Способ коррекции времени срабатывания дистанционного взрывателя артиллерийского снаряда
METHOD OF CORRECTING THE TIME OF OPERATION OF A REMOTE DETONATING FUSE OF AN ARTILLERY SHELL

Изобретение относится к боеприпасам ствольной артиллерии и может быть использовано во взрывателях артиллерийских снарядов.
Современные артиллерийские снаряды ствольной артиллерии, как правило, оснащаются двумя типами взрывателей, дистанционными - для обеспечения функционирования кассетных боеприпасов и контактными или неконтактными взрывателями для осколочно-фугасных и объемно-детонирующих снарядов, для коррекции траектории которых используются дистанционные устройства.
0
р
Время срабатывания кассетных снарядов определяется расчетом времени, при котором взрыватель подрывает вышибной заряд снаряда с учетом начальной расчетной скорости снаряда V и угла возвышения ствола орудия по отношению к горизонту α, используя таблицы стрельбы. Это время вводится в каждый снаряд перед выстрелом путем установки рассчитанного времени срабатывания Т: вручную или с помощью установщика
p
Кассетные снаряды, как правило, вскрывают на высоте примерно h=1000 м над местностью.
0
p
р
1
0
2
Исходя из известных данных (V, α, h, температура окружающей среды, износ ствола орудия и других), с учетом законов движения тела брошенного под углом к горизонту, рассчитывается время срабатывания взрывателя Т. При таком способе расчета, за счет отклонения начальной расчетной скорости от фактической (V <V <V) для каждого снаряда, возникает большой разброс вскрытия снарядов по дальности, что существенно снижает эффективность, например, дорогостоящих кассетных боеприпасов.
С целью коррекции траектории снарядов в последнее время появилось ряд разработок, обеспечивающих торможение снарядов на ниспадающей части траектории полета с помощью тормозных устройств, устанавливаемых во взрыватель снаряда. Включение таких тормозных устройств обеспечивается дистанционными устройствами, аналогичными используемым в дистанционных взрывателях (Кузнецов Н.С. Перспективы применения дистанционных взрывательных устройств // Научно-технический сборник ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ им. Д.И. Менделеева» //Боеприпасы, №1, 2016 г., с. 64-68.). При этом для своевременного включения тормозного устройства необходимо точно знать конкретные параметры движения каждого снаряда. Решение этого вопроса является сложной технической задачей.
Предлагаемое техническое решение позволяет решить эту проблему.
м
м
В основу предлагаемого способа коррекции положен, тот факт, что рассеивание снарядов по дальности напрямую зависит от времени сначала выстрела до достижения снарядом максимальной высоты, а именно, времени Т. Причем, известно, что дальность полета снаряда тем больше, чем больше величина Т. Известно также, что траектория движения снарядов до достижения им максимальной высоты значительно больше траектории движения на ниспадающей части, что соответственно приводит к максимальному вкладу в разброс снарядов по дальности в зависимости от возрастающего участка траектории.
мi
pi
pi
В связи с этим, для осуществления предлагаемого способа коррекции времени срабатывания дистанционного взрывателя, предлагается учитывать фактическое значение времени достижения каждым снарядом максимальной высоты, а именно, времени T. При этом фактическое время, определяющее момент срабатывания дистанционного устройства взрывателя T корректируется. Время T предлагается определять с помощью соотношения:
pi
р
м max
мi
р
м max
р
м max
р
м max
мi
где T - фактическое время срабатывания дистанционного взрывателя, Т - расчетное время срабатывания дистанционного устройства, Т - максимальное расчетное время достижения снарядом максимальной высоты при заданных условиях стрельбы, T - измеренное фактическое время до достижения снарядом максимальной высоты. В соотношении (1) величины Т и Т известны. Они определяются расчетом, с применением таблиц стрельбы. При определении их конкретных величин необходимо обеспечить условие Т>Т. Это условие обеспечивается при стрельбе снарядами по навесной траектории с переходом через максимум высоты. Значения этих времен вводятся в вычислительное устройство дистанционного взрывателя перед выстрелом. Практически в вычислительное устройство взрывателя вводится одно время равное сумме: Т+Т. Неизвестным является величина времени Т, которая зависит от фактических параметров системы «орудие-выстрел» и однозначно характеризует каждый выстрел.
мi
Для обеспечения определения этого времени T могут использоваться различные технические устройства, устанавливаемые в дистанционный взрыватель. Наиболее известными и применяемыми в артиллерийских взрывателях являются технические решения, основанные на использовании глобальных навигационных систем, таких как, ГЛОНАСС и GPS. Эти технические решения позволяют с высокой точностью непрерывно в течение полета снаряда определять координаты снаряда, в том числе позволяют фиксировать момент времени соответствующий максимальной высоте снаряда.
Наиболее надежным, с точки зрения защищенности от воздействия средств радиоэлектронной борьбы, являются, предложенные автором, технические решения на основе регистрации давления воздуха в зоне снаряда. Описание одного из таких решения представлено в материалах к патенту РФ №2666378.
мi
С целью упрощения способа измерения времени в момент нахождения вращающегося артиллерийского снаряда в верхней точке траектории предлагается использовать устройства на основе магнетометров, использующих в качестве чувствительных элементов, например, датчики Холла, реагирующие на изменение величины воздействия напряженности магнитного поля Земли на датчик Холла. Как известно датчик Холла состоит из полупроводниковой прямоугольной пластинки, к которой присоединены четыре электрических вывода. Если вдоль образца пропустить электрический ток I, а перпендикулярно плоскости пластинки создать магнитное поле В, то на боковых плоскостях пластинки возникнет электрическое поле, которое называют полем Холла. Предлагается на наружной поверхности взрывателя установить два датчика Холла. Причем датчики должны быть разнесены друг относительно друга на 180° по окружности взрывателя, а сами пластины датчиков должны быть расположены рабочей плоскостью вдоль оси снаряда. Для исключения постоянной составляющей с датчиков их необходимо включить встречно. Под воздействием магнитного поля Земли в датчиках будет возникать электрическое поле. Причем в зависимости от положения плоскости датчика (оси снаряда) по отношению к поверхности Земли величина электрического напряжения будет изменяться. Максимального значения электрическое напряжение будет достигать, когда плоскость пластины датчика Холла будет перпендикулярна направлению магнитного поля Земли, а именно, в момент, когда снаряд будет занимать горизонтальное положение по отношению к поверхности Земли. Такое положение снаряда наблюдается в верхней точке траектории снаряда. Момент времени, соответствующий этому положению будет определять время T для каждого снаряда. При вращении снаряда на выходе датчиков Холла будет наблюдаться синусообразный сигнал с частотой равной удвоенному числу оборотов снаряда. За информативное значение в этом сигнале принимается максимальная амплитуда.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет учесть влияние параметров выстрела на траекторию движения снаряда, тем самым, позволяет выполнять коррекцию времени срабатывания дистанционного взрывателя.
Изложенные сведения о заявленном изобретении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленный способ соответствует условию промышленной применимости.