ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ЦЕЛИ

Техническое решение относится к военной технике и предназначено для использования в контактных взрывательных устройствах боеприпасов высокого быстродействия, например, кумулятивных. Пьезоэлектрический датчик цели (ПДЦ) - головной ударного типа, размещается по оси боеприпаса
Известны пьезоэлектрические датчики цели (ПДЦ) ударного типа, располагаемые в головной части кумулятивного боеприпаса. Например, патент Швейцарии 537 000 F42С 11/02 или патент ФРГ ДЕ 31 45 057 С1. Подобные отечественные конструкции ПДЦ приведены в книге «Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век». Издательский дом «Оружие и технологии». Москва. 2006. На стр.412 приводится ПДЦ Г-684Т к взрывательному устройству К-728, на стр.394 приводится многоэлементный ПДЦ 9Э273 ПГ к взрывательному устройству 9Э273.
Известные ПДЦ содержат кольцевую электроизоляционную обойму, в которой по кругу размещаются несколько пьезоэлементов (чаще всего от 3 до 6). В конструкции имеются опорная и нагружающая электроконтактные детали, через которые снимается рабочее напряжение с электродов пьезоэлементов при их нагружении при встрече боеприпаса с целью. В электроизоляционной обойме и в других деталях ПДЦ, как правило, выполняется осевое отверстие или сквозная полость для того, чтобы не было помех прохождению кумулятивной струи.
Недостатком известных конструкций головных ПДЦ является то, что в них электроконтактные детали непосредственно примыкают к торцевым электродам пьезоэлементов, поэтому такие ПДЦ, располагаясь в головной части боеприпаса (что необходимо для быстродействия), не обладают помехозащищенностью от воздействия дождя,
мелких брызг, насекомых и прочих предметов, могущих оказаться на траектории полета до встречи боеприпаса с целью.
Иногда для обеспечения несрабатывания ПДЦ от траекторных помех, его защищают конструкцией боеприпаса, исключая непосредственное воздействие на него траекторных помех. При этом усложняется конструкция боеприпаса и снижается быстродействие, отсчитываемое от момента касания с целью. Применяют также демпфирование нагружающей электроконтактной детали ПДЦ в части, непосредственно примыкающей к рабочим электродам пьезоэлементов, вводя демпфер из войлока или иного мягкого материала, обертываемого токопроводящей фольгой. Это ведет к усложнению конструкции ПДЦ, кроме того, всегда имеется шунтирующее (паразитное) действие параллельно включенных пьезоэлементов, не нагружаемых при встрече ПДЦ с преградой под углами (не в нормаль), что снижает генерируемое напряжение и, как следствие, уменьшает надежность конечного действия боеприпаса.
Предлагаемый ПДЦ по конструкции имеет наибольшую совокупность сходных признаков с многоэлементным кольцевым пьезоэлектрическим датчиком цели типа Г-684Т, применяемом во взрывательных устройствах противотанковых кумулятивных боеприпасов. Этот ПДЦ и выбран в качестве прототипа предлагаемой полезной модели.
Задача, решаемая настоящей полезной моделью, - обеспечение помехозащищенности ПДЦ от траекторных помех без усложнения его конструкции и, одновременно, повышение его надежности действия по целевой преграде.
Предлагаемая полезная модель, как и прототип, содержит обойму из электроизоляционного материала с размещенными в ней пьезоэлементами, опорную и нагружающую электроконтактные детали. В отличие от прототипа, в предлагаемом ПДЦ между нагружающей электроконтактной деталью и соответствующими торцами жестко закрепленных в электроизоляционной обойме пьезоэлементов имеется воздушный зазор,
а противоположные торцы пьезоэлементов примыкают к опорной электроконтактной детали. Предлагаемый ПДЦ отличается также тем, что величина воздушного зазора выбрана из условия отсутствия механического воздействия на пьезоэлементы со стороны нагружающей электроконтактной детали при деформации последней под воздействием помех на полете к цели.
На рисунке приведена конструкция предлагаемого ПДЦ.
ПДЦ содержит электроизоляционную обойму 1, выполняемую обычно из полиэтилена, в которой по кругу с натягом размещены пьезоэлементы 2 (обычно от 3-х до 6-ти штук). Опорная 3 и нагружающая 4 электроконтактные детали скрепляются с корпусной втулкой 5 металлическим колпачком 6. Пружина 7 служит электрическим соединением опорной электроконтактной детали 3 с другими токонесущими элементами взрывательного устройства. Нагружающая электроконтактнная деталь 4 электрически соединена с корпусом боеприпаса.
Работает ПДЦ следующим образом. При встрече с целевой преградой происходит осевая или, что чаще всего (при встрече с преградой под углами), местная торцевая деформация конструкции по внешнему диаметру. Деформация возникает со стороны колпачка 6 и нагружающей электроконтактной детали 4, при этом ликвидируется воздушный зазора между нагружающей электроконтактной деталью и торцем как минимум одного из пьезоэлементов, происходит его нагружение и выдача рабочего напряжения.
При встрече ПДЦ с нецелевой (малоинерционной) преградой (капли дождя, летающие насекомые и пр.) воздушный зазор сохраняется и нагружения пьезоэлементов не происходит. Тем самым обеспечивается требуемая помехозащищенность ПДЦ.
Повышенная надежность действия ПДЦ по целевой преграде обеспечивается тем, что при косых соударениях с преградой (встреча под углами от нормали), а это наиболее вероятные случаи, нагружаются лишь те пьезоэлементы, которые оказываются
в области деформации. Остальные ненагруженные пьезоэлементы оказываются электрически неподключенными к нагружаемым и не снижают генерируемого ими рабочего напряжения.
В конструкции ПДЦ применены отработанные и проверенные длительной практикой узлы и детали, что обеспечивает их высокую технологичность и приемлемость для серийного производства.