RU2679768C1 - Устройство для выработки электрической энергии в артиллерийском снаряде - Google Patents
Устройство для выработки электрической энергии в артиллерийском снаряде Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679768C1 RU2679768C1 RU2018109147A RU2018109147A RU2679768C1 RU 2679768 C1 RU2679768 C1 RU 2679768C1 RU 2018109147 A RU2018109147 A RU 2018109147A RU 2018109147 A RU2018109147 A RU 2018109147A RU 2679768 C1 RU2679768 C1 RU 2679768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- guide rod
- projectile
- forces
- attraction
- washer
- Prior art date
Links
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims description 3
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C11/00—Electric fuzes
- F42C11/04—Electric fuzes with current induction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C17/00—Fuze-setting apparatus
- F42C17/04—Fuze-setting apparatus for electric fuzes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Изобретение относится к автономным устройствам артиллерийских снарядов, обеспечивающим электропитанием их различные системы. Кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью, связанный силами взаимного притяжения с ферромагнитной шайбой, закрепленной на торце направляющего стержня из немагнитного антифрикционного сплава, имеет возможность под действием инерционных сил преодолеть силы притяжения к ферромагнитной шайбе и перемещаться вдоль направляющего стержня к чашке сердечника броневого типа из феррита, закрепленной у основания направляющего стержня и содержащей катушку индуктивности. Вследствие чего в катушке индуктивности возникает напряжение для заряда конденсатора источника электропитания снаряда. Оси симметрии деталей совпадают с продольной осью снаряда. Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение безопасности при длительном хранении снаряда, увеличение количества вырабатываемой устройством энергии и высокая его надежность. Конструктивная простота устройства позволяет создавать для артиллерийских снарядов источники электропитания с малыми размерами, малой массой и малой стоимостью. 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Предлагаемое изобретение относится к автономным устройствам артиллерийских снарядов, обеспечивающих электропитанием их различных систем.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Разработка и применение различных видов управляемых артиллерийских снарядов и снарядов с электрическими взрывателями связана с необходимостью наличия в них источников электропитания. Такие источники электропитания должны выдерживать хранение в течение многих лет, а затем обеспечивать аппаратуру снаряда электроэнергией при воздействии на него больших сил инерции, возникающих при выстреле или при встрече летящего снаряда с препятствием.
Для решения указанной проблемы широко используются химические источники энергии. В качестве таких источников часто используются литиевые аккумуляторы. Создание таких аккумуляторов с гарантированными достаточно большими сроками хранения, особенно при низких температурах, является важной, еще не решенной задачей современного приборостроения. К недостаткам таких систем также относится уменьшение безопасности и надежности снарядов, содержащих готовые к использованию источники тока.
В соответствии с патентом РФ №2329461 применяются батареи, для активации которых в них при выстреле впрыскивается жидкий электролит, хранящийся отдельно в стеклянных ампулах. Такое достаточно сложное и дорогое устройство не всегда может быть размещено в снарядах, особенно в снарядах средних и малых калибров.
Применяются также приводимые в движение набегающим потоком воздуха электрогенераторы. Такое дорогостоящее техническое решение могут использоваться только на снарядах больших калибров.
Известен патент РФ №2122177 на «Импульсный магнитоэлектрический генератор», в котором внутри кольцевого магнита с продольной намагниченностью расположена катушка индуктивности. Магнит с катушкой перекрыты ферромагнитным якорем. Якорь под воздействием инерционных сил имеет возможность освободиться от крепления и удалиться от магнита с катушкой, вследствие чего в катушке вырабатывается электрический импульс. Недостатки конструкции и примененных материалов обуславливает низкую эффективность генератора при выработке короткого во времени импульса напряжения, а также не исключают возможности разрушения устройства при больших значениях сил инерции.
Известен патент РФ №2535313 на «Программируемый снаряд», в котором приведена ссылка на патент СН586384, принятый в настоящей заявке в качестве известного прототипа. В этом патенте ведущий поясок из мягкого железа и кольцевой постоянный магнит посредством линейного ускорения выстрела смещаются относительно индукционной катушки в направлении оси снаряда, из-за чего в катушке создается напряжение, которое заряжает конденсатор. Важным полезным свойством построения системы по указанному способу, является отсутствие в снаряде источника электропитания до выстрела. При этом обеспечивается безусловная безопасность снаряда при его хранении и транспортировке. Согласно этой публикации, для предотвращения разрушения устройства при возникающих на него продольных инерционных воздействиях, поперечных ускорениях и вращении снаряда, необходимы конструктивные меры, которые увеличивают цену устройства, требуют больше места в снаряде и делают его более тяжелым.
Таким образом, в области техники существует необходимость в появлении более простого и экономичного источника электрической энергии в артиллерийских снарядах.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства для выработки электрической энергии в снаряде, свободного от указанных недостатков.
Предлагаемое устройство содержит катушку индуктивности и кольцевой постоянный магнит, способный под действием сил инерции перемещаться относительно катушки индуктивности вдоль оси снаряда, и кроме того, содержит основание с направляющим стержнем из бронзы, чашку сердечника броневого типа из феррита, в которой размещена катушка индуктивности, связанную с основанием направляющего стержня, ферромагнитную шайбу, закрепленную на торце направляющего стержня, и кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченность, связанный силами взаимного притяжения с ферромагнитной шайбой, при этом магнит удален вдоль направляющего стержня на некоторое расстояние от чашки сердечника и имеет возможность под действием сил инерции преодолеть силы притяжения к ферромагнитной шайбе и перемещаться к чашке сердечника вдоль направляющего стержня.
При этом в сердечнике возникает магнитное поле с быстро возрастающей амплитудой, а на катушке возникает соответствующее напряжение. Оси симметрии деталей устройства совпадают с продольной осью снаряда.
Заявленное устройство может применяться как для выработки электрической энергии в момент выстрела, так и для выработки электрической энергии в момент встречи снаряда с препятствием. В этих ситуациях направления взаимодействующих с устройством сил инерции противоположны между собой. Это обстоятельство должно учитываться при установке устройства в снарядах.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение безопасности при длительном хранении снаряда, увеличение количества вырабатываемой энергии и высокая надежность устройства. Конструктивная простота изделия позволяет создавать источники электропитания с малыми размерами, малой массой и малой стоимостью. Указанный технический результат обеспечивается благодаря конструктивным мерам и использованию соответствующих материалов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
На чертеже показана конструктивная схема предлагаемого устройства.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность изобретения поясняется конструктивной схемой, изображенной на чертеже.
Согласно заявленному изобретению, на направляющем стержне 1, связанным своим основанием с корпусом снаряда, неподвижно закреплена чашка сердечника броневого типа из феррита 2, содержащая катушку индуктивности 3, и на некотором расстоянии от чашки расположен кольцевой магнит с радиальной намагниченностью 4, связанный силами магнитного притяжения с ферромагнитной шайбой 5, закрепленной на торце направляющего стержня 1.
Под действием инерционных сил, существенно превышающих силы взаимного притяжения кольцевого магнита 4 к ферромагнитной шайбе 5, кольцевой магнит 4 перемещается в направлении, указанном стрелками, вдоль направляющего стержня 1 к чашке сердечника 2 с катушкой индуктивности 3. При этом в сердечнике возникает магнитное поле с возрастающей амплитудой, а в катушке вырабатывается соответствующее электрическое напряжение.
Вследствие большой скорости протекания указанного процесса возникающее в катушке напряжение представляет собой короткий импульс продолжительностью порядка 10-4 секунд. Для эффективного преобразования энергии такого магнитного поля в электрическое напряжение на катушке используется сердечник магнитопровода броневого типа из феррита. При этом появляется возможность применения бескаркасной катушки индуктивности, что способствует уменьшению размеров устройства. В центре чашки имеется отверстие для прохода направляющего стержня.
Основание с направляющим цилиндрическим стержнем изготовлено из бронзы - немагнитного антифрикционного сплава, обладающего хорошими противозадирными свойствами. Диаметр отверстия кольцевого магнита превышает диаметр направляющего стержня, образую зазоры между этими деталями. При перемещении с большой скоростью кольцевого магнита с радиальной намагниченностью вдоль направляющего стержня нем возникают кольцевые токи, магнитное поле которых, взаимодействуя с магнитным полем магнита, способствует центрированию магнита относительно направляющего стержня. Принятые меры обеспечивают надежное срабатывание устройства.
Кольцевой магнит имеет радиальную намагниченность и при взаимодействии с чашкой сердечника обеспечивает эффективное изменение магнитного поля в сердечнике и выработку соответствующего напряжения в катушке индуктивности.
Ферромагнитная шайба, закрепленная на торце направляющего стержня, за счет сил взаимного притяжения с кольцевым магнитом обеспечивает его надежную фиксацию в исходном положении в условиях хранения и транспортировки снаряда, а также отсутствие его перемещений до выстрела.
Крышка, закрепленная на торце направляющего стержня, предохраняет устройство от попаданий в него посторонних частиц.
После выработки импульса напряжения на катушке индуктивности и заряда при этом конденсатора источника питания снаряда не исключено разрушение устройства в результате удара магнита о чашку сердечника. Поскольку устройство до этого выполнило свою задачу, то отмеченное явление не имеет значения.
Оси симметрии деталей устройства совпадают между собой и совпадают с продольной осью симметрии снаряда, что способствует уменьшению влияния на работу устройства ускорений, возникающих при вращении снаряда.
Заявитель прилагает формулу изобретения, где отражены существенные признаки изобретения.
Claims (1)
- Устройство для выработки электрической энергии в артиллерийском снаряде, содержащее расположенные в снаряде катушку индуктивности и кольцевой постоянный магнит, перемещающийся под действием инерционных сил относительно катушки вдоль оси снаряда, из-за чего в катушке создается напряжение, которое заряжает конденсатор, отличающееся тем, что содержит основание с направляющим стержнем из бронзы, чашку сердечника броневого типа из феррита, в которой размещена катушка индуктивности, связанную с основанием направляющего стержня, ферромагнитную шайбу, закрепленную на торце направляющего стержня, и кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью, связанный силами взаимного притяжения с ферромагнитной шайбой, при этом магнит удален вдоль направляющего стержня на некоторое расстояние от чашки сердечника и имеет возможность под действием инерционных сил преодолеть силы притяжения к ферромагнитной шайбе и перемещаться к чашке сердечника вдоль направляющего стержня, причем оси симметрии деталей устройства совпадают с продольной осью снаряда.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109147A RU2679768C1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Устройство для выработки электрической энергии в артиллерийском снаряде |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018109147A RU2679768C1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Устройство для выработки электрической энергии в артиллерийском снаряде |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2679768C1 true RU2679768C1 (ru) | 2019-02-12 |
Family
ID=65442855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018109147A RU2679768C1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Устройство для выработки электрической энергии в артиллерийском снаряде |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2679768C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702225C1 (ru) * | 2019-02-14 | 2019-10-07 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Способ инициирования бортовых систем управляемого снаряда и импульсный магнитоэлектрический генератор для его осуществления (варианты) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH586384A5 (ru) * | 1974-12-06 | 1977-03-31 | Oerlikon Buehrle Ag | |
| RU2122177C1 (ru) * | 1997-04-10 | 1998-11-20 | Конструкторское бюро приборостроения | Импульсный магнитоэлектрический генератор |
| RU2168699C2 (ru) * | 1999-07-23 | 2001-06-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Импульсный магнитоэлектрический генератор для приведения в действие электровоспламенительных устройств пусковых и бортовых систем управляемого снаряда и способ его осуществления |
| RU2250433C1 (ru) * | 2003-08-04 | 2005-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Импульсный магнитоэлектрический генератор |
| WO2011092024A1 (de) * | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Rheinmetall Air Defense Ag | Verfahren und vorrichtung zur übertragung von energie auf ein projektil |
-
2018
- 2018-03-12 RU RU2018109147A patent/RU2679768C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH586384A5 (ru) * | 1974-12-06 | 1977-03-31 | Oerlikon Buehrle Ag | |
| US4044682A (en) * | 1974-12-06 | 1977-08-30 | Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon-Buhrle Ag | Ignition current generator for an electrical projectile fuze |
| RU2122177C1 (ru) * | 1997-04-10 | 1998-11-20 | Конструкторское бюро приборостроения | Импульсный магнитоэлектрический генератор |
| RU2168699C2 (ru) * | 1999-07-23 | 2001-06-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Импульсный магнитоэлектрический генератор для приведения в действие электровоспламенительных устройств пусковых и бортовых систем управляемого снаряда и способ его осуществления |
| RU2250433C1 (ru) * | 2003-08-04 | 2005-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Импульсный магнитоэлектрический генератор |
| WO2011092024A1 (de) * | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Rheinmetall Air Defense Ag | Verfahren und vorrichtung zur übertragung von energie auf ein projektil |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702225C1 (ru) * | 2019-02-14 | 2019-10-07 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Способ инициирования бортовых систем управляемого снаряда и импульсный магнитоэлектрический генератор для его осуществления (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McNab | Early electric gun research | |
| NL8402113A (nl) | Stelsel voor elektrische voeding van draagbare miniatuur-energieverbruikers. | |
| CA2788735C (en) | Method and device for transmitting energy to a projectile | |
| GB1559025A (en) | Device in the producing an electric ignition current in the detonator of a projectile | |
| RU2679768C1 (ru) | Устройство для выработки электрической энергии в артиллерийском снаряде | |
| EP3043083A1 (en) | Rolling bearing assembly with integrated generator | |
| RU2015119565A (ru) | Приводное устройство | |
| McNab | Brief history of the EML symposia: 1980–2018 | |
| KR101546822B1 (ko) | 풍력 발전기 | |
| US7669532B2 (en) | Methods and apparatuses for projectile fuze setback generator power source and projectiles including same | |
| US4091733A (en) | Electrical setback generator | |
| RU2656351C2 (ru) | Тихоходный линейный магнитоэлектрический генератор с плоскими катушками (ТИЛИМЭГ ПК) | |
| EA028078B1 (ru) | Способ электропитания рельсового электромагнитного ускорителя, электромагнитная конструкция рельсотрона, рельсовый реактивный двигатель | |
| US5101728A (en) | Precision guided munitions alternator | |
| RU179760U1 (ru) | Боевая часть на основе взрывомагнитного кумулятивного генератора | |
| RU191879U1 (ru) | Комбинированная боевая часть на основе взрывомагнитных генераторов СВЧ-излучения | |
| Yoon et al. | Miniaturized inertia generators as power supplies for small-caliber fuzes | |
| RU2712839C1 (ru) | Устройство для торможения баллистического маятника (варианты) | |
| US4005658A (en) | Safety device for a current generator used with an electrical projectile fuze | |
| Wu et al. | Pulsed alternators technologies and application | |
| Pahari et al. | Development of an Electromagnetic Acceleration Facility for Impact and Fracture Studies at High Strain Rates | |
| CN115265297B (zh) | 一种引信单磁性保险球运动可逆式保险机构 | |
| RU2743990C1 (ru) | Сверхсильный импульсный магнит | |
| RU185560U1 (ru) | Электромагнитное пусковое устройство | |
| Golea | Improvements in modern weapons systems: the use of dielectric materials for the development of advanced models of electric weapons powered by brushless homopolar generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200313 |