Патент на изобретение №2334933

(54) СТРЕЛЯЮЩИЙ МЕХАНИЗМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области пусковых устройств. Стреляющий механизм содержит цилиндр, соединенный телескопически со штоком, газогенератор с пиропатроном, газовую полость, замок, соединяющий цилиндр со штоком, и ограничитель хода штока на цилиндре. Шток расположен снаружи цилиндра. Газогенератор содержит сопло, снабженное устройством изменения вектора тяги. Между штоком и цилиндром образовано кольцевое пространство, в котором расположен закрепленный на цилиндре демпфер, выполненный в виде эластичной емкости с демпфирующей жидкостью, с возможностью его движения относительно штока и разрушения эластичной емкости в конце хода. В штоке имеется возвратно-демпфирующая полость с дроссельными отверстиями со стороны кольцевого пространства. Газовая полость снабжена управляемым клапаном сброса газов. Изобретение направлено на снижение виброударных нагрузок, повышение энергетических характеристик, исключение воздействия высокотемпературных газов на конструкцию, уменьшение габаритных размеров механизма. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области пусковых устройств и может быть использовано, например, для вывода полезной нагрузки или катапультирования (летательного аппарата, торпеды, реактивного ускорителя в системах спасения и т.д.) из пускового устройства (контейнера, пускового аппарата и т.д.) с помощью реактивных устройств.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является стреляющий механизм (см. книгу «Средства спасения экипажа самолета» авторы С.М.Алексеев, Я.В.Балкинд и др. Москва, «Машиностроение», 1975, рис.4.3, стр.135), содержащий цилиндр и расположенный внутри шток, соединенные телескопически, замок, соединяющий цилиндр со штоком, газогенератор с пиропатроном, газовую полость, ограничитель хода штока на цилиндре. Все данные существенные признаки кроме расположения штока внутри цилиндра есть и в предлагаемом техническом решении.

Недостатками данного стреляющего механизма являются, во-первых, значительные виброударные нагрузки после завершения рабочего хода штока при его ударе об ограничитель на цилиндре, во-вторых, низкие энергетические характеристики, в-третьих, воздействие высокотемпературных газов на конструкцию.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача снижения виброударных нагрузок, повышения энергетических характеристик, исключения воздействия высокотемпературных газов на конструкцию, уменьшения габаритных размеров механизма.

Для решения данной технической задачи в стреляющем механизме, содержащем цилиндр и шток, соединенные телескопически, газогенератор с пиропатроном, газовую полость, замок, соединяющий цилиндр со штоком, ограничитель хода штока на цилиндре, шток расположен снаружи цилиндра, газогенератор содержит сопло, снабженное устройством изменения вектора тяги, между штоком и цилиндром образовано кольцевое пространство, в котором расположен закрепленный на цилиндре демпфер, выполненный в виде эластичной емкости с демпфирующей жидкостью, с возможностью его движения относительно штока и разрушения эластичной емкости в конце хода, в штоке имеется возвратно-демпфирующая полость с дроссельными отверстиями со стороны кольцевого пространства, объем которой более объема демпфирующей жидкости, при этом газовая полость снабжена управляемым клапаном сброса газов.

Максимальный эффект достигается за счет создания эксцентриситета сверхзвуковой струи рабочего тела газогенератора, что позволяет реализовать отражение ударных волн от стенки цилиндра и тем самым интенсифицировать процесс, т.е. повысить эффективность. Известно, что натекание сверхзвуковой струи на преграду (стенку цилиндра) сопровождается широким спектром пульсаций давления на последней, следовательно, реализуется ударное сжатие газа на рабочем ходу, т.е. адиабатический процесс расширения трансформируется на ряд высокочастотных совершенных пульсаций давления – циклов. Ударный процесс сжатия качественно отличается от адиабатного или изотермического тем, что он необратим и реализуется на длине, равной нескольким пробегам молекул. Такое уплотнение газа приводит к воздействию на шток с увеличенной силой по сравнению с устройством, где реализуется адиабатный процесс. Наличие эксцентриситета сверхзвуковой струи за счет, например, кососрезанного насадка сопла газогенератора обеспечивает отражение ударных волн от стенки цилиндра, что интенсифицирует процесс. Эксцентриситет тяги может быть организован также дефлектором или другим способом.

Реализация ударно-волнового процесса позволяет уменьшить массу твердого топлива, т.е. повысить коэффициент полезного действия устройства и повысить его мощность, или при прочих равных условиях увеличить скорость вывода полезной нагрузки. Усиление эффекта достигнуто за счет применения возвратно-демпфирующего устройства, состоящего из возвратно-демпфирующей полости с дроссельными отверстиями, расположенной в штоке и демпфера эластичной емкости, заполненной демпфирующей жидкостью, расположенной в кольцевом пространстве между штоком и цилиндром и закрепленной на цилиндре.

Исключение воздействия высокотемпературной газовой струи под давлением на выбрасываемый аппарат достигается тем, что высокотемпературные газы из газогенератора в процессе работы устройства остаются внутри газовой полости цилиндра и сбрасываются из нее через клапан сброса по команде после срабатывания устройства.

Отличительными признаками предлагаемого стреляющего механизма являются следующие: шток расположен снаружи цилиндра, газогенератор содержит сопло, снабженное устройством изменения вектора тяги, между штоком и цилиндром образовано кольцевое пространство, в котором расположен закрепленный на цилиндре демпфер, выполненный в виде эластичной емкости с демпфирующей жидкостью, с возможностью его движения относительно штока и разрушения эластичной емкости в конце хода, в штоке имеется возвратно-демпфирующая полость с дроссельными отверстиями со стороны кольцевого пространства, объем которой более объема демпфирующей жидкости, при этом газовая полость снабжена управляемым клапаном сброса газов.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий результат. Значительно снижаются виброударные нагрузки, улучшается экономичность газогенератора и повышается его мощность, исключается воздействие высокотемпературной струи газогенератора на конструкцию полезной нагрузки и пускового устройства, шток стреляющего механизма после его срабатывания возвращается в исходное состояние.

Предложенное техническое решение может найти применение в авиации, ракетной технике, морском флоте – в системах вывода полезной нагрузки или катапультирования.

Данное решение поясняется чертежом. Представленный на чертеже стреляющий механизм содержит цилиндр 1 с буртиком 16, уплотнением 4, соединенный телескопически со штоком 2. Внутри цилиндра 1 расположен газогенератор 3 с соплом с кососрезанным насадком 5 и пиропатроном 6 и газовая полость 7. Цилиндр 1 упирается в крышку 8, закрепленную к штоку 2 винтами 9. В кольцевом пространстве между цилиндром 1 и штоком 2 размещен демпфер 10, закрепленный на цилиндре 1 винтами 11. Демпфер 10 размещен в кольцевом пространстве между штоком 2 и цилиндром 1 и имеет объем не более объема демпфирующей жидкости. Шток 2 имеет возвратно-демпфирующую полость 12 с дроссельными отверстиями 13. Объем полости 12 имеет объем более объема демпфирующей жидкости, чтобы в полости 12 остался объем сжимаемого воздуха для возврата штока 2 в исходное положение. Шток 2 и цилиндр скреплены друг с другом срезной шпилькой 14. На крышке 8 расположен клапан сброса 15.

Устройство работает следующим образом.

При задействовании пиропатрона 6 воспламеняется заряд газогенератора 3 и продукты сгорания через сопло с кососрезанным насадком 5 поступают в газовую полость 7 цилиндра 1. Под действием давления продуктов сгорания на крышку 8 шпилька 14 срезается и шток 2 вместе с закрепленной полезной нагрузкой начинает движение по неподвижному цилиндру 1. В конце хода штока 2 при соприкосновении демпфера 10 со стенкой возвратно-демпфирующей полости 12 оболочка демпфера 10 разрушается и масло через дроссельные отверстия 13 под давлением перетекает в возвратно-демпфирующую полость 12. Происходит снижение скорости движения штока 2 и отделение полезной нагрузки. Шток 2 упирается в буртик 16 цилиндра 1. При срабатывании клапана сброса 15 рабочее давление из газовой камеры 7 стравливается в атмосферу и под действием сжатого воздуха, образовавшегося при рабочем ходе штока 2, в возвратно-демпфирующей полости 12 происходит возврат штока 2 в исходное положение.

Формула изобретения

Стреляющий механизм, содержащий цилиндр и шток, соединенные телескопически, газогенератор с пиропатроном, газовую полость, замок, соединяющий цилиндр со штоком, ограничитель хода штока на цилиндре, отличающийся тем, что шток расположен снаружи цилиндра, газогенератор содержит сопло, снабженное устройством изменения вектора тяги, между штоком и цилиндром образовано кольцевое пространство, в котором расположен закрепленный на цилиндре демпфер, выполненный в виде эластичной емкости с демпфирующей жидкостью, с возможностью его движения относительно штока и разрушения эластичной емкости в конце хода, в штоке имеется возвратно-демпфирующая полость с дроссельными отверстиями со стороны кольцевого пространства, объем которой более объема демпфирующей жидкости, при этом газовая полость снабжена управляемым клапаном сброса газов.

РИСУНКИ