ВЗРЫВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОНИКАЮЩИХ БОЕПРИПАСОВ
EXPLOSIVE DEVICE FOR PENETRATING AMMUNITION

Изобретение относится к военной технике, а именно к взрывательным устройствам для проникающих боеприпасов, в которых боевой заряд подрывается после встречи с преградой на заданной глубине в широком диапазоне скоростей встречи и разброса характеристик преграды.
Известен взрыватель с авторегулируемым замедлением («Материальная часть артиллерии, боеприпасы и приборы», Вороновский Д.Д., Военное издательство Министерства Обороны Союза ССР, Москва, 1958 год, стр. 195-196), обеспечивающий разрыв снаряда после пробивания преграды. Действие замедлителя основано на изменении скорости горения порохового замедлителя при сжатии его инерционной шайбой с большей или меньшей силой. При встрече снаряда с преградой шайба по инерции продвигается вперед и спрессовывает дымный порох замедлителя. Чем толще преграда, пробиваемая снарядом, тем больше уплотняется порох замедлителя, вследствие чего время его горения увеличивается.
Достоинством такого способа регулирования является простота устройства. Недостаток его заключается в неполном регулировании замедления, так как изменение скорости горения пороха непропорционально изменению плотности.
Известно устройство для установки времени срабатывания электронного дистанционного взрывательного устройства (Патент RU №2179300, публ. 27.02.2002 г., МПК F42C 011/06), включающее электронное временное устройство, выполненное в виде генератора и счетчика импульсов, и блок коррекции, в состав которого введен акселерометр и вычислительное устройство, формирующее сигнал коррекции установленного перед выстрелом времени дистанционного действия. Значение сигнала коррекции определяется как разность между функционалом, вводимым с наземной аппаратуры перед пуском снаряда, и масштабированным значением скорости снаряда в фиксированной точке траектории.
Недостатком данного устройства является задержка формирования сигнала коррекции, обусловленная затратами времени на работу вычислительного устройства, которые определяются тактовой частотой вычислительного устройства и объемом вычислительных операций, включающих интегрирование данных с акселерометра, вычисление разности между функционалом, вводимым с наземной аппаратуры, и масштабированным значением скорости снаряда. Задержка формирования сигнала коррекции может привести, в условиях высокоскоростного взаимодействия боеприпаса с преградой, к значительной погрешности отсчета времени выдачи команды на срабатывание взрывательного устройства.
Известно устройство для генерирования электрического сигнала (Патент RU №2105950, публ. 27.02.1998 г., МПК F42C 011/06) при заглублении тела за поверхность мишени на заданную глубину при неизвестной заранее относительной скорости встречи проникающего тела с мишенью, состоящее из тела, в котором установлены ударный датчик и датчик взаимодействия с поверхностью мишени. Выход ударного датчика соединен с входом первого порогового устройства, выход датчика взаимодействия с поверхностью мишени соединен с входом второго порогового устройства. Выход первого порогового устройства соединен с первым выходом таймера, выход которого соединен с первым выходом схемы замедления. Выход второго порогового устройства соединен со вторым входом таймера и со вторым входом схемы замедления. Выход схемы замедления соединен с входом формирователя выходного сигнала. Таймер и схема замедления образуют блок временной задержки.
Недостатком указанного устройства является то, что при отсчете времени замедления не учитывается уменьшение скорости проникающего тела в процессе заглубления в мишень. В связи с этим, при заглублении проникающего тела (боеприпаса) в мишень, обладающую достаточной прочностью, вязкостью и протяженностью, формирование сигнала на срабатывание боеприпаса будет происходить на глубине меньше заданной, что может значительно снизить запреградное действие боеприпаса.
Задачей, стоящей в этой области техники, на решение которой направлено предполагаемое техническое решение, является создание боеприпаса, обладающего повышенной эффективностью поражения цели и надежностью боевого применения.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении срабатывания взрывателя на заданной глубине, при поражении проникающими боеприпасами преград различного типа в широком диапазоне скоростей встречи и разброса характеристик преград.
Поставленная задача решается за счет того, что взрывательное устройство содержит два датчика приближения, триггер, преобразователь «время-напряжение», источник опорного напряжения, блок аналогового деления, акселерометр, интегратор ускорения, сумматор-вычитатель, интегратор скорости, пороговое устройство и предохранительно-исполнительный механизм, при этом выход первого датчика приближения подключен к входу S триггера, выход второго датчика приближения - к входу R триггера, выход триггера подключен к входу преобразователя «время-напряжение», выход которого подключен к входу «делителя» блока аналогового деления, вход «делимого» подключен к источнику опорного напряжения, выход блока аналогового деления подключен к суммирующему входу сумматора-вычитателя, а его вычитающий вход соединен с выходом интегратора ускорения, вход которого соединен с акселерометром, выход сумматора-вычитателя через интегратор скорости подключен к входу порогового устройства, выход которого соединен с входом инициирования предохранительно-исполнительного механизма.
Введение в состав взрывательного устройства двух датчиков приближения, имеющих разные дистанции срабатывания, триггера и преобразователя «время-напряжение» позволяет определить интервал времени между сигналами датчиков приближения (время пролета «измерительной базы») и преобразовать его в напряжение, необходимое для проведения аналоговых вычислений.
Блок аналогового деления позволяет осуществить вычисление скорости боеприпаса при подходе к преграде в масштабе напряжения путем выполнения операции деления опорного напряжения, соответствующего длине «измерительной базы», на величину напряжения, соответствующего времени пролета «измерительной базы».
Введение в состав взрывательного устройства сумматора-вычитателя позволяет определить зависимость скорости боеприпаса (в масштабе напряжения) от времени в процессе взаимодействия с преградой. Для этого на его суммирующий вход от блока аналогового деления подается постоянное напряжение, пропорциональное скорости боеприпаса при подходе к преграде, а на вычитающий вход - напряжение пропорциональное падению скорости боеприпаса при торможении в преграде, которое поступает с выхода интегратора ускорения, подключенного к акселерометру.
Интегратор скорости определяет функциональную зависимость пути, пройденного боеприпасом в преграде, от времени. При этом пороговое устройство, при достижении установленной глубины срабатывания, выдает исполнительную команду на предохранительно-исполнительный механизм.
В результате использования в составе взрывательного устройства представленных элементов аналоговой вычислительной техники исключаются затраты времени на выполнение вычислительных операций, характерных для цифровых вычислительных устройств. Это обеспечивает расчет в реальном времени момента выдачи исполнительной команды на заданной глубине с минимальной задержкой в широком диапазоне относительных скоростей встречи и характеристик преград и способствует повышению эффективности действия проникающих боеприпасов.
Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой представлена структурная схема взрывательного устройства для проникающих боеприпасов.
На фигуре обозначены:
1 - первый датчик приближения;
2 - второй датчик приближения;
3 - триггер;
4 - преобразователь «время-напряжение»;
5 - источник опорного напряжения;
6 - блок аналогового деления;
7 - акселерометр;
8 - интегратор ускорения;
9 - сумматор-вычитатель;
10 - интегратор скорости;
11 - пороговое устройство;
12 - предохранительно-исполнительный механизм.
Работает взрывательное устройство следующим образом. При приближении боеприпаса к поверхности преграды срабатывает первый датчик приближения 1, который подает логический сигнал на вход S триггера 3 и переводит его в состояние «логической единицы». По мере дальнейшего приближения боеприпаса к преграде срабатывает второй датчик приближения 2, сигнал которого поступает на вход R триггера 3, переводя его в состояние «логического нуля». Таким образом, на выходе триггера 3 формируется импульс напряжения, длительность которого соответствует временному интервалу между сигналами первого 1 и второго 2 датчиков приближения. Импульс напряжения поступает на вход преобразователя «время-напряжение» 4, который методом интегрирования формирует на выходе постоянное напряжение, амплитуда которого пропорциональна длительности входного импульса, то есть времени пролета боеприпасом известного расстояния между дистанциями срабатывания датчиков приближения («измерительной базы»). Напряжение с выхода преобразователя «время-напряжение» 4 поступает на вход «делителя» блока аналогового деления 6. На вход «делимого» блока аналогового деления 6 от источника опорного напряжения 5 подается напряжение, соответствующее величине «измерительной базы». На выходе блока аналогового деления 6 формируется постоянное напряжение, соответствующее скорости подхода боеприпаса к преграде. Это напряжение подается на суммирующий вход сумматора-вычитателя 9.
При встрече боеприпаса с преградой сигнал с акселерометра 7 начинает поступать на вход интегратора ускорения 8, который формирует выходное напряжение, пропорциональное падению скорости боеприпаса в преграде. Это напряжение подается на вычитающий вход сумматора-вычитателя 9. При этом на выходе сумматора-вычитателя 9 формируется напряжение, амплитуда которого соответствует зависимости текущей скорости боеприпаса от времени.
Выходной сигнал сумматора-вычитателя 9 поступает на вход интегратора скорости 10, на выходе которого формируется напряжение, соответствующее зависимости пройденного пути от времени. Этот сигнал подается на вход порогового устройства 11, которое в момент достижения равенства пройденного пути заданной глубине срабатывания выдает исполнительную команду на предохранительно-исполнительный механизм 12.
Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять подрыв проникающих боеприпасов на заданной глубине в широком диапазоне скоростей встречи и разброса характеристик преграды.
Таким образом, заявленная конструкция взрывательного устройства позволяет повысить эффективность действия проникающих боеприпасов.
Положительный эффект, достигаемый при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности боевого применения боеприпасов.