ДИСТАНЦИОННЫЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ СНАРЯДОВ РЕАКТИВНЫХ СИСТЕМ ЗАЛПОВОГО ОГНЯ
TIME FUSE FOR SHELLS OF MULTIPLE ARTILLERY ROCKET SYSTEMS

Изобретение относится к области военной техники, а преимущественно к дистанционным взрывательным устройствам (ДВУ) для снарядов реактивных систем залпового огня (РСЗО) с кассетными или отделяемыми боевыми частями (БЧ).
Особенностью области использования снарядов является нормированный темп стрельбы, а это обстоятельство требует проведения установки взрывателя в автоматическом режиме в паузе между пусками соседних снарядов.
Известны взрыватели, устанавливаемые дистанционно по проводной или индуктивной линии, по патентам: US №6557450, МПК F42C 17/00, опубликован 06.05.2003, US №6484115, МПК F42C 11/04, опубликован 19.11.2002, US №6170377, МПК F42C 17/00, опубликован 09.01.2001, US №6138547, МПК F42C 17/00, опубликован 31.10.2000, US №5117732, МПК F42C 17/04, опубликован 02.06.1992, US №4664013, МПК F42C 11/06, опубликован 12.05.1987, US №4144815, МПК F42C 11/04, опубликован 20.03.1979, US №4022102 МПК F42C 17/00, опубликован 10.05.1977, US №3371579, МПК F42C, опубликован 05.03.1968, требующие непосредственного механического или электрического контакта взрывателя и его элементов с элементами аппаратуры управления при установке. Эти взрыватели не могут быть использованы для взрывателя снаряда РСЗО, находящегося в канале трубы пусковой установки.
В дистанционном взрывателе артиллерийского снаряда по патенту US №4750424, МПК F42C 9/00, опубликованному 14.06.1988, установка взрывателя может происходить автоматически в процессе заряжания и ручным способом. Взрыватель содержит батарею электропитания, электронное временное устройство, установочное кольцо для ручной установки, дисплей для отображения введенной информации, огневую цепь, устройство начальной блокировки (дальнее взведение), приемную катушку индуктивной линии связи с резонирующим конденсатором. При совмещении передающей катушки установщика с корпусом взрывателя через катушку установщика протекает переменный ток и возникает переменное электромагнитное поле, которое, пронизывая приемную катушку взрывателя, возбуждает на ее выводах переменное напряжение. После выпрямления постоянное напряжение, поступая на ключевую схему, подключает батарею питания к электронному временному устройству. Сигналы установки, содержащие информацию о времени дистанционного действия, запоминаются электронным временным устройством. Одновременно на дисплее взрывателя появляется информация о введенном времени. При выстреле снимается блокировка временного устройства и начинается отсчет времени дистанционного действия. По истечении установленного времени электронное временное устройство формирует сигнал "срабатывание", который приводит в действие огневую цепь, вызывающую срабатывание боевой части. При ручном варианте установки взрывателя производится поворот установочного кольца и происходит замыкание электрических контактов, с помощью которых подается электропитание на электронное временное устройство и формируется серия импульсов, устанавливающих временное устройство.
Использование этого технического решения для систем залпового огня представляет значительные трудности, так как для совмещения и разобщения катушек в процессе стрельбы необходимы сложные и быстродействующие механизмы. Другим недостатком устройства является размещение приемной катушки на электропроводящем корпусе батареи питания. Являясь короткозамкнутым витком, индуктивно связанным с приемной катушкой, корпус батареи снижает добротность приемного контура, что приводит к снижению кпд индуктивной линии связи и управления.
Известен дистанционный взрыватель снарядов реактивных систем залпового огня по патенту РФ №2240493 C1, МПК 7 F42C 9/00, содержащий приемную индукционную катушку, выпрямитель, конденсаторный источник питания, селектор импульсов, инерционный замыкатель, электронное временное устройство и предохранительный механизм. При установке через катушку установщика (аппаратуры подготовки и пуска снарядов) протекает переменный ток и возникает переменное электромагнитное поле, которое, пронизывая приемную катушку взрывателя, возбуждает на ее выводах переменное напряжение. Сигналы, содержащие информацию о времени дистанционного действия, запоминаются электронным временным устройством. При выстреле снимается блокировка временного устройства и начинается отсчет времени дистанционного действия. По истечении установленного времени электронное временное устройство формирует сигнал "срабатывание" на огневую цепь, которая приводит в действие боевую часть.
Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается заявляемым изобретением, при использовании дистанционного взрывателя по патенту РФ №2240493 заключаются в следующем:
- невозможность обеспечения работоспособности при осевых и радиальных взаимных смещениях до 20 мм приемной индукционной катушки взрывателя и передающей индукционной катушки установщика (аппаратуры управления), обусловленных технологическими допусками при изготовлении взрывателя, реактивного снаряда и пусковой установки с передающей катушкой и вызывающих значительное изменение амплитуды сигнала, индуцируемого на приемной индукционной катушке.
- невозможность переустановки установленного взрывателя при изменении условий применения, обусловленную невозможностью приведения электронного временного устройства в исходное состояние.
Описанное в этом патенте техническое решение, как наиболее близкое к заявляемому по технической сущности и достигаемому техническому результату, выбрано за прототип.
Общими признаками заявляемого изобретения с прототипом является наличие во взрывателе приемной индукционной катушки, выпрямителя, конденсатор питания, инерционного замыкателя, электронного временного устройства и предохранительно-исполнительного механизма.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование конструкции дистанционного взрывателя снарядов реактивных систем залпового огня, обеспечивающее работоспособность взрывателя при осевых и радиальных взаимных смешениях до 20 мм приемной индукционной катушки взрывателя и передающей индукционной катушки установщика, а также обеспечивающее возможность переустановки установленного взрывателя.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в дистанционный взрыватель снарядов реактивных систем залпового огня, содержащий, приемную индукционную катушку, выпрямитель, конденсатор питания, инерционный замыкатель, электронное временное устройство, соединенное с предохранительно-исполнительным механизмом, введены фильтр низкой частоты, с частотой среза, не превышающей половины частоты несущей сигнала установки, выделяющий огибающую сигнала установки, интегрирующая цепочка, ограничитель и стабилизатор напряжения. Вход фильтра низкой частоты подключен к выходу выпрямителя, а его выход соединен с входом ограничителя напряжения, выход которого подключен к входу "Установка" и через интегрирующую цепочку к входу "Сброс" электронного временного устройства. Выход ограничителя напряжения через диод подключен к конденсатору питания и входу стабилизатора напряжения. Выход стабилизатора напряжения подключен к шине питания и через контакты инерционного замыкателя к входу "Пуск" электронного временного устройства. Напряжение срабатывания ограничителя напряжения выбирается не менее минимально допустимой величины входного напряжения стабилизатора, но не превышающим максимально допустимых входных напряжений конденсатора питания и стабилизатора напряжения.
Устройство предлагаемого технического решения поясняется чертежами:
На фиг. 1 представлена схема взрывателя.
На фиг. 2 показана схема взрывателя с одним дополнительным ограничителем.
На фиг. 3 представлена схема взрывателя с двумя дополнительными ограничителями.
В состав взрывателя (фиг. 1) входят: приемная катушка 1, выпрямитель 2, фильтр низкой частоты 3, ограничитель напряжения 4, конденсатор питания 5, стабилизатор напряжения 6, электронное временное устройство 7, предохранительно-исполнительный механизм 8, инерционный замыкатель 9, интегрирующая цепочка 10.
Индукционная приемная катушка 1 (фиг. 1) своими отводами соединена с входом выпрямителя 2. Выход выпрямителя 2 подключен через фильтр низкой частоты 3 к входу ограничителя напряжения 4. Выход ограничителя подключен к входу 02 "Установка" и через интегрирующую цепочку 10 к дополнительно введенному входу 01 "Сброс" электронного временного устройства 7. Кроме того, выход ограничителя напряжения 4 через диод VD2 соединен с конденсатором питания 5 и входом стабилизатора напряжения 6. Выход стабилизатора напряжения 6 подключен к шине питания 03 электронного временного устройства 7 и к первому входу 01 инерционного замыкателя SA9, срабатывающего при наличии линейного ускорения на активном участке траектории. Второй выход 02 инерционного замыкателя 9 подключен к входу 04 "Пуск" электронно-временного устройства 7. Выход 06 электронного временного устройства 7 подключен к входу предохранительно-исполнительного механизма 8.
Полоса пропускания фильтра низкой частоты 3 выбирается таким образом, чтобы обеспечить выделение огибающей сигнала установки для управления электронным временным устройством 7. Частота среза фильтра низкой частоты 3 выбирается не превосходящей половины несущей частоты сигнала установки, но большей частоты огибающей информационного сигнала.
Ограничитель напряжения 4 может быть выполнен на резисторах R1, R2, стабилитроне VD1 и транзисторе VT1. Напряжение срабатывания ограничителя напряжения 4 выбирается не менее минимально допустимого входного напряжения стабилизатора напряжения 6, но не более максимально допустимого входного напряжения стабилизатора напряжения 6 и максимально допустимого напряжения на конденсаторе питания 5.
Значение напряжения ограничения, определяемое ограничителем напряжения 4, целесообразно выбирать максимально большим, равным или незначительно меньшим предельно допустимых напряжений на конденсаторе питания 5 и входного напряжения стабилизатора напряжения 6. Чем больше напряжения, до которого будет заряжен конденсатор питания 5, тем больше энергии он сможет отдать для питания электронного временного устройства 7 и тем большее при прочих равных условиях время дистанционного действия сможет отсчитать электронное временное устройство 7.
Интегрирующая цепочка 10 может быть выполнена, как это показано на фиг. 1, на резисторе R3 и конденсаторе C1.
Конденсатор питания 5 может быть выполнен на конденсаторе C2.
Напряжение, на которое настроен ограничитель напряжения 4, может превышать максимально допустимое напряжение, подаваемое на вход 02 "Установка" и вход 01 "Сброс" электронного временного устройства 7. В данном изобретении исключить указанное превышение предлагается двумя вариантами, представленными на фиг. 2, 3.
В варианте 1, представленном на фиг. 2, в схему взрывателя включен один дополнительный ограничитель напряжения 11. Дополнительный ограничитель 11 включен между выходом ограничителя напряжения 4 и объединенными входами интегрирующей цепочки 10 и 02 "Установка" электронного временного устройства 7. Дополнительный ограничитель напряжения 11 может быть выполнен на резисторе R4 и стабилитроне VD3. Напряжение срабатывания дополнительного ограничителя напряжения 11 выбирается большим минимального напряжения логической единицы по входам электронного временного устройства 7, но не превосходящим допустимой величины напряжения для входов 01 "Сброс" и 02 "Установка" электронного временного устройства 7.
Схема взрывателя, представленная на фиг. 3, включает два дополнительных независимых ограничителя напряжения 11, 12 для сигналов 01 "Сброс" и 02 "Установка". Первый дополнительный ограничитель 11 включен между выходом ограничителя напряжения 4 и входом 02 "Установка" электронного временного устройства 7. Второй дополнительный ограничитель 12 включен между выходом интегрирующей цепочки 10 и входом 01 "Сброс" электронного временного устройства 7.
Дополнительный ограничитель 11 может быть выполнен на стабилитроне VD3 и резисторе R4. Дополнительный ограничитель 12 может быть выполнен на стабилитроне VD4.
Напряжение срабатывания первого дополнительного ограничителя 11 выбирается большим минимального напряжения логической единицы, но не превосходящим допустимой величины напряжения по входу 02 "Установка" электронного временного устройства 7. Напряжение срабатывания второго дополнительного ограничителя 12 выбирается большим минимального напряжения логической единицы, но не превосходящим допустимой величины напряжения по входу 01 "Сброс" электронного временного устройства 7.
Работа взрывателя осуществляется следующим образом.
Аппаратура подготовки и пуска снарядов (установщик) формирует сигнал установки на передающую индукционную катушку (на чертежах не приводится). На индукционной приемной катушке 1 (см. фиг. 1) возникает сигнал в виде импульсов переменного напряжения. Выпрямителем 2 переменное напряжение преобразуется в напряжение положительной полярности. Фильтр низкой частоты 3 из выпрямленного напряжения отфильтровывает несущую частоту и более высокие частоты. Первая часть сигналов установки имеет длительность, много большую постоянной времени интегрирующей цепочки 10, и после фильтра низкой частоты 3 обеспечивает заряд конденсатора питания 5, а через интегрирующую цепочку 10 формирование сигнала на вывод 01 "Сброс" электронного временного устройства 7. Если амплитуда сигнала установки более напряжения срабатывания ограничителя напряжения 4, то последний, включаясь в работу, обеспечивает не превышение амплитуды сигнала над допустимой для конденсаторного питания 5, стабилизатора напряжения 6 и др. устройств схемы взрывателя. Далее, через паузу, большую утроенной постоянной времени интегрирующей цепочки 10, следующими короткими импульсами, длительность которых много меньше постоянной времени интегрирующей цепочки 10, происходит установка требуемого времени действия дистанционного действия взрывателя. Указанные импульсы поступают на вход 02 "Установка" электронного временного устройства 7, в котором информация о требуемом времени дистанционного действия запоминается. На этом установка взрывателя заканчивается.
При необходимости переустановки установленного во взрыватель требуемого времени дистанционного действия аппаратура управления (установщик) формирует сигнал, аналогичный используемому при первоначальной установке, с информацией о требуемом времени дистанционного действия.
При пуске снаряда возникают инерционные перегрузки (ускорение). Инерционный замыкатель 9 срабатывает, и его контакты 01, 02 замыкаются. На вход 04 "Пуск" электронного временного устройства 7 поступает сигнал. Начинается отсчет времени действия, по окончании которого электронное временное устройство 7 по своему выводу 06 формирует выходную команду, поступающую на предохранительно-исполнительный механизм 8 и далее на отделение моноблочной или раскрытие кассетной боевой части снаряда.
Технический результат - усовершенствование конструкции дистанционного взрывателя снарядов реактивных систем залпового огня, обеспечивающее возможность переустановки установленного взрывателя и работоспособность при значительных взаимных смещениях передающей и приемной катушек.
Технический результат достигается путем введения в конструкцию взрывателя фильтра низких частот, выделяющего огибающую сигнала установки, дополнительного входа "Сброс" для приведения в исходное состояние электронного временного устройства, входного ограничителя напряжения, обеспечивающего защиту конденсатора питания и стабилизатора напряжения от перенапряжений, возникающих на приемной индукционной катушке и выпрямителе в процессе установки, и дополнительных ограничителей управляющих сигналов электронного временного устройства, обеспечивающих ограничение по амплитуде управляющих сигналов.
Дистанционный взрыватель снарядов реактивных систем залпового огня, выполненный в соответствии с изобретением, позволяет обеспечить возможность многократной переустановки времени действия и работоспособность при значительных взаимных смещениях передающей и приемной катушек, обусловливающих существенное изменение от образца к образцу амплитуды индуцируемого напряжения сигнала установки.
Повышение эффективности залповой стрельбы реактивных систем залпового огня с применением заявленного изобретения подтверждено результатами лабораторных и натурных испытаний.