Способ отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя и устройство для его реализации

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к средствам разъединения ступеней ракеты. Сущность изобретения заключается в том, что для отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя воспламеняют пороховой заряд капсюлем ударного действия, накаливание которого осуществляют после окончания работы двигателя с помощью боевой пружины. Боевую пружину взводят в момент включения двигателя и фиксируют в сжатом положении относительно капсюля ударного действия до окончания работы двигателя. Реализация изобретения позволяет уменьшить массу снаряда и упростить сборку устройства за счет размещения капсюля ударного действия и порохового заряда в отдельном корпусе, а также повысить надежность разделения ступеней, уменьшить габариты и массу устройства, повысить безопасность при сборке снаряда. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области вооружений и может найти применение в ракетных комплексах ближнего радиуса действия.

Известен способ отделения маршевой ступени от стартового двигателя (патент RU №2244898, МПК⁷ F42В 15/36, опубликован 20.01.05 г., бюл. №2), принятый авторами за прототип и включающий воспламенение порохового заряда капсюлем ударного действия, накалывание которого осуществляют после окончания работы двигателя с помощью боевой пружины, удерживаемой до начала работы двигателя во взведенном состоянии с помощью шарикового замка, зафиксированного подпружиненной втулкой. Известный способ реализуется устройством отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, содержащим корпус, боек, капсюль ударного действия, пороховой заряд, боевую пружину, шариковый замок и подпружиненную втулку с поршнем и позволяет повысить скорость отделения маршевой ступени от стартового двигателя и исключить влияние разнокалиберности маршевой ступени и стартового двигателя на величину скорости отделения. Известный способ и реализующее его устройство позволяют с достаточной надежностью обеспечивать разделение маршевой ступени и стартового двигателя, однако в процессе длительного хранения под воздействием температурных перепадов, и других механико-климатических воздействий жесткость боевой пружины может уменьшаться, что может привести в момент срабатывания устройства к снижению энергии удара по капсюлю и его невоспламенению. Кроме того, при большой потребной массе порохового заряда размещение его внутри подвижного корпуса приведет к увеличению диаметра последнего и росту габаритов и массы конструкции всего узла, что в ряде случаев недопустимо, либо к увеличению длины корпуса и снижению надежности воспламенения порохового заряда вследствие увеличения длительности процесса. При этом давление в полости между маршевой ступенью и стартовым двигателем может понизиться, что приведет к снижению скорости разделения и увеличению возмущений в момент разделения. Кроме того, известное устройство недостаточно безопасно, так как возможно случайное срабатывание устройства при сборке снаряда.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности срабатывания устройства разделения ступеней, а также уменьшение габаритов и массы устройства и повышение безопасности при сборке снаряда.

Поставленная задача решается способом отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, включающим воспламенение порохового заряда капсюлем ударного действия, накалывание которого осуществляют после окончания работы двигателя с помощью боевой пружины, в котором боевую пружину взводят в момент включения двигателя и фиксируют в сжатом положении относительно капсюля ударного действия.

Способ реализуется устройством отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, содержащим корпус, капсюль ударного действия, пороховой заряд, боевую пружину, шариковый замок и цилиндрическую втулку с поршнем, в котором на внутренней поверхности корпуса выполнен кольцевой выступ, разделяющий внутренний объем корпуса на две полости, в полости со стороны камеры сгорания двигателя расположен поршень, выполненный подпружиненным и с цилиндрическими продольными выступами, входящими в зацепление с продольными окнами, выполненными на боковой поверхности стакана, размещенного в полости со стороны маршевой ступени, при этом на наружной поверхности стакана выполнен бурт, имеющий на переднем торце скос и контактирующий с кольцевым выступом корпуса, внутри стакана с упором в дно размещена боевая пружина и ударник с шариковым замком, который зафиксирован цилиндрической втулкой, выполненной с радиальными отверстиями, расположенными в одной плоскости с продольными окнами стакана и продольными выступами на поршне, втулка установлена между наружной поверхностью ударника и внутренней поверхностью стакана и закреплена в передней части корпуса механизма отделения крышкой с диаметральным уширением, в котором размещена пружина, выполненная в виде тонкостенного усеченного конуса с кольцевой проточкой на внутренней поверхности у основания большего диаметра, контактирующего с кольцевым выступом корпуса, и продольными пазами на сужающейся части, при этом капсюль ударного действия и пороховой заряд размещены в отдельном корпусе, установленном напротив ударника у передней части двигателя. Радиальные отверстия втулки сориентированы в одной плоскости с окнами стакана и продольными выступами поршня с помощью продольного паза, выполненного на наружной поверхности втулки, и входящего в паз штифта, установленного на внутренней поверхности стакана.

Взведение боевой пружины в момент включения двигателя полностью исключает возможность случайного срабатывания устройства разделения при сборке, в процессе хранения и эксплуатации. Благодаря фиксации пружины в сжатом положении после взведения относительно капсюля ударного действия обеспечивает гарантированное накалывание последнего с заданной энергией, что существенно повышает надежность срабатывания устройства разделения ступеней.

Взаимная ориентация поршня и стакана посредством окон и продольных выступов, а втулки шарикового замка - посредством продольного паза на втулке и входящего в паз штифта, установленного на стакане, обеспечивает гарантированное срабатывание шарикового замка только после прекращения работы двигателя. Пружина в виде тонкостенного усеченного конуса с продольными пазами обеспечивает фиксацию стакана с боевой пружиной во взведенном состоянии относительно капсюля ударного действия посредством шарикового замка, чем также достигается повышение надежности срабатывания узла.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемой устройства отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, представленной на фиг.1, и схемами устройства в процессе хранения (фиг.2, 3), взведения (фиг.4) и срабатывания (фиг.5).

Устройство отделения маршевой ступени 1 снаряда от стартового двигателя 2 содержит корпус 3, в котором на внутренней поверхности выполнен кольцевой выступ 4, разделяющий внутренний объем на две полости. В полости со стороны камеры сгорания двигателя 2 расположен поршень 5 с цилиндрическими продольными выступами 7, подпружиненный возвратной пружиной 6. В полости со стороны маршевой ступени 1 установлен стакан 8 с выполненным на наружной поверхности буртом 9, опертым о выступ корпуса 4. На переднем торце бурта 9 выполнен конический скос, со стороны дна на боковой поверхности - продольные окна 10, в зацепление с которыми входят цилиндрические выступы 7 поршня 5. Внутри стакана 8 с упором в дно размещена боевая пружина 11 и ударник 12 с шариковым замком 13, который зафиксирован цилиндрической втулкой 14 с радиальными отверстиями, расположенными в одной плоскости с продольными окнами 10 стакана 8 и продольными выступами 7 на поршне 5. Втулка 14 установлена между наружной поверхностью ударника 12 и внутренней поверхностью стакана 8 и закреплена в передней части корпуса механизма отделения крышкой 15. Радиальные отверстия втулки 14 сориентированы в одной плоскости с окнами 10 стакана 8 и продольными выступами 7 поршня 5 с помощью продольного паза 19, выполненного на наружной поверхности втулки 14, и входящего в паз штифта 18, установленного на внутренней поверхности стакана 8. В диаметральном уширении крышки 15 размещена пружина 16, выполненная в виде тонкостенного усеченного конуса с кольцевой проточкой на внутренней поверхности у основания большего диаметра, опертого о кольцевой выступ 4 корпуса 3, и продольными пазами на сужающейся части. Продукты сгорания топлива подводятся к поршню 5, фиксация которого в подпружиненном состоянии осуществляется разрезным кольцом 17 через газоводный канал 20. Капсюль ударного действия 21 и пороховой заряд 22 размещены в отдельном корпусе 23, установленном напротив ударника 12 в передней части двигателя 2.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. В момент включения двигателя 2 продукты сгорания топлива через газоводный канал 20 начинают поступать внутрь устройства разделения, находящегося в исходном положении (фиг.2, 3). Под действием давления продуктов сгорания поршень 5 перемещает стакан 8 до упора в крышку 15. При этом происходит взведение боевой пружины 11. В момент прохождения буртом 9 стакана 8 диаметрального уширения крышки 15 коническая пружина 16 раздвигается коническим скосом бурта 9, а после того, как стакан упирается буртом в крышку 15 занимает исходное положение, препятствуя возвратному движению стакана 8 и обеспечивая тем самым фиксацию боевой пружины во взведенном состоянии относительно капсюля ударного действия 21 (фиг.4). После прекращения работы двигателя 2 поршень 5 под действием пружины 6 возвращается в исходное положение, при этом продольные цилиндрические выступы 7 поршня освобождают радиальные отверстия втулки 14 и расфиксируют тем самым шариковый замок 13 (фиг.5). Под действием боевой пружины 11 ударник 12 выталкивает шарики в полость устройства и осуществляет накалывание капсюля ударного действия 21, который воспламеняет пороховой заряд 22, размещенный в корпусе 23. В результате происходит отделение маршевой ступени 1 снаряда от стартового двигателя 2.

Размещение капсюля ударного действия и порохового заряда в отдельном корпусе исключает влияние параметров порохового заряда и режима его работы на габариты и массу механизма накалывания капсюля ударного действия, что позволяет уменьшить массу снаряда, а также упрощает сборку устройства и позволяет проводить контроль всех элементов конструкции независимо друг от друга.

Конструктивное исполнение механизма разделения, масса порохового заряда, тип капсюля ударного действия, усилия пружин определяются в каждом конкретном случае расчетным путем и уточняются по результатам экспериментальной отработки снаряда.

Таким образом, предложенный способ отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя и устройство для его реализации позволяют повысить надежность разделения ступеней, а также уменьшить габариты и массу устройства и повысить безопасность при сборке снаряда.

1. Способ отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, включающий воспламенение порохового заряда капсюлем ударного действия, накалывание которого осуществляют после окончания работы двигателя с помощью боевой пружины, отличающийся тем, что боевую пружину взводят в момент включения двигателя и фиксируют в сжатом положении относительно капсюля ударного действия до окончания работы двигателя.

2. Устройство отделения маршевой ступени снаряда от стартового двигателя, содержащее корпус, капсюль ударного действия, пороховой заряд, боевую пружину, шариковый замок и цилиндрическую втулку с поршнем, отличающееся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнен кольцевой выступ, разделяющий внутренний объем корпуса на две полости, в полости со стороны камеры сгорания двигателя расположен поршень, выполненный подпружиненным и с цилиндрическими продольными выступами, входящими в зацепление с продольными окнами, выполненными на боковой поверхности стакана, размещенного в полости со стороны маршевой ступени, при этом на наружной поверхности стакана выполнен бурт, имеющий на переднем торце скос и контактирующий с кольцевым выступом корпуса, внутри стакана с упором в дно размещены боевая пружина и ударник с шариковым замком, который зафиксирован цилиндрической втулкой, выполненной с радиальными отверстиями, расположенными в одной плоскости с продольными окнами стакана и продольными выступами на поршне, втулка установлена между наружной поверхностью ударника и внутренней поверхностью стакана и закреплена в передней части корпуса механизма отделения крышкой с диаметральным уширением, в котором размещена пружина, выполненная в виде тонкостенного усеченного конуса с кольцевой проточкой на внутренней поверхности у основания большего диаметра, контактирующего с кольцевым выступом корпуса, и продольными пазами на сужающейся части, при этом капсюль ударного действия и пороховой заряд размещены в отдельном корпусе, установленном напротив ударника у передней части двигателя.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что радиальные отверстия втулки сориентированы в одной плоскости с окнами стакана и продольными выступами поршня посредством продольного паза, выполненного на наружной поверхности втулки, и входящего в паз штифта, установленного на внутренней поверхности стакана.