Пиропатрон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пиропатроны катапульты МиГ-21

Пиропатрон (пиротехнический патрон) — техническое средство для приведения в действие различных исполнительных устройств (запуска ракетного двигателя, воспламенения порохового заряда катапультируемого кресла и др.). Как правило, срабатывает от электрического импульса.[1] Пиропатронами первоначально называли устройства, применяющиеся в системах катапультирования кресла пилота из самолетов. В дальнейшем при разработке крупных и сложных ракет аналогичные устройства стали применяться и для других целей. В 1960 году термин пиропатрон как обозначение исполнительного устройства был заменен на термин пироэнергодатчик.[2]:115 Пиропатрон может быть частью пироэнергодатчика, [2]:116 использоваться в качестве воспламенительного средства или источника газа. Металлический корпус пиропатрона обеспечивает надежную герметизацию и возможность замены.[2]:101

История[править | править код]

Уильям Уотсон в 1744 году впервые зажег порох электрической искрой с использованием электростатической индукции.[3]

Применение (техника)[править | править код]

Пиропатроны — наиболее широко применяемые пиротехнические устройства ракет-носителей и космических аппаратов.[4] Баллистические ракеты дальнего действия, ракетно-космические комплексы отделяют элементы конструкции, которые исчерпали энергетический ресурс или их функционирование закончено; многие аварийные ситуации для спасения экипажа требуют отделения элементов конструкции. Данную задачу выполняют системы разделения.[5]:871 Для срабатывания средств отделения нужна электрическая команда, которая реализуется через пиротехническое устройство. Основным инициирующим и газообразующим средством для этого являются пиропатроны с проволочными мостиками накаливания.[5]:884

Пиропатроны получили применение в различных аварийных системах и устройствах одноразового применения. В различных системах пожаротушения, как стационарных, так и на подвижных объектах часто используются пиротехнические запорные краны, инициирующим элементом в которых служат пиропатроны. В авиационной и космической технике пиропатроны служат для приведения в действие различных замков (например, аварийный сброс крышки фонаря или выпуск тормозного парашюта).

Применение (оружие)[править | править код]

В России законом "Об оружии" предусматривается регулирование требований к сигнальному оружию, сигнальным патронам и патронам светозвукового действия, закон предусматривает наличие в боеприпасах пиротехнического заряда.[6]

Сигнальный патрон, выстреливаемый из пистолета-ракетницы, относится к пиропатронам.[7]

Различные типы пиропатронов широко применяются в военном деле.

Конструкция[править | править код]

Минный запал для взрывания зарядов при помощи электрического тока, 1852 год

В состав пиропатрона входят пиротехнические элементы, метательный заряд и средство инициирования. Элементы пиропатрона соединены с помощью гильзы.[8]

Обычно пиропатрон имеет размеры до 40 мм и содержит заряд массой 0,5…2 г. При сгорании заряда образуется рабочий газ давлением в несколько десятков МПа.[4]

Простейший широко распространённый пиропатрон ПП-З (7-ПП-683, чертёж ЛД34.368.016) конструктивно состоит из латунной облуженной гильзы, изолятора, центрального контакта, двух нитей накала (для надёжности) и заряда бездымного пороха. Внешне он напоминает 15 мм одноконтактный цоколь автомобильной лампы накаливания. Для его крепления используется упорная «юбка» в нижней части, а не байонетное крепление, как на лампах накаливания. Рабочее напряжение срабатывания — 24 вольта.

Более мощный пиротехнический патрон латунный ППЛ (индекс УРАВ ВВС 9-А-433), используемый для дистанционного перезаряжания автоматических пушек (ГШ-23, НР-30, 2А42, 2А72) и работы пиротехнических замков (например, в балочных держателях для сброса авиабомб), конструктивно исполнен в виде холостого патрона 6,18×60R с электровоспламенителем и 3,5 граммами зернёного семиканального пироксилинового пороха 4/7 Цфл (флегматизированного церезином).

Электровоспламенитель[править | править код]

В качестве инициирующего средства пиропатрона может использоваться электровоспламенитель[9] — сочетание электрозапала с капсюлем-воспламенителем.[10]:11 Существуют аналогичные устройства с электрическим инициированием не предназначенные для метательных зарядов и пиротехнических элементов: электрозажигательная трубка, электрозажигательный патрон — для воспламенения огнепроводных шнуров.[11][12] Устройство с электрическим инициированием без метательного заряда и пиротехнического элемента с капсюлем-детонатором является электродетонатором.[10]:141

Нижний предел энергии срабатывания электрозапала 10-5 Дж, для механического запала 0.5 Дж. Высокая чувствительность пиротехнических средств с электрозапалами может являться как преимуществом, так и недостатком в зависимости от конкретных условий. Электрозапалы могут обеспечить практически одновременное срабатывание независимо от расстояния и количества запалов.[2]:22

Для инициирования требуется преобразовать электрическую энергию в тепловую. В зависимости от формы преобразования разделяют на системы накаливания, искровые, с электропроводящим воспламенительным составом.[13] Проводники в электрозапале могут быть замкнутыми или разомкнутыми. В электрозапале с разомкнутыми проводниками между ними находится щель. Электропроводящие воспламеняющийся составы зажигаются за счет нагрева при прохождении тока. Возможна добавка металлических порошков или проводящих веществ с большим сопротивлением. Составы без добавок воспламеняются за счет пробоя промежутка электрической искрой. Наиболее распространены запалы с проволочными мостиками накаливания, в которых проводники замкнуты тонкой проволочкой, нагревающейся при прохождении тока и зажигающей воспламеняющий состав.[10]:134 Использование в одном пиропатроне двух мостиков накаливания, подсоединённых к двум парам проводников, повышает надежность его работы.[14]:6 Использование взрывающихся проволочных мостиков позволяет отказаться от использования капсюля, непосредственно инициируя основной малочувствительный заряд.[2]:216

Особенности[править | править код]

Персонал, работающий с пиропатронами, допускается на работы с повышенной опасностью после сдачи соответствующих зачётов, так как имеется реальная опасность получения телесных повреждений. Также известны случаи летальных исходов (отравления, отрывы конечностей и пр.).

Примечания[править | править код]

  1. Пиропатрон//Военный энциклопедический словарь в двух томах. Том II —М.:Большая российская энциклопедия, 2001
  2. 1 2 3 4 5 Frank B. Pollard, Jack H. Arnold, Jr. (ред.) Вспомогательные системы ракетно-космической техники —М.: Мир, 1970
  3. Розенбергер Ф. История физики. Часть вторая. История физики в новое врем —МЛ.: Государственное технико-теоретическое издательство, 1933 с. 286
  4. 1 2 Пиротехнические устройства//Космонавтика:Энциклопедия —М.:Сов. энциклопедия, 1985
  5. 1 2 Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая —М.:Машиностроение, 2012
  6. Федеральный закон от 13.12.1996 N 150-ФЗ Об оружии (с изменениями на 2 августа 2019 года)
  7. Патрон сигнальный//Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. — Под ред. Б. П. Жукова. Изд. 2-е, исправл. — М.:Янус К, 2000
  8. Пиротехника. Общие понятия//Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. — Под ред. Б. П. Жукова. Изд. 2-е, исправл. — М.:Янус К, 2000
  9. Электровоспламенитель//Военный энциклопедический словарь в двух томах. Том II —М.:Большая российская энциклопедия, 2001
  10. 1 2 3 Бубнов П.Ф., Сухов И.П. Средства иницирования. Краткий курс —М.:Оборонгиз, 1945
  11. Электрозажигательная трубка//Краткая энциклопедия по пиротехнике. Под ред. Ф.П.Мадякина. — Казань, 1999
  12. Электрозажигательный патрон//Краткая энциклопедия по пиротехнике. Под ред. Ф.П.Мадякина. — Казань, 1999
  13. Электровоспламенитель//Краткая энциклопедия по пиротехнике. Под ред. Ф.П.Мадякина. — Казань, 1999
  14. Медведев В.А., Крюков А.С. История создания пиротехнических источников энергии для дистанционного управления ракетно-космических комплексов —М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001