ПЬЕЗОГЕНЕРАТОР ВЗРЫВАТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.
Настоящая полезная модель относится к области военной техники, а именно к пьезоэлектрическим взрывателям бронебойных оперенных снарядов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.
Применение бронебойных кумулятивных невращающихся артиллерийских снарядов для поражения различных бронированных целей связано со стабилизацией их положения в полете с помощью оперения. Оперение раскрывается при вылете снаряда из ствола пушки. При этом в кумулятивных снарядах используются надежные пьезоэлектрические взрыватели мгновенного действия.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является головодонный взрыватель В-15 (Головодонный взрыватель В-15. Описание устройства и действия. Воениздат МО СССР, Москва - 1966).
В состав взрывателя В-15 входит пьезогенератор, располагающийся в головной части снаряда. Пьезогенератор взрывателя В-15 содержит пьезоэлемент из титаната бария марки ТБ-1 (по ГОСТ В 16437-86 «Элементы пьезокерамические для взрывателей и взрывательных устройств»), опирающийся на контакт, запрессованный через изоляцию в металлический корпус, и стальной ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус. Сверху пьезогенератор закрыт предохранительным колпаком. При встрече с преградой удар через поджимную гайку и ударник передается на пьезоэлемент, который при сжатии вырабатывает электрический высоковольтный импульс для срабатывания искрового электродетонатора.
-12
-12
-12
Недостатком данного технического решения является применение пьезоэлемента из титаната бария с малым значением пьезомодуля, ограниченным сверху, в то время как при производстве пьезомодуль ограничен снизу (не менее 133*10 Кл/Н). При отборе пьезоэлементов из титаната бария по верхнему значению пьезомодуля 200*10 Кл/Н до 60% элементов непригодны для использования в данном пьезогенераторе. Ограничение пьезомодуля по верхнему значению, т.е. ограничение чувствительности пьезогенератора к удару, связано с тем, что при раскрытии оперения корпус снаряда испытывает динамический удар, который передается на пьезогенератор и может вызвать ложное срабатывание взрывателя. Кроме того, производство элементов из из титаната бария прекращено в связи с утратой технологии. В настоящее время пьезоэлементы для взрывателей изготовляются только из цирконата-титаната свинца (ЦТС-19) с пьезомодулем не менее 270*10 Кл/Н; использовать эти пьезоэлементы в пьезогенераторе описанной конструкции невозможно. Известен способ повышения помехоустойчивости пьезогенератора за счет демпфирования контактного давления на пьезоэлемент с применением пластичных неметаллических материалов (резины, сукна), обернутых фольгой по патенту РФ на полезную модель №77039 класс F42C 11/02. Такое решение требует больших габаритов взрывателя и для надежности действия применения нескольких пьезоэлементов. Испытания показали, что реакция такой системы носит при малых нагрузках колебательный характер с достаточно большими выбросами напряжения и может привести к ложному срабатыванию детонатора.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании конструкции пьезогенератора взрывателя, свободной от указанных недостатков, присущих техническому решению, представляющему известный уровень техники.
Данная задача решается за счет того, что в пьезогенератор взрывателя, содержащий пьезоэлемент и ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус, устанавливается пьезоэлемент из цирконата-титаната свинца, при этом для снижения чувствительности пьезогенератора к удару до необходимого уровня ударник выполнен из сплава АМг6 и прижат к пьезоэлементу с осевым давлением 9-10 МПа по всей поверхности, устраняющим возникновение сигналов помех («дребезг») пьезогенератора в момент раскрытия оперения.
Техническим результатом полезной модели является расширение возможности изготовления пьезогенератора за счет использования выпускаемого более технологичного пьезоэлемента из цирконата-титаната свинца и ударника, выполненного из сплава АМг6 и прижатого к пьезоэлементу с установленным осевым давлением. Одновременно сокращается отход пьезоэлементов при изготовлении пьезогенераторов.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Полезная модель иллюстрируется описанием и примером практического использования.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид пьезогенератора.
Пьезогенератор состоит из корпуса 4, контакта 5, запрессованного в трубку 2, изолированных от корпуса пластмассой 6, пьезоэлемента 7 из цирконата-титаната свинца, ударника 8 из сплава АМг6, поджимной гайки 9, колпака 10, пластикатовой прокладки 3 и контактной пружины 1. При сборке пьезогенератора гайка 9 закручивается с моментом, обеспечивающим осевое давление 9-10 МПа по всей поверхности пьезоэлемента. Прокладка 3 обеспечивает герметичность при монтаже пьезогенератора в снаряд. Корпус 4 и контактная пружина 1 являются выводами пьезогенератора.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Работа пьезогенератора происходит следующим образом.
При встрече с преградой (целью) происходит деформация колпака 10 и сжатие пьезоэлемента 7 между контактом 5 и ударником 8, в результате чего возникает разность потенциалов на электродах пьезоэлемента 7, которая подается на искровой электрический детонатор в детонационной части взрывателя. В момент раскрытия оперения после вылета снаряда из ствола пушки смятия колпака 10 не происходит, но под действием силы инерции гайка 9 давит на ударник 8, вызывая разность потенциалов (помеху) на электродах пьезоэлемента 7, которая могла бы вызвать срабатывание искрового электродетонатора. Вследствие того, что ударник выполнен из сплава АМг6, гайка 9 врезается в ударник. Это демпфирует усилие сжатия пьезоэлемента 7 и снижает выходное напряжение пьезогенератора ниже уровня срабатывания искрового электродетонатора. Устойчивая работа пьезогенератора в описанном режиме обеспечивается только при создании первоначального осевого давления в 9-10 МПа по всей поверхности пьезоэлемента. Испытания опытных партий подтвердили работоспособность пьезогенератора, предложенной конструкции.