Устройство для соединения и последующего разделения элементов конструкций

Изобретение относится к области авиационной и ракетно-космической техники, может быть использовано при проектировании различных разделяющихся систем и устройств. Устройство содержит корпус, гайки, шайбы, взрывчатое вещество в виде кольцевого кумулятивного заряда с V-образной выемкой и электродетонатора с проводами. Устройство выполнено цилиндрическим в виде трубы, с торцов которой установлены демпферы-фильтры, состоящие из корпуса, выполненного в виде цилиндрической обоймы с отбортовкой и резьбой по внешней поверхности, и центральной втулки, соединенной с корпусом с помощью радиально расположенных спиц, а пространство между корпусом и втулкой заполнено неразрушаемым фильтрующим и демпфирующим материалом. Обойма для кольцевого кумулятивного заряда состоит из двух шайб с отбортовкой и заглушек, закрывающих отверстия в шайбах. Заглушки расположены на одной оси с возможностью перемещения вдоль трубки. С обоих торцов трубки устанавливаются ограничительные шайбы, фиксируемые гайками. Шайбы с отбортовкой в обойме для кольцевого кумулятивного заряда выполнены из виброизоляционного материала. Достигается уменьшение габаритов устройства. 2 ил.

 

Изобретение относится к областям авиационной и ракетно-космической техники, может быть использовано при проектировании различных разделяющихся систем и устройств.

В настоящее время известны различные устройства разделения с использованием пирошнуров, например патент США №3.362.290, кл. 89-1. Устройство представляет собой вилкообразный элемент, закрепленный к створке с помощью заклепок. На ответной створке закреплен элемент, точно входящий во внутреннюю полость элемента, в которой устанавливается детонирующий удлиненный заряд (ДУЗ).

Известен патент США №3.336.868, кл. 102-24. Устройство состоит из разделяемых частей конструкции связанных между собой металлической полосой. Линейный заряд расположен по центру полосы. Заряд уложен вдоль всей линии разделения. Вдоль всего заряда проходит ДУЗ. Все пиротехническое устройство по всей длине закрыто кожухом, состоящим из двух взаимно перекрывающихся частей.

Наиболее близким является устройство по патенту США №3.089. 417 класс 102-24 (прототип). Устройство служит для разрезания удлиненных предметов и состоит из разрезаемого предмета, корпуса, гайки, шайбы, взрывчатого вещества с V-образной выемкой, обеспечивающей направленное действие взрыва, электродетонатора с проводами.

Недостатком этого устройства разделения является большой импульс, передаваемый на конструкцию при разделении, существенное снижение жесткости соединения и увеличение габаритов устройства при использовании различных амортизаторов. Кроме того, вредное влияние оказывают разлетающиеся осколки и продукты сгорания взрывчатого вещества.

Предлагаемое решение позволяет исключить отмеченные недостатки.

Суть изобретения заключается в разработке устройства для соединения и последующего разделения элементов конструкций, содержащее корпус, гайки, шайбы, взрывчатое вещество с V-образной выемкой, электродетонатора с проводами, отличающееся от известных тем, что корпус устройства выполнен в виде трубы, с торцов которой установлены демпферы-фильтры, состоящие из корпуса, выполненного в виде цилиндрической обоймы с отбортовкой и резьбой по внешней поверхности и центральной втулки, соединенной с корпусом с помощью радиально расположенных спиц, а пространство между корпусом и втулкой заполнено неразрушающим фильтрующим и демпфирующим материалом, при этом обойма для кольцевого кумулятивного заряда состоит из двух шайб с отбортовкой и заглушек, закрывающих отверстия в шайбах, причем заглушки расположены на одной оси с возможностью перемещения вдоль трубки, а с обеих торцов трубки устанавливаются ограничительные шайбы, фиксируемые гайками, при этом шайбы с отбортовкой в обойме для кольцевого кумулятивного заряда выполнены из виброизоляционного материала.

Суть заявленного решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез устройства, а на фиг.2 и виде А показан демпфер-фильтр.

Узел разделения состоит из соединяемых элементов 1, 2, цилиндрического корпуса (трубы) 3 с резьбой по внутренней 4 и внешней поверхностям 5, кольцевого кумулятивного заряда (ККЗ) 6, установленного внутри цилиндрического корпуса 3 с помощью обоймы 7, выполненной в виде двух шайб с отбортовкой, а отверстия в обойме закрыты заглушками 8, установленными на трубке 9, в концевой части которой находятся ограничительные шайбы 10, фиксируемые гайками 11. В торцевых частях цилиндрического корпуса 3 на резьбе установлены демпферы-фильтры 12.

Подрыв ККЗ 6 осуществляется с помощью электро детонаторов 13, причем трубка 9 с заглушками 8 удерживается в одной из половин корпуса с помощью троса 14, а электропроводка выполнена в разрушаемой трубке 15, проходящей через демпферы-фильтры 12 и трубку 9.

Демпферы-фильтры 12 (фиг.2) выполнены в виде цилиндрической обоймы с отбортовкой и резьбой по внешней поверхности 16 и центральной втулки 17, соединенной с цилиндрической обоймой с помощью радиально расположенных спиц 18. Пространство между цилиндрической обоймой заполнено вкладышем из неразрушаемого демпфирующего материала (металлорезины) 19.

Соединяемые элементы 1, 2 стягиваются между собой с помощью корпуса устройства 3, шайб 20, гаек 21.

Работа устройств осуществляется следующим образом

При подаче напряжения на электодетонатор 13 происходит его срабатывание, подрыв ККЗ 6 и разделение цилиндрического корпуса 3. В это время за счет повышения давления и температуры от продуктов детонации происходит частичное разрушение и плавление обоймы 7, выполненной из виброизоляционного материала (например полиэтилена), начинается скольжение заглушек 8 по трубке 9, которые останавливаются, ударяясь об ограничительные шайбы. Так как обе заглушки 8 одинаковы, то газы, передавая часть своей кинетической энергии заглушкам, практически не могут вызвать перемещение трубки 9 с заглушками 8 со значительной скоростью. Непосредственно на корпус 3 удар не передается, т.к. трубка 9 с заглушками 8 контакта с корпусом не имеет. Удар на корпус от заглушек в первый момент передается через виброизоляционную обойму 7, что также снижает ударное воздействие. В результате происходит значительное снижение ударного воздействия на конструкцию. Далее газы проходят через демпфер-фильтр 12. Энергия газов при этом расходуется на взаимное трение нитей проволоки, но т.к. в демпфере 12 имеются вкладыши 19 из плотно спрессованной проволоки (металлорезины), то демпфер еще работает и как фильтр, улавливая как осколки, так и более мелкие частицы копоти.

Пример практического исполнения

Проверка эффективности разделения была проведена на устройстве, состоящем из корпуса в виде стального цилиндра из стали 3, диаметром 20 мм и длиной 120 мм, толщиной стенки 2 мм. Использовался ККЗ на основе смеси ТНТ и гексогена (масса ~0,2 г). Материал для цилиндрической обоймы демпферов-фильтров применялся алюминий, а металлорезина в фильтре использовалась с плотностью

2,7 г/см³. Обойма ККЗ изготавливалась из полиэтилена и устанавливалась в устройстве на клей. Было проведено 4 успешных срабатывания устройства. Измерительные датчики, установленные на соединяемые элементы, показали, что зарегистрированный уровень ударных воздействий от предложенного устройства примерно вдвое ниже, чем от разрывного болта 8Х55 при существенно большей несущей способности, что подтверждает правильность предложенного решения.

Из известных авторам источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявленных объектов.

Устройство для соединения и последующего разделения элементов конструкций, содержащее корпус, гайки, шайбы, взрывчатое вещество в виде кольцевого кумулятивного заряда с V-образной выемкой, электродетонатора с проводами, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен цилиндрическим в виде трубы, с торцов которой установлены демпферы-фильтры, состоящие из корпуса, выполненного в виде цилиндрической обоймы с отбортовкой и резьбой по внешней поверхности и центральной втулки, соединенной с корпусом с помощью радиально расположенных спиц, а пространство между корпусом и втулкой заполнено неразрушаемым фильтрующим и демпфирующим материалом, при этом обойма для кольцевого кумулятивного заряда состоит из двух шайб с отбортовкой и заглушек, закрывающих отверстия в шайбах, причем заглушки расположены на одной оси с возможностью перемещения вдоль трубки, а с обоих торцов трубки устанавливаются ограничительные шайбы, фиксируемые гайками, при этом шайбы с отбортовкой в обойме для кольцевого кумулятивного заряда выполнены из виброизоляционного материала.