Материаловедение

Пьезогенераторы

Для обеспечения надежного подрыва боевой части в конструкцию некоторых видов снарядов (например, винтовочных гранат, авиационных ракет) вводятся пьезовзрыватели. Их преимущество по сравнению с обычными механическими взрывателями состоит в обеспечении меньшего времени срабатывания детонационной цепи, большей надежности и лучшем действии при стрельбе по броне при малых углах встречи.

Основные части конструкции пьезовзрывателя: пьезогенератор, состоящий из пьезоэлемента и ударника, и искровой электродетонатор. Ударник служит для сжатия пьезоэлемента при ударе о преграду. При сжатии пьезоэлемента в искровом промежутке электродетонатора возникает электрический разряд, который вызывает взрыв его, передаточного заряда, детонатора, который, в свою очередь, вызывает взрыв основного заряда снаряда.

На рис. 1 показана конструкция реактивного снаряда, предназначенного для поражения бронированных целей, разрушения укрытий и уничтожения огневых средств противника. Снаряд приводится в действие с помощью пьезовзрывателя, установленного в его головной части.

Рис. 1. Разрез реактивного снаряда: 1 – баллистический наконечник; 2 – пьезоэлектрический элемент; 3 – кумулятивный вкладыш; 4 – взрывчатое вещество; 5 – замок боевой части; 6 – диафрагма; 7 – взрыватель; 8 – стартовый двигатель; 9 – маршевый двигатель; 10 – катушка с проводом; 11 – стабилизатор; 12 – бортовая аппаратура; 13 – система управления; 14 – гироскоп

Подобный принцип действия имеют пьезозажигалки. Основу их конструкции составляют пьезоэлементы, которые в момент нажатия вырабатывают электрическую искру, достаточную для воспламенения газа. Пьезозажигалки предназначены для воспламенения газа в горелках газовых плит, духовок, водонагревательных колонок и других газовых приборов. В отличие от других типов зажигалок пьезозажигалки не требуют дополнительных источников питания, более надежны и пожаробезопасны в эксплуатации.

На рис. 2 показана конструкция преобразователя энергии, работающего на основе применения пьезокерамических материалов, который может служить в качестве маломощного источника тока. Пьезогенератор содержит ротор 1 с деформирующими роликами 2, биморфный дисковый пьезоэлемент 3, закрепленный с помощью полого штыря 4 на статоре 5. В креплении пьезоэлемента 3 имеются изолирующие шайбы 6, а по краю диска пьезоэлемента 3 закреплена гибкая изолирующая прокладка 7. В многоэлементном варианте пьезогенератора применяется пакет пьезоэлементов. При вращении ротора 1 от внешнего источника механической энергии ролики 2, которые установлены относительно дисковых пьезоэлементов таким образом, что обеспечивается их деформация, прокатываются по прокладке 7. При деформации пьезоэлемента на электродах вследствие прямого пьезоэффекта возникают заряды, при этом на внешних электродах пьезоэлемента – заряды противоположного знака, которые составляют разности потенциалов. При вращении ротора и круговой деформации пьезоэлемента на электродах возникает постоянная разность потенциалов, соответствующая величине деформации.

Пьезогенератор постоянного тока

Рис. 2. Пьезогенератор постоянного тока: 1 – ротор; 2 – ролики; 3 – дисковый пьезоэлемент; 4 – штырь; 5 – статор; 6 – шайба; 7 – изолирующая прокладка

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *