Система опроса наличия боеприпасов в многоствольном устройстве выброса

 

Система опроса наличия боеприпасов в многоствольном устройстве выброса относится к многоствольным системам выброса боеприпасов с электрическим поджигом. Технический результат - повышение достоверности и надежности сигнализации при одновременном упрощении системы, повышении ее безопасности и расширении функциональных возможностей. Система содержит источник сигнала, переключатель с двумя выводами и положениями опроса и отстрела, цепь сигнала, включенную между источником сигнала и одним из выводов переключателя, источник напряжения срабатывания, подключенный к другому выводу переключателя и цепи воспламенителей по числу воспламенителей. Цепь сигнала состоит из последовательно соединенных дозатора энергии и управляемой хронирующей цепи, ограничивающих энергию импульса опроса, а также формирователя тока сигнала с величиной, соизмеримой с током срабатывания. Цепи воспламенителей объединены в группы, подключенные к точке соединения переключателя и цепи сигнала через введенную цепь формирования тока с одним входом и выходами по числу групп цепей воспламенителей. Система содержит также измеритель тока сигнала, соединенный с формирователем тока сигнала, а каждая цепь воспламенителя выполнена в виде последовательно соединенных управляемого ключа и контрольного резистора с двумя соединенными с его выводами контактами для подключения электровоспламенителя боеприпаса. Опрос наличия боеприпаса производится невоспламеняющим коротким импульсом тока, превышающим ток несрабатывания электровоспламенителя, чем обеспечивается надежное протекание тока в процессе опроса. По измеренному току определяют наличие или отсутствие боеприпаса. Система обладает повышенными достоверностью результатов опроса, безопасностью, простотой и возможностью самоконтроля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к многоствольным системам выброса боеприпасов с электрическим поджигом и может быть использовано для опроса наличия снаряженных помеховых патронов в многоствольных пиротехнических устройствах выброса расходуемых средств радиоэлектронной борьбы. Такие устройства применяются для защиты летательных аппаратов.

Известна система распознавания и поджига боеприпасов, имеющая электрические средства распознавания наличия боеприпасов, содержащая источник сигнала, источник напряжения срабатывания, переключающее устройство с рабочими положениями опроса и отстрела, а также комплект выстрела с пусковой цепью, соединенной с переключающим устройством и содержащей цепь пускового тока и цепь сигнального тока, причем цепь пускового тока содержит диод и электровоспламенитель, а цепь сигнального тока содержит характерное отличительное полное сопротивление распознавания, кроме того, система содержит средства измерения сопротивления распознавания, причем источник сигнала и источник напряжения срабатывания подключены к пусковой цепи в противоположных полярностях. Известная система описана в патенте США №4068556, кл. 89/1.814, 1978 г.

Основным недостатком известной системы является необходимость применения боеприпасов, имеющих в своем составе специальные электрические цепи, содержащие, помимо собственно электровоспламенителя, дополнительные элементы, образующие отдельные цепи пускового и сигнального тока.

Наиболее близким к заявляемому устройству по своей технической сущности является система отстрела боеприпасов, имеющая средства для электрической сигнализации наличия или отсутствия боеприпаса, выбранная в качестве прототипа (см. патент США №4103585, кл. 89.1.814, 1978 г.).

Известная система включает в себя множество боеприпасов, каждый из которых имеет электрический воспламенитель с заранее установленным электрическим сопротивлением, множество цепей воспламенителей, связанных с соответствующими воспламенителями, источник напряжения срабатывания, источник сигнала, множество переключающих устройств, связанных с соответствующими цепями воспламенителей, каждое из указанных переключающих устройств имеет независимые рабочие положения индикации и отстрела, и множество цепей сигнала, включенных между указанным источником сигнала и соответствующими переключающими устройствами, каждое переключающее устройство включает средства для работы в указанном положении индикации для подключения соответствующей цепи воспламенителя к соответствующей цепи сигнала, каждая цепь сигнала включает токоограничивающее полное сопротивление для ограничения тока сигнала, подаваемого указанным источником сигнала на соответствующий воспламенитель, малой величиной, недостаточной для инициирования боеприпаса, каждая цепь сигнала включает средства индикации для индикации наличия или отсутствия тока сигнала между указанным источником сигнала и соответствующим воспламенителем, каждое переключающее устройство включает средства для работы в указанном положении отстрела для подключения соответствующей цепи воспламенителя к указанному источнику напряжения срабатывания для отстрела боеприпаса.

Недостатком известной системы являются низкая достоверность сигнализации наличия боеприпаса в пусковой установке, а также низкая безопасность системы и ее относительно высокая сложность.

Низкая достоверность сигнализации наличия боеприпаса обусловлена тем, что опрос наличия боеприпаса производится малым током, не превышающим ток несрабатывания данного боеприпаса. Это приводит к тому, что контактные соединения цепей пуска, например контактных площадок боеприпасов и контактов в казенной части стволов, рассчитанные на работу с пусковыми токами, подвергаются воздействию малых токов, которые на порядки меньше расчетных, пусковых токов. В связи с этим возможно нарушение протекания тока по сигнальным цепям, поскольку любая пара контактов имеет ограничение по минимальному допустимому току и уменьшение тока ниже некоторого предела делает процесс его протекания нестабильным. Воздействие внешних факторов, в том числе нагара, вибрации и климатических воздействий на контактные поверхности пусковых устройств и боеприпасов, дополнительно ухудшают условия протекания через них малых токов. Низкая безопасность обусловлена тем, что система имеет только одну ступень предохранения в виде ограничительного сопротивления в цепи сигнала, при этом другие средства повышения безопасности отсутствуют. Известная система является сложной из-за необходимости иметь множество цепей сигнала, количество которых равно числу воспламенителей, причем каждая из цепей сигнала содержит средства индикации наличия или отсутствия тока сигнала.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению повышения достоверности и надежности сигнализации наличия боеприпаса в устройстве выброса при одновременном его упрощении, повышении безопасности и расширения функциональных возможностей.

Поставленная задача решается тем, что в известной системе опроса наличия боеприпасов, каждый из которых имеет электрический воспламенитель с определенным электрическим сопротивлением, содержащей источник напряжения срабатывания, источник сигнала, переключающее устройство с рабочими положениями отстрела и опроса, имеющее первый вывод и второй вывод, соединенный с источником напряжения срабатывания, цепь сигнала, включенную между источником сигнала и первым выводом переключающего устройства и цепи воспламенителей по числу воспламенителей цепи воспламенителей соединены параллельно группами, в систему дополнительно введены измеритель тока сигнала, соединенный с цепью сигнала, и цепь формирования тока со входом и выходами по числу групп цепей воспламенителей, подключенная входом к первому выводу переключающего устройства, а выходами к соответствующим группам цепей воспламенителей, переключающее устройство имеет средства для замыкания своих выводов в положении отстрела и для их размыкания в положении опроса, цепь сигнала содержит соединенные последовательно дозатор энергии импульса сигнала опроса с ограничением его энергии малой величиной, недостаточной для срабатывания воспламенителя, хронирующую цепь, имеющую вход управления длительностью импульса сигнала опроса, с ограничением ее малой величиной, недостаточной для срабатывания воспламенителя при заданном токе сигнала, и формирователь тока сигнала заданной величины, превышающей ток несрабатывания воспламенителя, причем формирователь тока сигнала соединен одним выходом с измерителем тока сигнала, а вторым выходом - с первым выводом переключающего устройства, вход дозатора энергии соединен с источником сигнала, каждая цепь воспламенителя содержит последовательно соединенные управляемый ключ и контрольный резистор, с выводами которого соединены контакты для подключения соответствующего электрического воспламенителя.

Поставленная задача решается также тем, что дозатор энергии выполнен в виде емкостного накопителя, хронирующая цепь содержит импульсный трансформатор с ограниченной максимальной длительностью импульса и управляемый ключ, соединенный последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора, формирователь тока сигнала содержит резистор, измеритель тока выполнен в виде последовательно соединенных цепи гальванической развязки и аналого-цифрового преобразователя с выходом для подключения к регистратору, цепь формирования тока включает в себя резисторы по числу ее выходов, вторичная обмотка импульсного трансформатора, источник напряжения срабатывания и каждая цепь воспламенителя имеют выводы для подключения к общей земле.

Введение в цепь сигнала дозатора энергии, хронирующей цепи и формирователя тока сигнала вместе с введением цепи формирования тока и измерителем тока позволило увеличить ток сигнала при опросе, что увеличивает надежность и достоверность сигнализации наличия боеприпасов, и одновременно ограничить энергию импульса опроса величиной, недостаточной для поджига воспламенителя боеприпаса, причем ограничение энергии, обеспечиваемое дозатором энергии, составляет первую ступень предохранения. Введение хронирующей цепи, которая ограничивает длительность импульса опроса и при токе, заданном цепью формирования тока и формирователем тока, обеспечивает подачу на воспламенитель недостаточной для его инициации энергии создает вторую ступень предохранения, чем повышается безопасность системы. Введение измерителя тока совместно с контрольными резисторами, формирователем тока сигнала и цепью формирования тока обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства, позволяя определить отказ соответствующего канала, а наличие одной цепи сигнала и одного измерителя тока вместо равного числу воспламенителей количества этих элементов, сокращает общее число элементов и упрощает систему в целом.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан пример функциональной схемы системы опроса наличия боеприпасов в многоствольном устройстве выброса для двух групп цепей воспламенителей, содержащих по две цепи воспламенителей в каждой группе, а на фиг.2 показан пример реализации принципиальной схемы системы, для двух групп цепей воспламенителей, содержащих по две цепи воспламенителей в каждой группе.

Предлагаемая система опроса наличия боеприпасов с электровоспламенителями в устройстве выброса содержит источник напряжения срабатывания 1, источник сигнала 2, переключающее устройство 3 с рабочими положениями отстрела и опроса, имеющее первый вывод 4 и второй вывод 5, соединенный с источником напряжения срабатывания 1, цепь сигнала 6, включенную между источником сигнала 2 и первым выводом 4 переключающего устройства 3, а также цепи воспламенителей 7 по числу воспламенителей. Цепи воспламенителей 7 объединены в группы цепей воспламенителей 8, и внутри каждой группы все цепи воспламенителей соединены параллельно, причем в каждой группе цепей воспламенителей 8 число цепей воспламенителей 7 равно числу стволов в отдельном блоке выброса устройства выброса. Система содержит также измеритель тока сигнала 9, соединенный с цепью сигнала 6, и цепь формирования тока 10 со входом и выходами по числу групп цепей воспламенителей 8, подключенную входом к первому выводу 4 переключающего устройства 3, а выходами к соответствующим группам цепей воспламенителей 8. Переключающее устройство 3 имеет средства для замыкания своих выводов в положении отстрела и для их размыкания в положении опроса. Цепь сигнала 6 содержит соединенные последовательно дозатор энергии 11 с ограничением энергии импульса сигнала опроса малой величиной, недостаточной для срабатывания воспламенителя, хронирующую цепь 12, имеющую вход управления 13 для управления длительностью импульса сигнала опроса с ограничением ее малой величиной, недостаточной для срабатывания воспламенителя при заданном токе сигнала, и формирователь тока сигнала 14 для формирования тока сигнала заданной величины, превышающей ток несрабатывания воспламенителя. Формирователь тока сигнала 14 соединен с измерителем тока сигнала 9. Каждая цепь воспламенителя содержит последовательно соединенные управляемый ключ 15 и контрольный резистор 16, с выводами которого соединены контакты 17 и 18 для подключения соответствующего электрического воспламенителя.

Дозатор энергии 11 своим входом соединен с источником сигнала 2 и выполнен в виде емкостного накопителя, содержащего зарядный резистор 19 емкость 20 и разрядный резистор 21. Причем зарядный резистор 19 подключен в точку соединения емкости 20 и первого вывода разрядного резистора 21. Хронирующая цепь 12 содержит импульсный трансформатор 22 с ограниченной максимальной длительностью импульса и соединенный последовательно с его первичной обмоткой управляемый ключ на транзисторе 23 и диоде 24, причем транзистор соединен со входом управления 13 длительностью импульса сигнала опроса. Первичная обмотка импульсного трансформатора соединена параллельно со стабилитроном 25, катод которого подключен ко второму выводу разрядного резистора 21. Вторичная обмотка импульсного трансформатора зашунтирована диодом 26. Формирователь тока сигнала содержит последовательно включенные резистор 27 и подключенный к нему анодом диод 28, причем второй вывод резистора 27 подключен к выходу вторичной обмотки импульсного трансформатора 22. Измеритель тока выполнен в виде последовательно соединенных цепи гальванической развязки 29 и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 30, который имеет выход для подключения к регистратору. Цепь гальванической развязки 29 подключена своим входом параллельно резистору 27. Катод диода 28 подключен к первому выводу 4 переключающего устройства 3. Цепь формирования тока в представленном примере имеет два выхода по числу групп воспламенителей 8 и содержит два резистора 32 и 33, точка соединения которых через транзисторный ключ 34 соединена со входом цепи формирования тока 10, а несоединенные выводы являются выходами цепи формирования тока 10.

Источник напряжения срабатывания 1, источник сигнала 2, емкость 20, катод диода 24, вторичная обмотка импульсного трансформатора 22 и каждая цепь воспламенителя 7 имеет вывод для подключения к общей земле.

Управляемые ключи 15 в цепях воспламенителей 7 выполнены в виде транзисторных ключей с выводами управления 35.

Предлагаемая система опроса наличия боеприпасов в многоствольном устройстве выброса работает следующим образом.

Для проведения опроса наличия боеприпасов в блоках выброса устройства выброса переключающее устройство 3 устанавливается в положение опроса. При этом цепь между его первым выводом 4 и его вторым выводом 5 оказывается разомкнутой, что исключает возможность протекания через цепи воспламенителей 7 достаточного для инициирования воспламенителей тока от источника напряжения срабатывания 1, сформированного цепью формирования тока 10. Ток от источника сигнала 2, протекая по цепи сигнала 6, заряжает в дозаторе энергии 11 емкость 20 через зарядный резистор 19. Величина емкости выбрана такой, что накопленной в ней энергии при заряде до напряжения источника сигнала 2 недостаточно для инициирования электрического воспламенителя боеприпаса. При подаче отпирающего транзисторный ключ 23 сигнала на вход управления 13 длительностью импульса сигнала опроса транзисторный ключ 23 открывается, и емкость 20 разряжается через разрядный резистор 21 и первичную обмотку импульсного трансформатора 22. Длительность отпирающего ключ 23 импульса такова, что передаваемой во вторичную обмотку энергии недостаточно для срабатывания воспламенителя. Стабилитрон 25 формирует импульс напряжения на первичной обмотке импульсного трансформатора 22. Импульсный трансформатор 22 выбирается с ограничением максимальной длительности передаваемого импульса значением, при котором передаваемая во вторичную обмотку энергия недостаточна для инициирования электрического воспламенителя боеприпаса, но большим длительности импульса управления на входе управления 13. Такой выбор импульсного трансформатора 22 обеспечивает дополнительную ступень предохранения воспламенителей от несанкционированного срабатывания и повышает безопасность системы. В течение действия сигнала на входе управления 13 на вывод управления 35 ключа 15 соответствующей цепи воспламенителя 7 подается сигнал управления, обеспечивающий при одновременно открытом ключе 34 протекание тока сигнала от вторичной обмотки импульсного трансформатора 22 через резистор 27 формирователя тока сигнала 14, один из резисторов 32 или 33 цепи формирования тока 10 и соответствующую цепь воспламенителя 7 на общую землю. При этом резистор 27 выбран таким, что ток сигнала превышает гарантированный ток несрабатывания электрического воспламенителя боеприпаса. Это обеспечивает возможность проведения опроса наличия боеприпасов коротким импульсом тока, соизмеримого с током срабатывания воспламенителя, что повышает достоверность опроса. При снаряженном боеприпасе его воспламенитель соединен через контакты 17 и 18 параллельно с контрольным резистором 16. При отсутствии боеприпаса сопротивление соответствующей цепи воспламенителя определяется контрольным резистором 16. Поскольку суммарное сопротивление соединенных параллельно воспламенителя и контрольного резистора 16 меньше сопротивления контрольного резистора 16, ток сигнала при наличии боеприпаса будет иметь большее значение, чем при его отсутствии, а при нарушении цепи ток сигнала отсутствует. Таким образом, отпирая поочередно ключи 15 во всех цепях воспламенителей 7, можно по величине тока сигнала, измеренного с помощью гальванической развязки 29 и АЦП 30 измерителем тока сигнала 9, сделать вывод о наличии или отсутствии боеприпаса в соответствующем стволе устройства выброса, а также о работоспособности соответствующей цепи. Последнее обстоятельство расширяет функциональные возможности системы. Исполнение измерителя тока 9 в виде гальванической развязки и АЦП с выходом для подключения к регистратору позволяет дополнительно повысить безопасность системы за счет гальванического разделения цепей воспламенителей и измерителя тока, а также использовать для упрощения регистрации наличия боеприпасов и системы в целом обычные цифровые средства обработки информации, например бортовую ЦВМ.

При установке переключающего устройства 3 в положение отстрела, замыкается цепь между его выводом 4 и выводом 5. При отпирании ключа 15 в одной из цепей воспламенителя 7 с подключенным к контактам 17 и 18 данной цепи воспламенителем боеприпаса, одновременно открытом ключе 34 и отсутствии сигнала управления на входе управления 13, ток срабатывания протекает от источника напряжения срабатывания 1 через переключающее устройство 3, открытый ключ 34 и соответствующий резистор 32 или 33 цепи формирования тока 10. Далее по соответствующей цепи воспламенителя 7 через контрольный резистор 16 и параллельно через контакты 17, 18 и подключенный воспламенитель, чем обеспечивается штатное инициирование данного воспламенителя и отстрел соответствующего боеприпаса. При одновременном отпирании по одному ключу 15 в различных группах цепей воспламенителей 8 ток потечет по обоим резисторам 32 и 33 и далее по двум соответствующим цепям воспламенителей 7. Ключ 34 используется как дополнительная ступень предохранения от несанкционированного пуска, например на земле.

Такое выполнение системы по сравнению с прототипом позволяет повысить достоверность полученных данных, обеспечивает более высокую безопасность, упрощает систему и расширяет ее функциональные возможности. При этом более высокая достоверность опроса обеспечивается за счет приближения режима опроса к режиму отстрела по току, что достигается изменением состава цепи сигнала и введением цепи формирования тока. Повышение безопасности системы является результатом двойного ограничения безопасной величиной энергии импульса опроса введением в систему дозатора энергии и хронирующей цепи.

Дополнительное повышение безопасности системы достигается ограничением максимальной длительности опросного импульса за счет выполнения хронирующей цепи, содержащей импульсный трансформатор, а также наличием в хронирующей цепи и измерителе тока сигнала гальванических развязок с цепями воспламенителей.

Расширение функциональных возможностей выражается в дополнительной возможности тестирования работоспособности цепей системы, что обеспечивается изменением состава цепи сигнала и введением измерителя тока сигнала.

Упрощение системы обусловлено тем, что она содержит только одну цепь сигнала и один измеритель тока сигнала вместо равного числу цепей воспламенителей количества цепей сигнала и такого же количества измерителей наличия или отсутствия тока сигнала.

Формула изобретения

1. Система опроса наличия боеприпасов в многоствольном устройстве выброса, каждый из которых имеет электрический воспламенитель с определенным электрическим сопротивлением, содержащая источник напряжения срабатывания, источник сигнала, переключающее устройство с рабочими положениями отстрела и опроса, имеющее первый вывод и второй вывод, соединенный с источником напряжения срабатывания, цепь сигнала, включенную между источником сигнала и первым выводом переключающего устройства и цепи воспламенителей по числу воспламенителей, отличающаяся тем, что цепи воспламенителей соединены параллельно группами, система дополнительно содержит измеритель тока сигнала, соединенный с цепью сигнала, и цепь формирования тока со входом и выходами по числу групп цепей воспламенителей, подключенную входом к первому выводу переключающего устройства, а выходами к соответствующим группам цепей воспламенителей, переключающее устройство имеет средства для замыкания своих выводов в положении отстрела и для их размыкания в положении опроса, цепь сигнала содержит соединенные последовательно дозатор энергии импульса сигнала опроса с ограничением его энергии малой величиной, недостаточной для срабатывания воспламенителя, хронирующую цепь, имеющую вход управления длительностью импульса сигнала опроса, с ограничением ее малой величиной, недостаточной для срабатывания воспламенителя при заданном токе сигнала, и формирователь тока сигнала заданной величины, превышающей ток несрабатывания воспламенителя, причем формирователь тока сигнала соединен одним выходом с измерителем тока сигнала, а вторым выходом - с первым выводом переключающего устройства, вход дозатора энергии соединен с источником сигнала, каждая цепь воспламенителя содержит последовательно соединенные управляемый ключ и контрольный резистор, с выводами которого соединены контакты для подключения соответствующего электрического воспламенителя.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дозатор энергии выполнен в виде емкостного накопителя, хронирующая цепь содержит импульсный трансформатор с ограниченной максимальной длительностью импульса и управляемый ключ, соединенный последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора, формирователь тока сигнала содержит резистор, измеритель тока выполнен в виде последовательно соединенных цепи гальванической развязки и аналого-цифрового преобразователя с выходом для подключения к регистратору, цепь формирования тока включает в себя резисторы по числу ее выходов, вторичная обмотка импульсного трансформатора, источник напряжения срабатывания и каждая цепь воспламенителя имеют выводы для подключения к общей земле.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2