Капсюль-воспламенитель

Изобретение относится к средствам воспламенения, преимущественно для воспламенения метательных зарядов гранатометных выстрелов, а также для патронов катапультирования аварийного спасания. Капсюль-воспламенитель содержит цилиндрическую оболочку и расположенную в ней наковаленку, опирающуюся на малый капсюль. Последний представляет собой колпачок с ударно-воспламенительным зарядом. Наковаленка выполнена с выступающей в обе стороны относительно конусообразной наковальни вертикальной цилиндрической стенкой и образует две камеры. Камеры сообщаются между собой одним или более запальными отверстиями. В нижней камере, образованной наковаленкой и дном оболочки, расположен малый капсюль. В верхней камере, образованной наковаленкой и закатанными краями оболочки, и в запальных отверстиях помещен усилительный воспламенительный заряд. Между усилительным воспламенительным зарядом и закатанными краями оболочки образована фор-камера. Отношение объема, занимаемого усилительным воспламенительным зарядом, к общему объему верхней камеры наковаленки составляет от 0,3 до 0,9. Обеспечивает возможность изменять мощность выходного импульса капсюля без изменения его габаритных размеров, чувствительности к энергии удара. Не допускает вылет или смещение элементов конструкции. Обеспечивает безотказное воспламенение, является стойким при хранении и безопасным в обращении и транспортировании. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к средствам воспламенения, в частности, предназначено преимущественно для воспламенения метательных зарядов гранатометных выстрелов к подствольным и автоматическим гранатометам, а также патронов катапультирования аварийного спасания.

Известен капсюль-воспламенитель (КВ) к минометному патрону (КВМ-3), имеющий гильзочку с капсюлем-воспламенителем обычного типа, состоящим из колпачка и ударно-воспламенительного заряда, а с упором на ударный состав установлена конусообразная наковаленка. Наковавленка закреплена в гильзочке обжатием краев последней [1]. Данный капсюль имеет недостаточную чувствительность к удару бойка и низкую инерционную стойкость наковаленки, что приводит к отказам.

Известен капсюль-воспламенитель для артиллерийского вооружения и минометного боеприпаса, который содержит размещенные в цилиндрической оболочке колпачок с ударно-воспламенительным составом и конусообразную наковальню с равнотолщинной стенкой, сквозными отверстиями и площадкой в вершине конуса. Отверстия выполнены в виде равномерно размещенных по окружности и замкнутых у торцов наковальни наклонных просечек с выштамповками внутри конуса [2].

К недостаткам этих капсюлей относятся:

- низкая температуро- и тропикоустойчивость из-за применяемого ударного состава на основе гремучей ртути;

- низкая инерционная стойкость из-за смещения элементов конструкции при эксплуатации;

- возможный вылет наковаленки при срабатывании, что приводит к разбиванию пороховых зерен и нарушению баллистики;

- невозможность без увеличения габаритных размеров изменять массу воспламенительного заряда и сохранять при этом неизменную чувствительность к ударному импульсу.

В известной мере, указанных недостатков лишен КВ, состоящий из оболочки, выполненной заодно с наковаленкой, малого капсюля с ударно-воспламенительным составом, вставленного с тыльной стороны и упирающегося поверхностью состава в наковаленку, и шашки пиротехнического заряда с центральным каналом, расположенной над малым капсюлем и сообщающейся с ним через запальные отверстия. Изменение массы пиротехнического заряда в КВ может производиться за счет изменения диаметра центрального канала шашки [3].

Известен также КВ, содержащий оболочку с вставленным в нее малым капсюлем с ударно-воспламенительным составом, плоскую наковаленку, упирающуюся в поверхность ударно-воспламенительного состава переменной массы. Изменение массы состава, а следовательно, мощности КВ, достигается за счет «фигурной» запрессовки состава в колпачок [4].

К недостаткам указанных КВ относятся:

- усложнение производства КВ из-за необходимости дополнительного изготовления пиротехнических шашек;

- невозможности изменения в широких пределах массы ударно-воспламенительного состава в колпачке из-за малых размеров последнего;

- расположение малого капсюля в гильзе без упора в дно оболочки, что может приводить к его выдавливанию обратным давлением при срабатывании и попаданию в ствол миномета или гранатомета.

Техническим результатом изобретения является устранение всех изложенных недостатков аналогов в предлагаемой конструкции средства воспламенения. При этом изобретение представляет собой универсальный эффективный капсюль-воспламенитель, обеспечивающий безотказное воспламенение, стойкий при хранении и безопасный в обращении и транспортировании.

Предлагаемый капсюль-воспламенитель содержит цилиндрическую оболочку и расположенную в ней наковаленку, опирающуюся на малый капсюль, представляющий собой колпачок с ударно-воспламенительным зарядом. Наковаленка согласно изобретению выполнена с выступающей в обе стороны относительно конусообразной наковальни вертикальной цилиндрической стенкой и образует две камеры, сообщающиеся между собой одним и более запальными отверстиями. Конусообразная наковальня необходима для задействования ударно-воспламенительного состава (УВС), за счет защемления УВС между деформированными донышками оболочки, колпачка и плоскостью конусообразной наковальни. А запальные отверстия созданы для передачи огневого импульса к основной массе воспламенительного усилительного заряда. Количество запальных отверстий зависит от чувствительности рецептуры воспламенительного усилительного заряда к тепловому импульсу (чем меньше чувствительность, тем больше необходимо отверстий, повышающих площадь зажигаемой поверхности). Нижняя камера образована наковаленкой и дном оболочки. Верхняя камера образована наковаленкой и краем оболочки, закатанным на цилиндрическую стенку наковаленки или шайбу с калиброванным выходным отверстием, опирающуюся на срез цилиндрической стенки наковаленки. В нижней камере расположен малый капсюль, а в верхней камере и в запальных отверстиях помещен усилительный воспламенительный заряд. Между усилительным воспламенительным зарядом и закатанными краями оболочки (или шайбой) образована полость (фор-камера), предназначенная для ослабления ударного воздействия импульса от усилительного воспламенительного заряда на пороховой метательный заряд выстрела.

Внешний диаметр цилиндрической стенки наковаленки соответствует внутреннему диаметру оболочки капсюля. Нижний край цилиндрической стенки наковаленки и дно малого капсюля плотно прилегают к дну оболочки. За счет плотного прилегания поверхностей наковаленка и малый капсюль жестко удерживаются в оболочке при срабатывании KB, не допуская вылета или смещения элементов конструкции.

Масса и рецептура усилительного воспламенительного заряда могут меняться в зависимости от требуемой мощности выходного импульса капсюля. Экспериментально установлено, что наилучшие показатели достигаются при отношении объема, занимаемого воспламенительным усилительным зарядом, к общему объему верхней камеры в пределах 0,3 -0,9. При отношении ниже 0,3 возможны случаи невоспламенения порохового заряда или задержки воспламенения. При отношении выше 0,9 ослабление ударного воздействия воспламенительного импульса незначительно и не дает нужного эффекта.

Предложенная конструкция средства воспламенения не ограничена применением конкретных веществ (составов) ударно-воспламенительного заряда и воспламенительного усилительного заряда. Поэтому, с точки зрения надежности работы изделия, необходимо и достаточно, чтобы малый капсюль содержал вещество (состав), способное преобразовывать ударный импульс в огневой, а воспламенительный усилительный заряд - вещество (состав), чувствительное к лучу огня и способное усилить воспринимаемый импульс. Примерами таких веществ могут быть известные в данной области индивидуальные инициирующие взрывчатые вещества и составы, включающие ТНРС, тетразен и т.д., а в качестве усилительного заряда - различные пиротехнические смеси на основе металлического горючего и окислителя с грануляцией какими-либо лаками или смолами.

Путем подбора вещества и изменения массы усилительного заряда можно менять мощность выходного импульса, создавая набор мощностей в едином капсюле-воспламенителе без изменения его габаритных размеров, что ведет к универсальному применению КВ.

Поверхность ударно-воспламенительного заряда и усилительного воспламенительного заряда может быть закрыта защитным покрытием - герметизирующей чашечкой или кружком из тканого или нетканого материала (бумага, фольга).

На шайбу также может быть установлен герметизирующий кружок, на который закатывают край (буртик) оболочки для закрепления всей конструкции.

Поверхность герметизирующих чашечек (кружков) может также дополнительно покрываться лаками различного состава.

Фор-камера, образующаяся между усилительным воспламенительным зарядом и закатанными краями оболочки (шайбой), служит для демпфирования (ослабления) ударного действия воспламенительного импульса на близлежащие слои порохового метательного заряда, тем самым препятствуя их разрушению и нарушению процесса горения и баллистики.

Изобретение может быть проиллюстрировано в следующем примере (Фиг. 1, 2).

Капсюль-воспламенитель состоит из латунной оболочки (1), в которую последовательно установлены:

- узел, состоящий из латунной наковаленки (2), выполненной с выступающей в обе стороны относительно конусообразной наковальни вертикальной цилиндрической стенкой, снаряженной в верхней части усилительным составом СгСж45П55К2 ОСТ В 84-2462-93 (3), закрытым герметизирующей чашечкой (4), а в нижней установлен колпачок, снаряженный ударным составом УН-2 (композиция ТНРС с бором 90/10 - 30%, барий азотнокислый 35%, тетразен 5%, PbO₂ - 5%, ТЭН - 5%, антимоний - 20%) - малый капсюль-воспламенитель (5), в котором ударный состав закрыт герметизирующим кружком (6).

Усилительный состав СгСж45П55К2 представляет собой механическую смесь окислителя и горючего. В качестве горючего используют соединения свинца (железосинеродистый свинец) или антимоний, а в качестве окислителей свинцовый сурик, бихромат свинца, хлорат или перхлорат калия. Допускается применение канифоли, каучука или коллоксилина в количестве от 0,6 до 5 мас. % сверх 100% для грануляции и улучшения сыпучести состава.

Возможно использование и другой рецептуры ударно-воспламенительного состава на основе ТНРС - тетразеновой смеси и усилительного на основе металлического горючего, например алюминиевой пудры и окислителя.

При установке всех элементов в оболочку KB образуется фор-камера (7).

Крепление элементов конструкции KB в сборке производится при помощи закатки края оболочки.

Конструкция KB также может быть дополнена металлической шайбой с калиброванным отверстием (8), закрытым герметизирующим кружком из полимерного материала или металлической фольги (9) (Фиг. 2). Калиброванное отверстие предназначено для формирования идентичного воспламенительного импульса.

Принцип работы данного средства воспламенения заключается в следующем.

При ударе бойком стреляющего устройства гранатомета или ударно-спускового механизма катапультного кресла по дну оболочки капсюля-воспламенителя происходит срабатывание малого капсюля-воспламенителя за счет защемления ударно-воспламенительного состава между деформированными донышками оболочки и колпачка и наковальней, представляющей собой конусную выступающую часть перегородки наковаленки.

Воспламенительный импульс от малого капсюля-воспламенителя передается по веществу в запальных отверстиях основной массе воспламенительного усилительного заряда, расположенного в верхней камере наковаленки. Далее воспламенительный импульс передается через фор-камеру, отверстие, образованное закатанными краями оболочки, или калиброванное отверстие металлической шайбы и прожигаемый герметизирующий кружок пороховому заряду выстрела.

Результаты испытаний предложенного KB, выполненного с различными соотношениями объема, занимаемого воспламенительным усилительным зарядом двух рецептур (V₁), к общему объему верхней камеры (V₀), а также двух рецептур ударно-воспламенительного состава приведены в таблице.

Применение дополнительного усилительного заряда, а также конструкция наковаленки, позволяющая жестко фиксировать наковальню в сборке, обеспечивают надежное воспламенение порохового заряда независимо от используемых веществ. Это дает ряд преимуществ при снаряжении и существенно расширяет ореол применения средства воспламенения.

[1] Горст А.Г. Пороха и взрывчатые вещества. М., "Машиностроение", 1972, стр. 105, рис. 25. Капсюль-воспламенитель к минометному патрону (КВМ).

Источники информации

[2] Патент РФ №2269089, кл. F42C 19/10, 27.01.2006.

[3] Патент РФ №2090836, кл. F42C 19/8, 13.02.1990.

[4] Патент РФ №21983769, кл. F42C 19/10, 19.02.2001.

1. Капсюль-воспламенитель, содержащий цилиндрическую оболочку и расположенную в ней наковаленку, опирающуюся на малый капсюль, представляющий собой колпачок с ударно- воспламенительным зарядом, отличающийся тем, что наковаленка выполнена с выступающей в обе стороны относительно конусообразной наковальни вертикальной цилиндрической стенкой и образует две камеры, сообщающиеся между собой одним или более запальными отверстиями, при этом в нижней камере, образованной наковаленкой и дном оболочки, расположен малый капсюль, а в верхней камере, образованной наковаленкой и закатанными краями оболочки, и в запальных отверстиях помещен усилительный воспламенительный заряд, между усилительным воспламенительным зарядом и закатанными краями оболочки образована фор-камера, а отношение объема, занимаемого усилительным воспламенительным зарядом, к общему объему верхней камеры наковаленки составляет от 0,3 до 0,9.

2. Капсюль-воспламенитель по п. 1, отличающийся тем, что масса усилительного воспламенительного заряда является переменной.

3. Капсюль-воспламенитель по п. 1, отличающийся тем, что нижний край цилиндрической стенки наковаленки и дно малого капсюля плотно прилегают к дну оболочки.

4. Капсюль-воспламенитель по п. 1, отличающийся тем, что края оболочки закатаны на шайбу с калиброванным выходным отверстием, опирающейся на срез цилиндрической стенки наковаленки.

5. Капсюль-воспламенитель по п. 1, отличающийся тем, что поверхность ударно-воспламенительного и усилительного воспламенительного зарядов закрыта защитным покрытием.

6. Капсюль-воспламенитель по п. 4, отличающийся тем, что на шайбу установлен герметизирующий кружок.