизирующей фольгой 13, на которой расположена чашеобразная крышка 19 с центральным выходным окном 20, установленная с возможностью осевого перемещения относительно оболочки 9 при функционировании, являясь ее продолжением.

Оболочка 9 помещена в сопрягаемый бандаж 21, выполненный в форме стакана, между массивным дном которого и дном оболочки 9 установлена демпфирующая прокладка 22, латунная пластинка.

Через верхний торец оболочки 9 на крышку 19 завальцован верхний торец бандажа 21, осуществляя тем самым iеометрическое и силовое замыкание всех структурных элементов описанною капсюля воспламенителя 7 и формируя его в качестве автономного устройства для хранения и транспортирования на комплектование при сборке патронов, предпочтительно артиллерийских малокалиберных, потому что изобретение позволяет применение в условиях давления пороховых iазов метательного заряда 8 выстрела а атом случае в диапазоне 4000-4500 Kiс/кв.см.

отверстии 23 донной части гильзы б в натяг бандажа 21. Отверстие 23 затравочным каналом 24 сообщается с метательным зарядом 8 гильзы б, а на его боковой поверхности, примерно посередине, выполнена радиальная проточка 25 глубиной, сопоставимой с толщиной стенки бандажа 21,

Функционирует предложенный капсюль-воспламенитель 7 следующим образом. При выстреле ударом бойка оружия колпачок 14 малого капсюля 12, реакционно деформируясь, динамично перемещает на наковаленку 10 ударно-восаламенительный состав 15 на основе тринитрарезорцината свинца (ТНРС), который инициируется и воспламеняется .

На поверхностях демпфирующей пластичной прокладки 22 (границах раздела слоистой структуры дна капсюля- воспламенителя 7) гасится удара бойка, чем предотвращается механический пролом дна бандажа 21 и разгерметизация объемов капсюля-воспламенителя 7 и гильзы б с метательным пороховым зарядом 8.

Сконцентрированный но центру форс пламени от состава 15 непосредственно передается через осевое отверстие 17 наковаленки 10 на пиротехнический усилительный заряд 16, воспламеняя его.

Предложенная конструкция обеспечивает нормальное функционирование выстрела при технической разнородности порохов метательного заряда 8 по разбросу тепло-физических характеристик, зависящих от плотности заряжания, азотисгости и флегматизации состава, форме, величине и пористости зерен и пр., путем варьирования мощности термического импульса средства воспламенения, например, выбором тина ударно-воснламенительного состава 15.

Так, температура термо-динамического процесса взрывчато о превращения альтернативного состава 15 на основе ТНРС ниже, чем у гремучертутного состава, но первый сохраняется при температуре до 80 градусов С, тогда как второй, более чувствительный - не выше

50 градусов С, что расширяет выбор и область применения, а также исключает выброс в атмосферу на позиции стрельбы особо токсичного вещества - паров ртути, как это имеет место в прототипе, где вынужденно используют высокочувствительный гремучертутный состав.

При атом следует отметить, что штамновым инструментом обеспечивается варьирование соотношения объемов обеих камер 11, 12 оболочки 9 за счет регулирования глубины штамповки и тс/щины дна оболочки 9 и высоты наковаленки 10, что позволяет соответственно изменить массу заряда 16 в камере 11 для адаптирования различных пиротехнических составов.

Возрастающим давлением газообразных продуктов горения усилительного заряда 16 крышка 19 перемещается вдоль оболочки 9 и отгинает завальцовку торца бандажа 21, до упора в ступень посадочного отверстия 23 дна гильзы 6, обтюрируя ее затравочный канал 24, а оболочка 9 совместно с бандажом 21 радиально деформируются в свободный объем проточки 25, осуществляя замковое соединение за счет геометрического замыкания бандажа 21 с гильзой б, что предотвращает осевое перемещение капсюля-воспламенителя 7 назад.

Капсюль-воспламенитель 7 заклинивается в гильзе б, а сплошное дно его бандажа 21 герметично изолирует объем iильзы 6.

При этом над зарядом 16 образуется ресивер 26 (фиг.З), в котором замедленно аккумулируются газообразные продукты горения пиротехнического состава усилительного заряда 16, поступающие через выходное окно 20, свободное от сгоревшей к тому времени фольги 13.

Чашеобразная крышка 19, аксиально перемещаясь иод действием растущего давления в камере 11, выполняет функции телескопической оболочки 9, динамично формируя обтюрирование гильзы б, предотвращая прорыв пороховых газов в затвор пушки, и образует ресивер 26, увеличивая объем камеры 11 для аккумулирования потенциальной энергии экспрессивного направленного выброса восндаменительного форса

в центр метательно о порохового заряда 8 гильзы 6, который в объеме сгорает быстрее, что гарантированно обеспечивает заданный газодинамический режим горения порохового наполнения 3 и требуемый метательный импульс боеиршшсу, сообщая расчетную начальную скорость .

Тепловой энергией горения метательного заряда 8 воспламеняется грассирующий заряд 5 корпуса 2, газо-конденсатная фаза которого дополнительно увеличивает метательный импульс.

Положительные результаты испытаний стрельбой опытной партии 30-мм артиллерийских патронов с капсюлем-воспламенителем по настоящей полезной модели, Б которой варьировались марки и масса пиротехнических составов, подтвердили стабильность полученных аэродинамических характеристик снарядов. Изделие рекомендовано для постановки на вооружение.

Проведенный сопоставительный анализ предложенной конструкции капсюля-воспламенителя с выявленными аналогами уровня техники, из которого явным образом полезная модель не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.

Капсюль-воспламенитель, содержащий цилиндрическую оболочку, две камеры которой, сообщающиеся между собой, как минимум одним запальным отверстием, сформированы жестко снизанной с оболочкой наковаленкой, опирающейся на смонтированный в нижней камере малый капсюль, включающий помещенный в колпачок ударно-восаламенительный заряд, а в верхней камере размещен усилительный воспламените л ьный заряд переменной массы, закрытый герметизирующей фольгой, зафиксированной буртиком оболочки, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что усилительный воспламенительный заряд заполняет верхнюю камеру оболочки, выполненной телескопической в форме стакана, дно которого совмещено с наковаленкой, имеющей осевое запальное отверстие, при этом оболочка установлена, через демпфирующую прокладку на дне, а сопрягаемом бандаже, причем подвижная чашеобразная крышка оболочки, снабженная центральным выходным окном, геометрически замкнута зааальцовкой торца бандажа.

Claims (1)

1. Капсюль-воспламенитель, содержащий цилиндрическую оболочку, две камеры которой, сообщающиеся между собой, как минимум, одним запальным отверстием, сформированы жестко связанной с оболочкой наковаленкой, опирающейся на смонтированный в нижней камере малый капсюль, включающий помещенный в колпачок ударно-воспламенительный заряд, а в верхней камере размещен усилительный воспламенительный заряд переменной массы, закрытый герметизирующей фольгой, зафиксированной буртиком оболочки, отличающийся тем, что усилительный воспламенительный заряд заполняет верхнюю камеру оболочки, выполненной телескопической в форме стакана, дно которого совмещено с наковаленкой, имеющей осевое запальное отверстие, при этом оболочка установлена через демпфирующую прокладку на дне, в сопрягаемом бандаже, причем подвижная чашеобразная крышка оболочки, снабженная центральным выходным окном, геометрически замкнута завальцовкой торца бандажа.