МЕХАНИЧЕСКИЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ

Предложенная полезная модель относится к комбинированным взрывателям двойного действия ударного и временного, срабатывающим от инерционного перемещения механизмов при встрече с преградой и по истечении заданного промежутка времени с момента выстрела, определяемого сгоранием пиротехнических составов механизма самоликвидации.
Уровень данной области техники характеризует конструкция головного взрывателя артиллерийских боеприпасов, описанная патенте RU 23971, F42С 9/14, 2002 г., содержащего помещенный в кожухе монтажный корпус, несущий подпружиненное жало инерционного механизма взведения, воспламенитель которого связан с пиротехническими зарядами, сообщающимися с капсюлем-детонатором самоликвидации, и стопорный затвор, кинематически связанный с опирающейся на пружину шиберной заслонкой, имеющей коммуникационное окно, а также ударный инерционно-реакционный механизм, смонтированный над источником детонации основного заряда боеприпаса.
Особенностью описанного взрывателя является выполнение механизма взведения в виде энергосодержащей ампульной электролитической батареи, связанной с пороговым устройством бесконтактного управления электрическими цепями, что повышает точность по дальнему взведению и надежность срабатывания взрывателя при контакте с преградой.
Однако продолжением достоинств этого взрывателя является недостаток по функциональной надежности из-за хрупкости стеклянных ампул источника электропитания, неконтролируемую целостность которых затруднительно сохранить в служебном обращении, при ударах и вибрациях транспортировки и перегрузках длительного хранения боеприпасов.
Кроме того, не представляется технически возможным реализовать конструктивную схему взрывателя в ограниченных габаритах малокалиберных артиллерийских боеприпасов.
Разнородная техника электромеханических исполнительных механизмов осложняет технологию изготовления и комплектацию взрывателей массового производства, что снижает боеготовность и мобильность вооружения.
Более совершенным является механический универсальный взрыватель по патенту RU 2228513 C1, F42C 9/00, 2004 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному взрывателю.
Известный механический взрыватель инерционно-реакционного действия содержит помещенный в кожухе и закрытый прокладками по торцам монтажный корпус, несущий накольник инерционного механизма взведения, воспламенитель которого связан пиротехническими зарядами капсюля-детонатора самоликвидации.
Затвор механизма дальнего взведения кинематически связан с опирающимся на плоскую пружину поворотным шибером, выполненным со смещенным центром масс, в облегченной части которого установлен капсюль-детонатор, расположенный в служебном обращении на максимальном удалении от огневой цепи взрывателя.
Свободный конец закрепленной в пазу монтажного корпуса плоской пружины опирается на центробежный толкатель и взаимодействует с радиально подвижным фиксатором, размещенным в торцовом пазу поворотного шибера.
В головной части корпуса размещен содержащий инерционную втулку и реакционный ударник механизма подачи подпружиненного осевого жала к капсюлю-детонатору, устанавливаемому поворотным шибером на огневую цепь, где последовательно размещены передаточный заряд и основной детонатор, взаимодействующий со снаряжением боеприпаса.
Известный механический взрыватель обеспечивает контактное и дистанционное срабатывание самоликвидации боеприпаса, при ударном накалывании капсюля-детонатора, при этом конструктивно гарантирована безопасность в служебном обращении и предотвращен несанкционированный подрыв.
Недостатком известного взрывателя является неудовлетворительная безопасность в служебном обращении и низкая надежность при функционировании.
В служебном обращении, при случайном срабатывании капсюля-воспламенителя, может происходить взведение взрывателя, когда поворотом шибера капсюль-детонатор выводится на линию огня и происходит подрыв боеприпаса, что недопустимо из условий безопасности.
При срабатывании капсюля-воспламенителя выгорает пороховой упор стопора шиберной заслонки, который имеет возможность для смещения к периферии, освобождая эксцентриковый шибер для несанкционированного поворота, в частности, от бокового удара при падении боеприпаса. Шибер реакционно поворачивается в сторону, против часовой стрелки, в результате чего происходит взведение взрывателя и последующий его подрыв в служебном обращении или подрыв в момент выстрела.
Кроме того, на полете боеприпаса, когда он не подорвался при встрече с преградой под углом и прекращении его вращения, эксцентрик имеет возможность автономного реакционного поворота, в результате чего подрыв самоликвидации не происходит, так как линия огня оказывается перекрытой и детонатор не инициируется.
Центробежный стопор шибера реакционно возвращается вовнутрь его радиального паза, в результате чего шибер поворачивается в исходное положение, выводя капсюль-детонатор с линии огня, где он экранируется массивной перемычкой над передаточным зарядом, поэтому самоликвидации боеприпаса не происходит
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности взрывателя и его безопасности в служебном обращении.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном механическом взрывателе двойного действия, содержащем размещенные в корпусе инерционную втулку, связанную с осевым жалом реакционно-инерционного механизма, инерционный механизм взведения с подпружиненным накольником и воспламенителем, сообщающимся посредством пиротехнических зарядов с капсюлем-детонатором самоликвидации, стопорный механизм дальнего взведения с пиротехническим упором, кинематически связанным с поворотной шиберной заслонкой в форме эксцентрика, несущего дополнительный капсюль-детонатор с возможностью его позиционирования на линии огня, где установлен продольный передаточный заряд над детонатором основного заряда боеприпаса, при этом эксцентрик взаимодействует с размещенной в его вертикальном пазу пластинчатой пружиной, опирающейся свободным концом на центробежный упор и взаимодействующей с его фиксатором ступенчатой формы, установленным с возможностью радиальных перемещений, по предложению авторов, в поворотной шиберной заслонке под центробежным стопором выполнен наклонный паз конгруэнтный профилю пластинчатой пружины, торец которой взаимодействует с уступом на облегченной части эксцентрика, при этом на периферии утяжеленной части поворотного эксцентрика смонтированы вставки из более плотного материала.
Отличительные признаки повысили функциональную надежность взрывателя по срабатыванию от удара при встрече с преградой и дистанционно через заданное время, а также обеспечили безопасность в служебном обращении и при выстреле, исключив несанкционированный подрыв.
Выполнение наклонного паза под профиль пластинчатой пружины в поворотной шиберной заслонке, соосно центробежному стопору, обеспечивает геометрическое замыкание пластинчатой пружины с поворотным шибером, что предотвращает отвод капсюля-детонатора с огневой линии, в исходное положение предохранения, в результате чего подрыв самоликвидации боеприпаса не происходит.
Выполнение уступа на облегченной части поворотного эксцентрика под торец пластинчатой пружины предотвращает несанкционированное взведение взрывателя при случайном срабатывании капсюля-воспламенителя в служебном обращении, так как поворот шиберной заслонки исключается механически.
Вставки из более плотного материала в утяжеленной части эксцентрика повышают его чувствительность к повороту под воздействием центробежных сил минимальной величины, что гарантированно обеспечивает установку капсюля детонатора на линии огня взрывателя, соосно его исполнительному детонатору.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в полезной модели техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображены:
на фиг.1 - взрыватель в разрезе по А-А на фиг.5;
на фиг.2 - то же, по Б-Б;
на фиг.3 - взрыватель во взведенном положении после выстрела;
на фиг.4 - вид В на фиг.3;
на фиг.5 - разрез по Г-Г- на фиг.2;
на фиг.6 - вид Д на фиг.5.
В кожухе 1 взрывателя закреплены монтажный корпус 2 и его головная часть 3, в центральном окне которой с возможностью продольных перемещений смонтирован колпачковый ударник 4, изнутри опирающийся фланцем через уплотнительную шайбу 5.
Ударник 4 установлен на радиальных рычагах 6, размещенных на торце инерционной втулки 7, свободно примыкающей к головной части 3. Рычаги 6 ограничивают положение осевого жала 8, нагруженного пружиной 9.
Соосно жалу 8 в глухом продольном пазу монтажного корпуса 2 установлен передаточный заряд 10 и в торце взрывателя закреплен исполнительный детонатор 11, инициирующий взрывчатое наполнение боеприпаса.
Колпачковый ударник 4 выполнен с возможностью совмещения с полостью втулки 7, на опорном торце которой имеются скосы 12 к центру для свободного прохода рычагов 6 при их угловых поворотах вокруг опоры.
Внутри втулки 7 коаксиально установлено оседающее кольцо 13, зафиксированное в верхнем (по чертежу) положении пластинчатыми защелками 14, которые закреплены на ее нижнем торце.
При этом свободный конец пластинчатых защелок 14 опирается на буртик 15 инерционной втулки 7, для продольных перемещений которого на периферии оседающего кольца 13 проточкой выполнен карман 16.
В колпачковом ударнике 4 выполнен дросселирующий клапан 17, емкость которого заполнена пластичным герметиком 18, перекрывающим коммуникационные отверстия 19 и дюзу 20 в его крышке 21.
В смещенном от центра (фиг.5) цилиндрическом пазу 22 монтажного корпуса 2 на оси 23 установлен поворотный шибер 24, геометрически выполненный со смещенным центром масс в форме эксцентрика.
В облегченной части поворотного эксцентрика 24 закреплен капсюль-детонатор 25, в служебном положении расположенный в крайнем удалении от оси взрывателя, с которой имеет возможность совмещаться при функционировании. В служебном обращении шибер 24 перекрывает огневую цепь взрывателя.
В утяжеленной части поворотного эксцентрика 24 смонтированы вставки 26 из более плотного материала, которые увеличивают его инерционность.
Для фиксирования исходного положения шибера 24 служит пластинчатая пружина 27, закрепленная вертикально в пазу 28 корпуса 2, при этом ее свободный конец прижат к центробежному толкателю 29 (фиг.2).
В исходном положении эксцентриковый шибер 24 удерживается расположенным в его пазу 30 затвором 31 механизма дальнего взведения. Затвор 31 размещен в направляющем цилиндре 32, нагружен пружиной 33 и опирается на пиротехнический стопор 34.
Диаметрально капсюлю-детонатору 25 (фиг.5) в торцевом пазу шибера 24 установлен радиально подвижный фиксатор 35 ступенчатой формы, для взаимодействия в рабочем положении с пластинчатой пружиной 27, которая торцом взаимодействует с уступом 36 в облегченной части шибера 24, препятствуя его реакционному повороту при боковом ударе о преграду.
В монтажном корпусе 2 установлен инерционный механизм взведения (фиг.1), который включает стационарный накольник 37 и подпружиненный капсюль-воспламенитель 38, который посредством пиротехнических зарядов 39 и воспламенителя 40 сообщается с капсюлем-детонатором 41 самоликвидации.
Функционирует взрыватель следующим образом.
В исходном положении служебного обращения шибер 24 перекрывает огневую цепь, а капсюль-детонатор 25 находится в крайнем удалении от продольной оси взрывателя, при этом затвор 31 кинематически замкнут в пазу 29 шибера 24, исключая его произвольный поворот вокруг оси 23.
Вертикально расположенная пластинчатая пружина 26 опирается на центробежный толкатель 28, который находится внутри корпуса 2. Свободный конец пластинчатой пружины 26, защемленной в пазу 27 корпуса 2, размещается внутри шибера 24, препятствуя его повороту.
При выстреле под действием линейного ускорения боеприпаса капсюль-воспламенитель 38 перемещается вниз по чертежу (фиг.1) и взаимодействует с накольником 37, кольцо 13 оседает внутри втулки 7, а осевое жало 8, сжимая пружину 9, устанавливается в технологическом центральном пазу неподвижного шибера 24.
При этом пластинчатые защелки 14 принудительно отгибаются буртиком 15 инерционной втулки 7 вовнутрь кармана 16 оседающего кольца 13.
В крайнем нижнем положении оседающего кольца 13 загнутые концы пластинчатых защелок 14 минуют буртик 15 и упруго отжимаются, опираясь на него снизу, геометрически замыкая в конструкционном и функциональном единстве оседающее кольцо 13 с инерционной втулкой 7.
Воспламенительным импульсом сработавшего капсюля-воспламенителя 38 инициируется горение пиротехнического заряда 34 механизма дальнего взведения и пиротехнические заряды 39 устройства самоликвидации.
Генерируемые газообразные продукты горения зарядов 34 и 39 заполняют свободный объем взрывателя и под давлением через отверстия 19 клапана 17 с усилием проникают сквозь пластичный герметик 18 к дюзе 20 в крышке 21 и далее истекают в атмосферу. При этом в герметике формируются каналы сообщения между отверстиями 19 и дюзой 20 для дросселирования избыточного давления внутри взрывателя.
На полете боеприпаса под действием сил упругости пружины 9 осевое жало 8 возвращается в исходное верхнее положение, а под действием центробежной силы вращения боеприпаса центробежный толкатель 29 перемещается к периферии корпуса 2, изгибая свободный конец пластинчатой пружины 27, которая выходит за габарит шибера 24, освобождая траекторию его поворота.
На заданной дистанции полета пиротехнический заряд 34 сгорает, в результате чего затвор 31 под действием пружины 33 и центробежных сил вращения боеприпаса принудительно смещается вдоль цилиндра 32 к периферии корпуса 2, освобождая шибер 24, который поворачивается вокруг оси 23.
Когда капсюль-детонатор 25 совмещается с огневой цепью взрывателя, устанавливаясь аксиально жалу 8, фиксатор 35, радиально перемещаясь к периферии корпуса 2, упирается в пружину 27.
При этом фиксатор 35 скользит по изогнутой пластинчатой пружине 26 вверх и ступенью своего профиля сцепляется с торцом шибера 24, фиксируя его рабочее положение. Этим завершается дальнее взведение взрывателя, который готов к действию при встрече боеприпаса с преградой.
При встрече с преградой ударник 4 принудительно утапливается в головной части 3 и толкает перед собой радиальные рычаги 6, которые поворачиваются вовнутрь по скосу 12 втулки 7 (фиг.2). Таким образом перемещение ударника 4 при встрече с преградой реакционно передается и увеличивается посредством рычагов 6 осевому жалу 8, которое ударно смещается вниз и накалывает капсюль-детонатор 25, который находится на оси взрывателя.
Детонационный импульс от капсюля-детонатора 25 через передаточный заряд 10 вызывает срабатывание детонатора 11 и последующий подрыв наполнения боеприпаса.
В случае встречи боеприпаса с преградой под большими углами или с рыхлым грунтом перемещения ударника 4 не происходит, но при этом инерционная втулка 7 продолжает поступательное движение относительно неподвижных колпачкового ударника 4 и головной части 3, толкая перед собой рычаги 6, которые поворачиваются относительно опоры в скосах 12.
Импульса инерционной массы втулки 7 с присоединенным кольцом 13 достаточно, чтобы посредством рычагов 6 ударно переместить осевое жало 8 к капсюлю-детонатору 25 и наколоть его. Инерционный механизм инициирования капсюля-детонатора 25 служит дублированием неосуществленного реакционного действия, чем надежно обеспечивается срабатывание взрывателя при любых режимах встречи с преградой.
В случае, когда боеприпас не встречает в течение заданного времени преграду, происходит догорание зарядов 39 и усиленный тепловой импульс от воспламенителя 40 инициирует лучевой капсюль-детонатор 41 самоликвидации, который через влияние вызывает срабатывание капсюля-детонатора 25 и далее по вышеописанному порядку взаимодействия происходит подрыв и самоликвидация боеприпаса.
Испытания опытных образцов предложенной конструкции универсального взрывателя подтвердили точность и надежность осуществления только средствами пиротехники и механики контактное срабатывание взрывателя (реакционное и инерционное) и заданный временной подрыв, обеспечивающий самоликвидацию малокалиберного артиллерийского боеприпаса.
Предложенный взрыватель характеризуется дополнительным качеством - усилением инерционного срабатывания при встрече боеприпаса с препятствием, когда реакциионных сил ударного механизма недостаточно для подачи осевого жала к капсюлю-детонатору на огневой цепи.
При этом конструктивно гарантируется безопасность взрывателя в служебном обращении, исключающая несанкционированное его срабатывание, что позволяет рекомендовать предложенную конструкцию для серийного изготовления с целью поставки на вооружение.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по взрывателям, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности серийного изготовления универсального механического взрывателя на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.