ГОЛОВНОЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ
HEAD FUSE

Изобретение относится к взрывателям ударного типа, срабатывающим при встрече с преградой, и предназначено для боеприпасов, сбрасываемых с летательных аппаратов, которые продолжительное время находятся в контакте с атмосферой.
Уровень данной области техники характеризует взрыватель ударного действия, описанный в патенте RU 2242704, F42C 1/04, 2007 г., который содержит узел воспламенения, осевой боек, взаимодействующий с реакционным ударником, оснащенным инерционным приводом, механизм дальнего взведения, включающий пиротехнический заряд, на котором размещен подпружиненный стопорный шток поперечной шиберной заслонки, несущей накольный капсюль-детонатор, устройство самоликвидации и лучевой исполнительный детонатор для подрыва заряда боеприпаса.
Особенностью этого взрывателя является дополнительный передаточный заряд в огневой цепи, который выполнен ступенчатым с коническим переходом между ступенями, причем меньшая по диаметру ступень направлена в сторону накольного капсюля-детонатора, а бОльшая - в сторону исполнительного детонатора, и имеет переменную плотность, возрастающую от торца с меньшей поверхностью к противному торцу с большей поверхностью.
Между накольным капсюлем-детонатором и передаточным зарядом имеются перемычки, выполненные с возможностью предотвращения детонации передаточного заряда при нештатном срабатывании накольного капсюля-детонатора и/или лучевого капсюля-детонатора, при этом в штатном режиме обеспечивается передача детонационного импульса.
Описанный ударный взрыватель устанавливается на гранатометном или минометном выстреле, обеспечивая не только высокую чувствительность и надежную передачу детонационного импульса при встрече с легкой преградой при малых скоростях, но и безопасность в эксплуатации.
Ударный механизм включает упруго связанные вертикально подвижный колпак и крышку, в двухпозиционном пазу которой помещено пружинное кольцо, а также два примыкающих в центре рычага, защемленных по периферии в корпусе кольцевым толкателем, примыкающим к нажимному колпаку. Свободные концы рычагов опираются на подпружиненный осевой боек.
При встрече с преградой усилие реакции ударного механизма передается на накольный капсюль-детонатор, обеспечивающий срабатывание огневой цепи взрывателя.
Шток механизма дальнего взведения опирается на пиротехнический заряд через шайбу, смонтированную в корпусе с минимальным зазором, чтобы стандартно противодействовать упругим силам приводной пружины независимо от жесткости и несущих свойств сгорающего пиротехнического заряда, а также максимально изолировать запрессовку от атмосферы при взведении реакционного механизма.
Взведение ударного механизма происходит автоматически в два этапа:
- при выстреле инерционно оседает нажимной колпак, сжимающий возвратную пружину бойка, который опускается под действием поворота рычагов, при этом пружинное кольцо опускается по наклонной перемычке во второе устойчивое положение, где разжимается, устанавливаясь в распор между крышкой и колпаком;
- на траектории полета, когда исчезают осевые перегрузки выстрела, упругими силами возвратная пружина через боек поворачивает рычаги в исходное положение, при этом крышка посредством геометрического замыкания толкателя с пружинным кольцом поднимается над торцом корпуса.
При встрече с преградой крышка реакционно перемещается вниз, толкая через пружинное кольцо и рычаги боек, который ударно накалывает капсюль-детонатор.
Недостатком этой конструкции является большой диапазон дистанции срабатывания взрывателя из-за нестационарного горения пиротехнического заряда механизма дальнего взведения, зависящего от величины давления в закрытом объеме взрывателя и при открытии крышки. Нестабильное время горения заряда дает большой разброс срабатывания боеприпаса на дистанции 10-100 м, что с одной стороны опасно для стрелка и личного состава, а в другом случае неэффективный подрыв происходит за зоной поражения цели.
Отмеченный недостаток устранен в более совершенном взрывателе по патенту RU 2307310 C1, F42C 1/04, 2007 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному головному взрывателю.
Известный головной взрыватель содержит узел воспламенения, осевой боек, взаимодействующий с реакционным ударником, оснащенным инерционным приводом, механизм дальнего взведения, включающий пиротехнический заряд, на котором размещен подпружиненный стопорный шток поперечной шиберной заслонки, несущей накольный капсюль-детонатор, устройство самоликвидации и исполнительный детонатор.
Ударник срабатывает от реакционного движения крышки на преграде, которая взводится посредством нажимного колпака, снабженного распорным фиксатором, выполненным в форме разжимной кольцевой пружины.
Особенностью взрывателя по прототипу является то, что стопорный шток механизма дальнего взведения опирается непосредственно на пиротехнический заряд, площадь опоры которого составляет половину-треть поперечного сечения заряда, который выполнен слоеным из составов с разной плотностью запрессовки, причем к нижнему слою, имеющему меньшую плотность запрессовки, примыкают распределенные по периферии пиротехнические каналы коммуникации с узлом воспламенения, заполненные идентичным пиротехническим составом.
Конструкция характеризуется интенсификацией воспламенения пиротехнического заряда механизма дальнего взведения и стабильностью процесса его горения, что обеспечило оптимизацию дистанции срабатывания взрывателя в узком диапазоне 30-40 м от позиции стрельбы малокалиберными выстрелами со скоростью полета 30-50 м/с.
Выполнение пиротехнического заряда слоеным позволило дифференцировать скорости и режимы горения заряда во времени при изменении давления внутри взрывателя для стабилизации заданной дистанции взведения в более узком диапазоне, безопасном и эффективном.
Расчетная площадь опоры стопорного штока ограничена диапазоном соотношения с площадью поперечного сечения заряда из противных условий: несущей прочности запрессовки и возможности внедрения штока в объем шлакового остатка при последовательном сгорании составов.
Пиротехнический состав нижнего слоя заряда, имеющий относительно низкую объемную плотность запрессовки, обеспечивает интенсификацию его стабильного воспламенения при равномерном и всестороннем воспламенении верхнего слоя заряда, сгорающего в расчетном режиме, при этом обеспечен минимальный разброс времени внедрения стопорного штока, удерживающего шиберную заслонку в пассивном положении, в объем коксового остатка, когда капсюль-детонатор подается на линию огня.
Продолжением отмеченных достоинств являются присущие недостатки, вытекающие из возможного функционирования известного головного взрывателя только под действием продольных перегрузок при стрельбе артиллерийских боеприпасов, что по определению ограничивает его использование, в частности, в боеприпасах, сбрасываемых с летательных аппаратов, которые продолжительное время находятся в контакте с атмосферой при пониженной температуре.
При этом внутри взведенного взрывателя при открытой крышке может образовываться наледь из атмосферной влаги, которая жестко свяжет его подвижные элементы, исключая срабатывание в принципе.
Кроме того, известный взрыватель надежно функционирует только практически при нормальной встрече с преградой, что сужает боевую эффективность боеприпасов, где он встроен.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных возможностей головного взрывателя, изолированного от атмосферы в служебном обращении, при повышении чувствительности на разных углах встречи с различными преградами.
Требуемый технический эффект достигается тем, что в известном головном взрывателе, содержащем размещенные в корпусе, закрытом вертикально подвижной крышкой, исполнительный детонатор, установленный соосно огнепередаточному каналу, боек, взаимодействующий с ударными рычагами, оснащенными инерционным приводом, включающий нажимной колпак, связанный с крышкой, механизм дальнего взведения, стопорный шток которого опирается на слоеный заряд из пиротехнических составов, который сообщается с узлом воспламенения и геометрически замкнут с шиберной заслонкой, несущей накольный капсюль-детонатор, согласно изобретению, нажимной колпак бойка, оснащенный кольцевым уплотнителем контактного примыкания к корпусу изнутри, закреплен на крышке, выполненной выпуклой, которая в служебном обращении прижата к торцу корпуса посредством предохранительного резьбового колпачка, при этом в огнепередаточном канале к исполнительному детонатору, под шиберной заслонкой, установлен усилитель из детонирующего состава.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили надежность функционирования, условную герметичность объема взрывателя и полную его безопасность в служебном обращении, обеспечив повышенную чувствительность при встречах под углами с различными преградами, при этом функциональные возможности применения взрывателя по изобретению расширены, так как для взведения его ударного механизма не требуются продольные перегрузки стрельбы.
Жесткое крепление нажимного колпака бойка с крышкой корпуса позволило внешним воздействием на крышку обеспечить геометрическое замыкание бойка с шиберной заслонкой в нейтральном положении, при отведенном от линии огня накольном капсюле-детонаторе, что полностью исключает несанкционированное взведение и срабатывание взрывателя в служебном положении и при хранении.
Оснащение нажимного колпака кольцевым уплотнителем на поверхности его контакта в примыкании к корпусу изнутри обеспечивает изоляцию объема взрывателя от атмосферы, исключая образование наледи на поверхностях относительных перемещений структурных элементов, которые могли бы затруднить или исключить их подвижность при функционировании в заданном режиме.
Выполнение крышки корпуса выпуклой создает аэродинамическую форму взрывателю и повышает надежность действия при встрече взрывателя под углом к различным преградам, включая рыхлый снег.
При этом повышена реакционная чувствительность боевого применения, сравнительно с прототипом и аналогами, за счет снижения массы ударного механизма от исключения двух подвижных деталей (возвратной пружины нажимного колпака и пружинного стопора позиционирования крышки).
Размещение крышки внутри предохранительного резьбового колпачка, который посредством резьбового соединения связан с корпусом и закручен до упора, когда крышка примыкает к торцу корпуса, а ударные рычаги через толкатель жестко повернуты в крайнее нижнее положение, в результате чего центральный подпружиненный боек располагается внутри технологического паза в шиберной заслонке, конструктивно механически блокирует все перемещения внутри ударного механизма, принципиально исключая возможность взаимодействия бойка с накольным капсюлем-детонатором и последнего с исполнительным детонатором, то есть взрыватель самопроизвольно не сработает в служебном обращении и при хранении ни при каких обстоятельствах. Безопасность 100%-ная.
Ударный механизм взводится автоматически под действием возвратной пружины бойка, когда предохранительный резьбовой колпачок свинчивается с корпуса после установки взрывателя в боеприпас для боевого применения.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом от суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязания формулы.
На чертеже изображены:
на фиг. 1 - предложенный головной взрыватель, продольный разрез;
на фиг. 2 - то же, во взведенном положении;
на фиг. 3 - то же, боевое положение.
В корпусе 1 головного взрывателя ударного действия, закрытом через кольцевую прокладку 2 выпуклой крышкой 3 аэродинамической формы, к которой жестко прикреплен заклепкой 4 нажимной профилированный колпак 5, помещенный в диаметральном зазоре между корпусом 1 и инструментальной обоймой 6.
По центру обоймы 6 смонтирован боек 7, нагруженный пружиной 8, на который уложены ударные рычаги 9, защемленные по периферии цилиндрическим толкателем 10, фланцем сопряженным с нажимным колпаком 5 снизу его перегиба.
Нажимной колпак 5 под действием пружины 8, через ударные рычаги 9 и толкатель 10 примыкает посредством кольцевого уплотнителя 11 снизу к контактной поверхности корпуса 1 (см. фиг. 2), изолируя объем взрывателя, когда крышка 3 приподнята во взведенное положение.
Под бойком 7 в монтажной втулке 12, перекрывая осевой огнепередаточный канал 13 к исполнительному детонатору 14, установлена с возможностью поперечного перемещения шиберная заслонка 15, несущая накольный капсюль-детонатор 16.
Шиберная заслонка 15 в служебном обращении расположена в крайнем правом по чертежу фиг. 1 положении и нагружена приводной пружиной 17 кручения, которая удерживается стопорным штоком 18 механизма 19 дальнего взведения.
При этом боек 7 расположен в технологическом кармане 20 шиберной заслонки 15.
Шток 18 механизма 19 дальнего взведения нагружен пружиной 21 и опирается на пиротехнический элемент 22 слоеного заряда, нижний пиротехнический элемент 23 которого сообщается с пиротехнической дорожкой 24 идентичного состава, заполняющей канал 25 коммуникации с инициирующим капсюлем-воспламенителем (условно не показан).
Особенностью слоеного заряда механизма 19 дальнего взведения является то, что плотность запрессовки пиротехнического элемента 22 превышает плотность запрессовки пиротехнического элемента 23, который характеризуется стабильной воспламеняемостью и скоростью горения соответственно выше, чем у верхнего элемента 22.
Для повышения надежности гарантированного срабатывания исполнительного детонатора 14, подрывающего основной заряд боеприпаса, в огнепередаточном канале 13, под шиберной заслонкой 15, установлен усилитель 26, выполненный из состава на основе ТЭН.
В служебном обращении и при арсенальном хранении взрывателя по изобретению крышка 3 посредством предохранительного резьбового колпачка 27, который в упор навинчен на корпус 1, через кольцевой уплотнитель 2 прижата к торцу корпуса 1, перекрывая свободный доступ к разъему.
При этом под действием нажимного колпака 5, через кольцевой толкатель 10, ударные рычаги 9 повернуты вниз, в результате чего боек 7, сжимая возвратную пружину 8, опускается вовнутрь кармана 20 шиберной заслонки 15 (фиг.1).
Таким образом, при сборке сформирована дополнительная ступень предохранения, когда механически предотвращается функционирование ударного механизма и невозможно взаимодействие бойка 7 с накольным капсюлем-детонатором 16, при этом огнепроводный канал 13 коммуникации с исполнительным детонатором 14, через усилитель 26, перекрыт шиберной заслонкой 15.
Функционирует предложенный взрыватель следующим образом.
После установки боеприпаса в подвеске летательного аппарата с вышеописанного головного взрывателя снимают предохранительный резьбовой колпачок 26, освобождая крышку 3.
При этом упругими силами возвратной пружины 8 боек 7 поднимается в крайнее верхнее положение, толкая ударные рычаги 9, которые поворачиваются и на торце обоймы 6 устанавливаются горизонтально, вертикально перемещая опирающийся на них кольцевой толкатель 10.
Толкатель 10 соответственно воздействует на колпак 5, который через кольцевой уплотнитель 11 примыкает снизу к контактной поверхности корпуса 1, условно герметизируя его объем при принудительном подъеме колпаком 5 крышки 3 во взведенное положение ударного механизма (фиг. 2), который готов к реакционному действию от контакта с преградой.
При сбрасывании боеприпаса электрический сигнал с размыкателя подвески подается на капсюль-воспламенитель, инициирующий пиротехническую дорожку 24, фронт горения которой через установленное время воспламеняет пиротехнический элемент 23, интенсивно сгорающий линейно, воспламеняя затем пиротехнический элемент 22.
По истечении времени горения элементов 23 и 22 стопорный шток 18 под действием пружины 21 внедряется внутрь шлакового остатка, освобождая шиберную заслонку 15, получающую поперечное перемещение от приводной пружины 17, устанавливаясь в крайнем левом положении, когда накольный капсюль-детонатор 16 располагается под бойком 7 в боевое положение (фиг. 3).
При встрече с преградой крышка 3 реакционно перемещается и устанавливается на торце корпуса 1, а жестко связанный с ней нажимной колпак 5 ударно перемещает кольцевой толкатель 10, который резко поворачивает ударные рычаги 9.
От импульсного воздействия ударных рычагов 9 боек 7динамично перемещается вниз, где накалывает накольный капсюль-детонатор 16.
Детонационной волной от сработавшего накольного капсюля-детонатора 16 через влияние инициируется усилитель 26, детонационная волна с которого при подрыве мгновенно поступает на детонатор 14, от которого срабатывает основной заряд боеприпаса.
Испытания опытных образцов взрывателя по настоящему изобретению показали функциональность конструкции головного взрывателя для авиационных боеприпасов, имеющего повышенную контактную чувствительность при встрече под углом с разными преградами, что позволяет рекомендовать его для серийного производства для поставок заказчикам.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия головного взрывателя ударного действия, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по боеприпасам.
Изготовление взрывателя по настоящему изобретению возможно осуществлять на действующем производстве.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.