ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНО-ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ
SAFETY AND ARMING UNIT

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в боевых частях боеприпасов с бортовым источником питания, преимущественно управляемых ракет, имеющих маршевый двигатель.
Известен предохранительно-исполнительный механизм для боеприпасов по патенту US №6142080, МКП F42C 15/00, от 07.11.2000 г., включающий систему боевого взведения, содержащую поворотный механизм с ротором, выполняющим роль заслонки. Устройство содержит бортовой источник питания, резистор, конденсатор и электродетонатор. Зарядка конденсатора осуществляется в момент пуска при помощи замыкателя, разрядка - тем же замыкателем после окончания действия центробежной силы. Недостатком такого устройства является то, что он может применяться только во вращающихся снарядах, имеющих вращение более 20 оборотов в секунду.
Известен предохранительно-исполнительный механизм (ПИМ) по патенту RU №2301960 от 07.07.2005 г. МПК F42C 15/00, для боевой части управляемого боеприпаса с маршевым двигателем, имеющий бортовой источник питания, подключаемый к ПИМ после пуска. Устройство также содержит систему боевого взведения, штатного задействования, предохранения при нештатных ситуациях. Недостатком данного решения является большое количество газов, образующихся при горении пиротехники в результате работы узла пиротехнической самоликвидации, что существенно приводит к снижению электрической изоляции элементов ПИМ и снижению надежности устройства в целом. Недостатком устройства является также значительные габариты ПИМа.
Наиболее близким к предлагаемому является предохранительно-исполнительный механизм (ПИМ) (см. патент RU №2301960, МПК F42C 15/00), для боевой части управляемого боеприпаса с маршевым двигателем, имеющего бортовой источник питания, подключаемый к предохранительно-исполнительному механизму после пуска, включающий размещенные в корпусе электродетонатор, подпружиненную подвижную заслонку с центральным коническим отверстием, располагающимся, после взведения, соосно электродетонатору, предохранитель пиротехнического типа, инерционный механизм, блокирующий заслонку и содержащий подпружиненный груз, а также шунт электродетонатора, взаимодействующий с заслонкой. Согласно этому решению боевое взведение осуществляется перемещением плоской заслонки, на которую в служебном обращении опираются электроконтакты, образуя низкоомную электрическую цепочку, параллельную цепи электродетонатора и шунтирующую, таким образом, мостик электродетонатора, предохраняя его от срабатывания. В процессе перемещении заслонки во взведенное положение происходит соскальзывание контактов с электропроводящей заслонки и, тем самым, происходит снятие шунта с электродетонатора.
Такое решение не обеспечивает надежную и безопасную работы ПИМа, так как при длительном хранении, транспортировании, а также при боевом применении возможно ухудшение (или даже нарушение) электроконтакта в низкоомной электрической цепи между подвижной заслонкой и упругими контактами, что может привести к несанкционированному срабатыванию электродетонатора.
Задача, решаемая изобретением - повышение надежности работы боеприпасов в штатном режиме и повышение безопасности в служебном обращении, а также при нештатных ситуациях.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в предохранительно-исполнительном механизме для боевой части управляемого боеприпаса с маршевым двигателем и с бортовым источником питания, подключаемым к предохранительно-исполнительному механизму после пуска боеприпаса, включающем размещенные в корпусе электродетонатор, подпружиненную подвижную заслонку с центральным отверстием, расположенным во взведенном положении заслонки соосно электродетонатору, предохранитель, инерционный блокирующий механизм в виде подпружиненного груза, а также шунт электродетонатора, взаимодействующий с заслонкой, заслонка выполнена из электроизоляционного материала с запрессованной в ней металлической вставкой, шунт электродетонатора выполнен в виде натянутой струны, жестко соединенной концами с выводами электродетонатора и установленной перпендикулярно пути перемещения заслонки, инерционный блокирующий механизм расположен у боковой грани заслонки, а заслонка имеет ограничительный выступ, длина которого выполнена больше, чем расстояние от боковой грани заслонки до груза в его выдвинутом положении.
Передний торец заслонки, направленный в сторону струны, может быть выполнен скошенным под углом, с образованием острой грани.
Металлическая вставка может быть выполнена по меньшей мере из одного стального диска, имеющего диаметр больший, чем диаметр отверстия заслонки.
Заслонка может быть выполнена из термопласта.
Груз инерционного блокирующего механизма может иметь шляпку, а ограничительный выступ заслонки выполнен в виде полки, расположенной ниже шляпки груза в его выдвинутом положении.
Причинно-следственные связи между существенными признаками заявляемого изобретения и механизм получения технического результата заключаются в следующем.
Выполнение шунта электродетонатора в виде натянутой струны позволяет гарантированно обеспечить целостность шунта электродетонатора до момента его разрыва заслонкой, а также гарантированно обеспечить размыкание электрической цепи шунта при разрыве струны торцом заслонки.
Выполнение заслонки из электроизоляционного материала при ее взаимодействии с шунтом электродетонатора, выполненным в виде натянутой струны, жестко соединенной концами с выводами электродетонатора, исключает возможность возникновения электрической цепи после разрыва струны, по телу заслонки и, тем самым, повторное шунтирование электродетонатора. Расположение струны перпендикулярно пути перемещения заслонки, а также выполнение переднего торца заслонки с острой гранью гарантированно обеспечивает разрыв струны от удара торцом заслонки, движущейся под действием мощной пружины. Запрессовка в тело заслонки металлических вставок обеспечивает, с одной стороны, увеличение массы заслонки, что способствует более надежному разрыву струны, а с другой стороны - препятствует передаче детонационного импульса на детонатор боевой части снаряда через тело заслонки при несанкционированном срабатывании электродетонатора и, тем самым, обеспечивает безопасность боеприпаса до момента взведения. Этому также способствует выполнение запрессованных вставок (стальных дисков) с диаметром большим, чем диаметр электродетонатора.
Выполнение заслонки из термопласта, являющегося электроизоляционным материалом, повышает технологичность изготовления изделия, так как термопласт является легко обрабатываемым и доступным материалом.
Расположение инерционного блокирующего механизма у боковой грани заслонки повышает технологичность изделия, в том числе при изготовлении и сборке, а наличие у заслонки ограничительного выступа, длина которого выполнена больше, чем расстояние от боковой грани заслонки до груза в его выдвинутом положении, позволяет обеспечить взаимодействие заслонки при ее осевом смещении, с боковой стенкой подпружиненного груза в его выдвинутом положении, тем самым, блокировать перемещение заслонки при нештатной работе предохранительно-исполнительного механизма и фиксировать положение заслонки при штатной работе после взведения.
Выполнение груза инерционного блокирующего механизма с шляпкой и выполнение ограничительного выступа заслонки в виде полки, расположенной ниже шляпки груза в его выдвинутом положении позволяет повысить надежность блокировки заслонки в невзведенном положении, так как полка заслонки, находясь под шляпкой груза, препятствует опусканию груза ниже заслонки, например в случае осевых перегрузок (например, падении боеприпаса), то есть - препятствует разблокировке предохранительно-исполнительного механизма (ПИМа). Поэтому даже в случае пожара, когда предохранитель заслонки ее освободил и она перемещается под действием пружины, обеспечивается безопасность ПИМа. Одновременно с этим наличие выступа заслонки - в виде полки, а выполнение груза - с шляпкой дополнительно обеспечивает фиксирование заслонки при штатной работе и после взведения механизма.
На фиг. 1 показана общая электрическая схема ПИМа, на фиг. 2 показана конструкция ПИМа в осевом разрезе по заслонке в служебном обращении, до взведения; на фиг. 3 - то же, после взведения, на фиг. 4 - вид сверху на ПИМ без крышки и прокладок в служебном обращении, до взведения, на фиг. 5 - то же, после взведения, на фиг. 6 показан разрез предохранителя пиротехнического типа, на фиг. 7 - разрез инерционного блокирующего механизма, на фиг. 8 - схематичное изображение зацепления полки ограничительного выступа заслонки за шляпку груза инерционного блокирующего механизма при нештатном срабатывании ЭВ.
В тексте описания применены следующие сокращенные наименования:
ПИМ - предохранительно-исполнительный механизм, БЧ - боевая часть, ЭВ - электровоспламенитель, ЭД - электродетонатор, БИП - бортовой источник питания, БМ - блокирующий механизм.
Электрическая схема ПИМ (фиг. 1) содержит пусковой инерционный замыкатель 1, ЭВ 2, ЭД 3 с шунтирующим его выводы струной 4, жестко соединенной концами с выводами ЭД 3. Все элементы, находящиеся в ПИМе, на фиг. 1 обведены тонкой линией. На борту боеприпаса расположены головные контакты 5, замыкающиеся при встрече с целью, БИП 6 и ключ 7, замыкающийся после пуска боеприпаса. Детонатор 8 расположен в БЧ боеприпаса.
Все сборочные единицы, комплектующие элементы и детали размещены (фиг. 2 - фиг. 8) в электроизоляционной втулке 9, установленной в электроизоляционном корпусе 10, закрытом металлической крышкой 11. Между планками 12 закреплена, например, с помощью пайки, натянутая металлическая струна 4, обеспечивающая шунтирование ЭД 3 в служебном обращении и разрываемая перемещающейся электроизоляционной заслонкой 13 при взведении ПИМ. Для обеспечения разрыва струны 4 передний торец заслонки 13. направленный в сторону струны 4, выполнен скошенным под углом, с образованием острой грани 14.
В заслонке 13 выполнено цилиндрическое гнездо 15, в котором располагается пружина 16, центрированная стержнем 17, которая обеспечивает перемещение заслонки 13. В заслонку 13 запрессована металлическая вставка 18, выполненная, например, в виде двух стальных дисков. В начальном положении заслонки 13 металлическая вставка 18 находится напротив ЭД 3 и обеспечивает безопасность изделия в служебном обращении при нештатном срабатывании ЭД 3. В заслонке 13 также имеется сквозное коническое отверстие 19, которое, после взведения заслонки 13 при помощи пружины 16, оказывается напротив ЭД 3. Коническое отверстие 19 предназначено для передачи детонационного импульса от ЭД 3 на боевую часть при штатном срабатывании боеприпаса.
В служебном обращении заслонка 13 удерживается от перемещения предохранителем, например, пиротехнического типа, включающим стопор 20, пружину 21, пиротехнический состав 22.
Кроме того, устройство содержит инерционный БМ, включающий груз 23 и пружину 24 размещенные в колпачке 25. БМ расположен у боковой грани заслонки 13, а заслонка имеет ограничительный выступ 26, на пути перемещения которого расположен подпружиненный груз 23 в его выдвинутом положении и фиксирующий положение заслонки 13 после взведения. Подпружиненный груз 23 выполнен с шляпкой 27, а ограничительный выступ 26 заслонки 13 выполнен в виде полки расположенной ниже шляпки 27 груза 23 в его выдвинутом положении.
В штатном режиме ПИМ работает следующим образом. После пуска боеприпаса под действием осевой силы инерции груз 23, преодолевая сопротивление пружины 24, оседает, освобождая тем самым путь перемещения заслонки. Одновременно с этим, под действием осевой силы инерции замыкается инерционный пусковой замыкатель 1. Затем от БИП подается напряжение на выводы ЭВ 2, в результате срабатывания которого воспламеняется пиротехнический состав 22 предохранителя. По окончании времени дальнего взведения (после сгорания пиротехнического состава 22 предохранителя), стопор 20 под действием пружины 21 оседает вниз, освобождая заслонку 13. Заслонка 13 перемещается под действием пружины 16 и острой гранью 14 разрывает натянутую металлическую струну 4, снимая шунт с ЭД 3. При этом коническое отверстие 19 оказывается расположенным напротив ЭД 3, электродетонатор готов к работе для передачи детонационного импульса через отверстие 19 к БЧ. ПИМ взведен.
Одновременно с этим, после окончания действия осевых перегрузок груз 23 БМ под действием пружины 24 поднимается, возвращаясь в исходное положение, и вступает в контакт с ограничительным выступом 26, фиксируя тем самым заслонку 13 во взведенном положении.
При встрече с целью, замыкаются головные контакты 5 и на ПИМ от БИП подается напряжение, вызывающее срабатывание ЭД 3, детонационный импульс которого вызывает срабатывание детонатора 8 БЧ.
При воспламенении пиротехнических составов 22 предохранителя в нештатной ситуации (например, по причине пожара) стопор 20 освободит заслонку 13, но взведения ПИМ не произойдет, так как в отсутствии воздействия осевой силы инерции ограничительный выступ 26 заслонки 13, выполненный в виде полки, упрется в выступающий груз 23 блокирующего механизма (БМ). Но даже при последующем воздействии осевых перегрузок (например при падении боеприпаса) взведение ПИМа не произойдет, так как при оседании груза 23 его шляпка 27 опирается на полку выступа 26, что сделает невозможным дальнейшее его оседание, обеспечивая таким образом безопасность боеприпаса, так как для взведения ПИМа заслонка 13 должна была бы переместиться до разрыва торцом 14 заслонки 13 струны 4, однако для этого груз 23 должен был бы опуститься (утопиться в корпус ПИМа) ниже выступа 26 заслонки, что невозможно.
Применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить высокую безопасность ПИМ в различных условиях эксплуатации в служебном обращении и надежность действия у цели при достаточной простоте конструкции и малых габаритах.