Електрозапалювач

1 Електрозапалювач, що має корпус з електродами, підключеними до джерела високочастотного струму, запалюючу сполуку та первісне джерело запалювання, який відрізняється тим, що в нього уведено підключений до електродів ультразвуковий випромінювач, жорстко з'єднаний із запалюючою сполукою 2 Електрозапалювач за п 1, який відрізняється тим, що джерело високочастотного струму оснащено регулятором та індикатором напруги, проградуйованим у тривалості згоряння запалюючої сполуки 3 Електрозапалювач за п 1, який відрізняється тим, що джерело високочастотного струму виконано у вигляді генератора частоти, яка коливається у межах мінімальної і максимальної резонансної частоти ультразвукового випромінювача 4 Електрозапалювач за п 1, який відрізняється тим, що ультразвуковий випромінювач виконаний у вигляді суміші запалюючої сполуки з п'єзоелектричним матеріалом, запресованої між електродами 5 Електрозапалювач за п 1, який відрізняється тим, що ультразвуковий випромінювач виконаний у вигляді п'єзоелемента, а первісне джерело запалювання - у вигляді нанесених на п'єзоелемент двох електродів з іскровим проміжком, які з'єднані з електродами п'єзоелемента 6 Електрозапалювач за п 1, який відрізняється тим, що запалююча сполука запресована між електродами, один із яких виконано у вигляді стакана, а другий - у вигляді коаксіального з ним стержня, причому ці електроди жорстко з'єднані з випромінювачем і електрично з'єднані з електродами електрозапалювача 7 Електрозапалювач за п 6, який відрізняється тим, що первісне джерело запалювання виконано у вигляді звуженої частини струмопровідної запалюючої сполуки Винахід відноситься до електричних, засобів запалювання у ракетних двигунах, електродетонаторах та піропатронах Відомий електрозапалюючий пристрій [1], котрий містить в собі корпус з електродами, запалюючу сполуку та первісне джерело запалювання Безвідказність такого пристрою і його швидкодія недостатні, а при виробництві він небезпечний ВІДОМІ пристрої ініціювання [2, 3], які управляються високочастотними сигналами Такі пристрої мають у своєму складі, високочутливі запалюючі сполуки, що робить їх небезпечними в процесі виробництва, зберігання і експлуатації При цьому надійність та швидкодія відомих пристроїв недостатні Найбільш близьким по технічній суті до даного є електрозапалювач, який містить у собі корпус з електродами і мостик накалювання, причому принаймні один з електродів розділений на дві частини, а у зазорі між кінцями розділеного електрода в корпусі утворена порожнина з розмикачем, що виконаний у вигляді струмопровідного вантажу, один кінець якого за допомогою струмопровідної пружини прикріплений до кінця електроду, безпосередньо зв'язаного з мостиком накалювання [4] Цей електрозапалювач є більш безпечним, але у ньому зберігається наявність речовини, яка легко займається, що потребує особливих застережних заходів Надійність такого електрозапалювача недостатня Окрім цього, тут відсутня керованість швидкістю горіння, що утруднює групове застосування електрозапалювачів В основу винаходу поставлено задачу створити керований високочастотним струмом електрозапалювач, в якому завдяки введеному ультразвуковому випромінювачу, жорстко з'єднаному із запалюючою сполукою, забезпечено збільшення чутливості запалюючої сполуки безпосередньо у процесі запалювання шляхом збудження в ній акустичних коливань Технічний результат, якого можна досягти при здійсненні винаходу, полягає в підвищенні надійності електрозапалювача (за рахунок полегшення займання та прискорення горіння запалюючої спо 00 со 42438 луки ультразвуковим накачуванням) та безпеки його виготовлення і застосування, (завдяки використанню запалюючих сполук зі зниженою чутливістю), а також у розширенні функціональних можливостей електрозапалювача (через забезпечення керованої швидкості горіння запалюючої сполуки) Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в електрозапалювач, який має корпус з електродами, підключений до джерела високочастотного струму, запалюючу сполуку та первісне джерело запалювання, уведено підключений до електродів ультразвуковий випромінювач, жорстко з'єднаний із запалюючою сполукою Введені ознаки дозволяють - підвищити надійність електрозапалювача за рахунок скорочення КІЛЬКОСТІ бустерів (проміжних запалюючих сполук), - збільшити безпеку шляхом використання запалюючих сполук, які не можуть бути задіяні при відсутності акустичних коливань, - розширити функціональні можливості електрозапалювача завдяки управлінню його швидкодією В конкретних нормах виконання джерело високочастотного струму може бути оснащене регулятором та індикатором напруги, проградуйованим у тривалості згоряння запалюючої сполуки Це дозволяє, змінюючи вихідну напругу, керувати рівнем ультразвукового накачування і отже, швидкістю процесів займання та горіння, а також встановлювати час затримки спрацювання електрозапалювачів, що необхідно при їх груповому застосуванні Джерело високочастотного струму може бути виконано у вигляді генератора частоти, яка коливається в межах мінімальної і максимальної резонансної частоти ультразвукового випромінювача Таке виконання гарантує ультразвукове накачування запалюючої сполуки при можливих змінах резонансної частота випромінювача Ультразвуковий випромінювач може бути виконаний у вигляді суміші запалюючої сполуки з п'єзоелектричним матеріалом, запресованої між електродами Завдяки такому виконанню досягається рівномірність ультразвукової обробки запалюючої сполуки Ультразвуковий випромінювач може бути виконаний у вигляді п'єзоелемента, а первісне джерело запалювання - у вигляді нанесених на п'єзоелемент двох електродів з іскровим проміжком, які з'єднані з електродами п'єзоелемента Це дозволяє сполучити електричне живлення ультразвукового випромінювача і первісного джерела запалювання Запалююча сполука може бути запресована між електродами, один із яких виконано у вигляді стакана, а другий - у вигляді коаксіального з ним стержня, причому ці електроди жорстко з'єднані з випромінювачем і електрично з'єднані з електродами електрозапалювача Дякуючи такому виконанню, досягнута спільна дія на запалюючу сполуку ультразвука і високочастотного електромагнітного поля, що підсилює ефект накачування При цьому первісне джерело запалювання може бути виконане у вигляді звуженої частини токопровідної запалюючої сполуки, що призводить до спрощення конструкції На фіг 1 подано загальний вид електрозапалювача, на фіг 2 - переріз А-А на фіг 1 Електрозапалювач містить в собі корпус 1 з електродами 2, 3, відокремленими один від одного ізолятором 4 і підключеними до ультразвукового генератора 5, струмонепровідну запалюючу сполуку 6 та п'єзокерамічний елемент 7, встановлений з упором (акустичним контактом) в запалюючу сполуку Дрібнодисперсна піротехнічна сполука 6 виготовлена із зниженою чутливістю (можливо навіть такою, що сполука, не зможе бути задіяною без введення акустичних коливань) П'єзоелектричний елемент являє собою електромеханічний перетворювач (останній може бути виконаний також у вигляді суміші запалюючої сполуки з п'єзоелектричним матеріалом, запресованої між електродами) На п'єзоелемент методом вжигання нанесені електроди 8, 9, які з'єднані ВІДПОВІДНО з електродами 3, 2 П'єзоелемент поляризовано із розрахунку на коливання повздовж ВІСІ електрозапалювача Конструкція електрозапалювача припускає роздільне зберігання запалюючої сполуки 6 та п'єзоелемента 7 Ультразвуковий генератор оснащений регулятором 10 та індикатором вихідної напруги 11, проградуйованим у тривалості згоряння запалюючої сполуки Вихідну напругу генератора можна змінювати (наприклад від 60 В до 300 В) Частота генератора може коливатися (наприклад, навколо ЗО кГц) у межах мінімальної і максимальної резонансної частоти п'єзоелемента Електрозапалювач має також первісне джерело запалювання у вигляді нанесених на п'єзоелемент двох електродів 12, 13 з іскровим проміжком 5 (який дорівнює наприклад 0,2 мм), причому електрод 12 виконаний багатоострійним Електроди 12, 13 з'єднані ВІДПОВІДНО з електродами 8, 9 Електрозапалювач виконано у вигляді резонансної акустичної системи з пучністю ультразвукових коливань в зоні розрядного проміжка 5 Для акустичної розв'язки центральний електрод 3 може бути оснащений пружним елементом (не показано) Запалююча сполука запресована між двома електродами 14, 15, причому перший електрод виконано у вигляді стакана, а другий -у вигляді коаксіального стержня Ці електроди підтиснуті з акустичним контактом до п'єзоелемента і електрично з'єднані ВІДПОВІДНО з електродами 2, 3 Слід зауважити, що первісне джерело запалювання може бути виконано у вигляді звуженої частини токопровідної (наприклад, з графітним порошком) запалюючої сполуки (звуження досягнуто на ДІЛЯНЦІ 16 стержня завдяки збільшенню його товщини) Стакан 14 замкнуто герметизуючою мембраною 17 (легкопрогораючою фольгою із алюмінію) Електрозапалювач встановлено у камеру згорання твердопаливного ракетного двигуна Електрозапалювач працює так Передусім за допомогою регулятора 10 вихідної напруги генератора 5 по індикатору 11 встановлюють необхідну тривалість згоряння запалюючої сполуки 6 При подачі управляючого високочастотного струму на електроди 2, 3 (і далі на електроди 9, 8, а отож на електроди 13, 12) у п'єзоелементі 7 збуджуються ультразвукові коливання повздовж ВІСІ електрозапалювача Ці коливання за допомогою стакана 14 та стержня 15 передаються в запалюючу сполуку 6, що знаходиться під впливом високочастотного електромагнітного поля (яке 42438 має місце між електродами 14, 15) Спільна дія ультразвуку і електромагнітного поля призводить до багатократного підвищення запасу внутрішньої енергії запалюючої сполуки 6 У той же час між електродами 12, 13 виникає пробій іскрового проміжка 5 Потужний високочастотний розряд при накладанні ультразвуку призводить до іонізації речовини електроду і перетворенню її в плазму, що створює багаточисленні очаги займання запалюючої сполуки 6 Відбувається швидкий розгін процесу завдяки наявності попереду фронту горіння зони з підвищеною внутрішньою енергією Мембрана 17 прогорає і високотемпературні продукти горіння сполуки 6 з великою швидкістю виштовхуються із стакана 14 в ка меру згоряння та запускають ракетний двигун твердого палива Застосування винаходу збільшує надійність запалювання основного заряду при одночасному підвищенні безпеки, а також дозволяє управляти швидкодією електрозапалювача Джерела інформації 1 Рожков В В Двигатели ракет на твердом топливе - М , Воениздат, 1971 - С 49, рис 9 Устройство пиросвечи 2 Заявка Великобританії № 2121089, кл F42fl3/00, 1982 3 Авторське свідоцтво СРСР № 1820181, кп F42C19/08, 1989 4 Патент Російської федерації № 2046278 кп F48B3/18, 1993 б \г іг А Фіг. 1 42438 Фіг. 2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22