Способ и устройство для генерирования электрической энергии в полевых условиях

Группа изобретений относится к области военной техники, а конкретно к способам генерирования электрической энергии в полевых условиях и к устройствам, позволяющим реализовать эти способы. Способ генерирования электрической энергии в полевых условиях заключается в использовании кинетической энергии истекающих из канала ствола или дульной насадки пороховых газов, образующихся во время выстрела стрелкового оружия. Устройство для получения электрической энергии в полевых условиях содержит корпус, внутри которого расположен электрический генератор, механизм привода электрического генератора, динамический или объемный газовый двигатель, устройство для накопления и/или передачи электрической энергии, механизм крепления к стрелковому оружию. Достигается возможность генерирования электрической энергии в полевых условиях. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Способ и устройство для генерирования электрической энергии относится к военной технике, а именно к способам получения электрической энергии в полевых условиях для приборов и устройств боевой индивидуальной экипировки солдата.

Известны способы получения электрической энергии в полевых условиях для питания приборов и устройств боевой индивидуальной экипировки солдата, таких как лазерные и радиодальномеры, лазерные прицелы, тактические фонари, приборы ночного видения и другого оборудования, применяемого солдатом во время выполнения боевого задания.

В настоящее время основным способом получения электрической энергии в полевых условиях является дополнительный запас электрических элементов или дополнительный аккумулятор, используемый для зарядки более мелких электрических элементов. Недостатком данного способа является необходимость нести на себе дополнительный вес, иногда в ущерб собственно боевому снаряжению и носимому боезапасу.

Одним из способов возобновляемой генерации электрической энергии является получение электричества при помощи солнечных батарей, выполненных в виде раскладного зонда или в виде элементов, вшитых в амуницию бойца (статья «Американская армия будет использовать альтернативную энергию в полевых условиях», на сайте http://ecovoice.ru).

Недостатком известного способа является зависимость от погодно-климатических условий и времени суток, а так же крайняя затрудненность или практическая невозможность генерирования энергии непосредственно в момент ведения боевых действий (маскировка, ведение огня из укрытия и т.п.).

Известен способ получения электричества в полевых условиях при помощи использования эффекта Зеебека - возникновения электрического напряжения в цепи, состоящей из различных природных материалов, которые при этом имеют разную температуру (Статья «Британские солдаты получат систему по генерации электроэнергии в полевых условиях» сайт http://www.qetwar.ru). Данный способ надежен и позволяет производить непрерывную запитку электрических устройств практически в любых условиях.

Недостатком данного способа является его низкая эффективность, связанная как с низким КПД термопары (3-7%), так и необходимостью поддержания довольно большой разницы температур между спаями термопар, что далеко не всегда возможно.

Наиболее близким с технической точки зрения предлагаемому способу получения электрической энергии и устройствам для его реализации является способ получения электрической энергии при помощи микротурбин, работающих на энергии сгорания углеводородного топлива (статья «Экипировка солдата будущего», сайт ОРУЖИЕ РОССИИ, Информационное агентство, http://www.arms-expo.ru).

Недостатки данного способа - сложность и дороговизна технических устройств, включающих в себя собственно микротурбину, микрокомпрессор, микрогенератор, емкости для хранения жидкого топлива, относительная сложность обслуживания, вплоть до полной невозможности такового непосредственно во время боя, лишний вес, демаскирующие факторы, связанные с дополнительным тепловыделением.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение веса устройства для генерирования электрической энергии в полевых условиях, упрощение и удешевление конструкции, исключение дополнительных демаскирующих факторов и возможность генерации электрической энергии непосредственно во время боя.

Указанный результат достигается следующим способом.

Способ и устройство для генерирования электрической энергии в полевых условиях функционируют за счет того, что в качестве энергии для последующего преобразования ее в электрическую используется кинетическая энергия пороховых газов, истекающих из ствола стрелкового оружия после выстрела, посредством их отвода через отверстие/я в канале ствола или из дульной насадки, с последующим преобразованием кинетической энергии газов в механическую энергию, и дальнейшее ее преобразование в электрическую.

Способ реализуется устройством, выполненным на основе динамического (микротурбина) или объемного (поршневого или роторно-поршневого) газового двигателя и связанным с ним любым при помощи любого известного устройства отбора мощности электрическим генератором/ми любого известного типа, системой передачи энергии к зарядному устройству или непосредственно потребителю, механизмом/ми крепления к стрелковому оружию.

На Фиг.1 представлено устройство в разрезе, вид с боку, выполненное на основе динамического двигателя, расположенного внутри дульной насадки.

На Фиг.2 представлено устройство в разрезе, вид с боку, выполненное на основе поршневого газового двигателя.

Устройство работает следующим образом.

В случае если устройство выполнено на основе динамического газового двигателя или объемного газового двигателя роторного типа, поясняемого Фиг.1, оно работает следующим образом.

В момент непосредственно после выстрела пороховые газы через боковое отверстие 1 в стенке дульной насадки 2 поступают в рабочую камеру 3 газового двигателя, расположенного в корпусе дульной насадки, и начинают вращать рабочее колесо газового двигателя, выполненного, в частности, в виде турбины 5, или имеющее иное известное из уровня техники устройство, и затем выходят через выпускные отверстия 8, на общем вале 6 рабочего колеса, или на вале редуктора (не показан) крепится ротор генератора (не показан), с началом вращения ротора генератора начинает вырабатываться электрический ток, который поступает в устройство накопления и хранения электрической энергии (не показано) или непосредственно к потребителю электрической энергии по кабелю 7. Таким образом, происходит преобразование части кинетической энергии пороховых газов в электрическую энергию.

В случае если устройство выполнено на основе поршневого газового двигателя с возвратно-поступательным рабочим ходом поршня, поясняемым на Фиг.2, оно работает следующим образом.

В момент непосредственно после выстрела пороховые газы через боковое отверстие 1 в стенке ствола или дульной насадки 2 поступают в рабочую камеру 3 расположенного в рабочем цилиндре 8 газового двигателя и, расширяясь, начинают давить на поршень 6, последний в свою очередь начинает перемещаться в свое крайнее заднее положение внутри рабочей камеры, сжимая возвратную пружину 9. После достижения поршнем своего крайнего заднего положения пороховые газы через отверстие 4 стравливаются в атмосферу и поршень, после того как давление пороховых газов уменьшится, возвращается свое исходное положение. Поршень выполнен заодно с зубчатой рейкой 7, которая находится в зацеплении с шестерней 12, закрепленной на валу механизма свободного хода (не показан) или непосредственно на валу генератора 10, установленного в корпусе 5, таким образом, возвратно-поступательное перемещение поршня преобразуется во вращение ротора генератора. Возможно исполнение генератора в виде генератора линейного типа, без преобразования возвратно-поступалельного движения во вращательное. Вырабатываемый электрический ток подается в зарядное устройство 11 или непосредственно на прибор, или устройство-потребитель.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют генерировать электрическую энергию в полевых условиях в приемлемых количествах и с приемлемым КПД непосредственно в боевой обстановке с исключением дополнительных демаскирующих факторов, с одновременным снижением веса, упрощением и удешевлением конструкции.

1. Способ генерирования электрической энергии в полевых условиях, заключающийся в использовании кинетической энергии истекающих из канала ствола или дульной насадки пороховых газов, образующихся во время выстрела стрелкового оружия.

2. Устройство для получения электрической энергии в полевых условиях, содержащее корпус, внутри которого расположен электрический генератор любого типа, механизм привода электрического генератора любого известного типа, динамический или объемный газовый двигатель любого известного типа, устройство для накопления и/или передачи электрической энергии, механизм крепления к стрелковому оружию, отличающееся тем, что работа газового двигателя осуществляется по способу, изложенному в п.1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к синхронным генераторам с возбуждением от постоянных магнитов. Технический результат: стабилизация выходного напряжения и активной мощности.

Изобретение касается ротора для электрической машины, возбуждаемой постоянными магнитами, в частности для электрической машины большой мощности. Технический результат заключается в повышении надёжности крепления магнитов на корпусе ротора без применения винтовых соединений.

Генератор // 2547147
Изобретение относится к электрическому генератору для ветроэнергетических установок. Технический результат заключается в создании надежного генератора, имеющего большую глубину.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности, к охлаждению электрических машин. Статор электрической машины содержит корпус, рубашку с каналами для проточного хладагента, магнитопровод с рабочей обмоткой, охлаждение лобовых частей которой осуществляется посредством расположенных между слоями либо над слоями лобовых частей обмотки теплоотводящих элементов в виде цилиндров с ребрами на наружной поверхности, отходящими в радиальном направлении и контактирующими с рубашкой.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, увеличение окружной скорости индуктора.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: упрощение конструкции, повышение надёжности.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: уменьшение массогабаритных характеристик устройства за счет увеличения окружной скорости индуктора, повышение надёжности.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: увеличение окружной скорости индуктора, упрощение конструкции.

Изобретение относится к электродвигателям и генераторам, в частности к регулированию положения постоянных магнитов и/или шунтирующих вкладышей, выполненных из магнитонепроводящего материала, в роторе.

Группа изобретений относится к стрелковому оружию, а именно к устройствам для крепления дополнительных устройств на автоматы Калашникова. Быстросъемный кронштейн выполнен в двух вариантах.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано для контроля возникших в процессе эксплуатации отклонений от первоначальной формы внутренних поверхностей стволов артиллерийских орудий с целью оценки пригодности таких стволов для последующей эксплуатации.

Изобретение относится к огнестрельному оружию. .

Изобретение относится к артиллерийскому вооружению и может быть использовано для извлечения снаряда, досланного в канал ствола артиллерийского орудия. .

Изобретение относится к стрелковому оружию, в частности к производству охотничьих ружей и карабинов. .

Изобретение относится к области стрелкового оружия и может быть использовано для нанесения дополнительной маркировки на его металлические элементы. .

Изобретение относится к авиационному вооружению и может быть использовано при эксплуатации пушек типа ГШ-301, затвор которых не обеспечивает герметичного запирания канала ствола.

Изобретение относится к огнестрельному оружию, а именно к устройствам для запирания стрелкового оружия. .

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в авиационных пушках. Устройство для уменьшения отдачи авиационной пушки содержит закрепленный неподвижно на крыло вертолета металлический цилиндр с тремя канавками для шариков, прямолинейные сепараторы, второй внутренний цилиндр с тремя канавками для шариков и закрепленным турбовентиляторным двигателем малой мощности. Изобретение позволяет увеличить калибр и количество подвесных пушек. 2 ил.

Группа изобретений относится к области военной техники, а конкретно к способам генерирования электрической энергии в полевых условиях и к устройствам, позволяющим реализовать эти способы. Способ генерирования электрической энергии в полевых условиях заключается в использовании кинетической энергии истекающих из канала ствола или дульной насадки пороховых газов, образующихся во время выстрела стрелкового оружия. Устройство для получения электрической энергии в полевых условиях содержит корпус, внутри которого расположен электрический генератор, механизм привода электрического генератора, динамический или объемный газовый двигатель, устройство для накопления иили передачи электрической энергии, механизм крепления к стрелковому оружию. Достигается возможность генерирования электрической энергии в полевых условиях. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх