ГОЛОВНОЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО МАЛОКАЛИБЕРНОГО СНАРЯДА

Полезная модель относится к головным взрывателям ударного реакционного действия от встречи с преградой, в которых инерционный накольный механизм взведения срабатывает при выстреле, инициируя пиро-пороховой замедлитель заданного промежутка времени готовности, включающий предохранительное устройство, предотвращающее самопроизвольную детонацию взрывателя в служебном обращении и на дистанции полета снаряда.
Уровень данной области техники характеризует головной взрыватель, описанный в патенте RU 2205362 C2, F42C 9/14, 2003 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Известный головной взрыватель относится к дистанционным комбинированным взрывателям двойного действия, ударного и временного, для артиллерийских малокалиберных патронов, и содержит корпус, в котором установлены капсюль-воспламенитель и осевое жало (накольник), замедлительную втулку с пластинчатой мембраной в огнепередаточном канале монтажной втулки, перекрытом шиберной заслонкой, ограниченной пороховым упором, взаимодействующим с капсюлем воспламенителем инерционного механизма взведения, предохранитель исполнительного лучевого капсюля-детонатора и механизм самоликвидации.
Осевой накольник имеет инерционный механизм взведения, включающий спиральный пружинный стопор, ударный реакционный механизм и центральный стержень с опорной сферической головкой.
В корпусе выполнен продольный паз, в котором на поперечной перемычке установлено оседающее кольцо с помещенным внутри него стопором в форме спиральной пружины.
Ударный реакционный механизм имеет предохранительный тонкостенный конический обтекатель, укрепленный в торце корпуса посредством опорной головки центрального стержня.
Под коническим обтекателем в корпусе выполнен периферийный кольцевой паз и сквозные наклонные каналы сообщения помещенных в них шариков с хвостовиком осевого накольника.
Особенностью известного взрывателя является его всепогодность функционирования, то есть независимость заданного разрывного действия от состояния атмосферы.
Монолитная головка центрального стержня скругленной формы предохраняет тонкостенный обтекатель взрывателя от динамических нагрузок и механических воздействий в трактах питания автоматики пушки, а во-вторых, сверху жестко фиксирует обтекатель на корпусе.
Коническая форма обтекателя головной части взрывателя, снижает чувствительность ударного механизма к воздействию атмосферных осадков на трактории полета к цели и обеспечивает всепогодность взрывателя.
Деформируемый при встрече с целью тонкостенный обтекатель в пустоту кольцевой периферийной канавки головной части корпуса выполняет функции ударного привода движения шариков по наклоненным к осевому накольнику каналам корпуса.
Снабженная пороховым упором поперечная шиберная заслонка, установленная в осевом огнепередаточном канале, предотвращает инициирование исполнительного капсюля-детонатора при случайном срабатывании капсюля-воспламенителя инерционного механизма взведения и несанкционированный разрыв снаряда.
Дополнительный предохранитель инерционного действия от центробежных сил вращения снаряда предотвращает срабатывание капсюля-детонатора под воздействием произвольного импульса тепловой энергии, который механически блокирован движком, перекрывающим выходное отверстие его расширительной камеры на время нахождения снарядав канале ствола.
Недостатком известного головного взрывателя является ограниченное его применение из-за дополнительной установки ступени предохранения (размещение в огнепередаточном канале замедлительной втулки с мембранным затвором), что увеличило продольный размер монтажной втулки и, как следствие, плечо вылета исполнительного капсюля-детонатора относительно посадочной плоскости взрывателя в очке снаряда.
Мембранный затвор, напрессованный на замедлительную втулку, задерживает, при случайном воспламенении структурных пиро-пороховых зарядов взрывателя, часть горячих газообразных продуктов горения, неизбежно проникающих в огнепередаточный канал ниже шиберной заслонки, чем предотвращается несанкционированное срабатывание капсюля-детонатора.
Эта модернизация конструкции, увеличив высоту монтажной втулки, ограничивает номенклатуру изделий, где возможно использовать известный головной взрыватель без ухудшения показателей назначения боеприпаса.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является усовершенствование головного взрывателя, с сохранением функциональной надежности и безопасности, для обеспечения его универсальности при использовании в различных штатных артиллерийских снарядах, эффективность основного действия части которых повышается.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном головном взрывателе артиллерийского малокалиберного снаряда, содержащем расположенные в корпусе соосно капсюль-воспламенитель, установленный в монтажной втулке под накольником, опирающимся на спиральный пружининный стопор, помещенный в инерционно оседающей втулке, и лучевой исполнительный капсюль-детонатор, закрытый предохранителем, включающим центробежный движок, смонтированный в радиальном пазу расширительной камеры, над ее выходным центральным отверстием, и снабженный упругой скобой, при этом центральный огнепередаточный канал монтажной втулки перекрыт пластинчатой мембраной и шиберной заслонкой, опирающейся на пороховой стопор, взаимодействующий посредством пиротехнического канала с подпружиненным капсюлем-воспламенителем механизма инерционного взведения, установленным над стационарным жалом, по предложению авторов, пластинчатая мембрана огнепередаточного канала толщиной 0,10-0,15 мм примыкает непосредственно к предохранителю лучевого капсюля-детонатора, перекрывая входное отверстие его расширительной камеры.
Отличительные признаки предложенного технического решения позволили, исключив замедлительную втулку, как минимум, на треть сократить высоту монтажной втулки и, соответственно, расположение исполнительного капсюля-детонатора в разрывном снаряжении каморы снаряда, что обеспечило унификацию головного взрывателя, пригодного по габаритам для всех штатных артиллерийских малокалиберных снарядов.
При этом в части конструкций модернизированных по полезной модели артиллерийских снарядов увеличено функциональное боевое снаряжение за счет освободившегося при относительном подъеме исполнительного капсюля-детонатора объема каморы, что повышает эффективность основного действия боеприпасов.
Установка пластинчатой мембраны непосредственно на предохранителе исполнительного капсюля-детонатора, перекрывающей входное отверстие расширительной камеры, обеспечило максимально возможное ее удаление от шиберной заслонки огнепередаточного канала монтажной втулки для предотвращения несанкционированного прожога газообразными продуктами горения пиро-порохового ее наполнения, температура и давление которых при этом заметно снижаются.
Толщина пластинчатой мембраны экспериментально оптимизирована в диапазоне 0,10-0,15 мм для предотвращения прорыва пороховых горячих газов к исполнительному капсюлю-детонатору при случайном срабатывании механизмов взрывателя в служебном обращении и гарантированного ее прожигания огневым форсом, передаваемым по открытому центральному каналу, который формируется центральным капсюлем-воспламенителем при встрече с преградой соответственно.
При толщине пластинчатой мембраны меньше 0,10 мм не гарантировано сохранение ее сплошности при воздействии температуры и давления газообразных продуктов, неизбежно проникающих в замкнутый объем огнепередаточного канала за шиберной заслонкой при несанкционированном взведении, что может привести к недопустимому срабатыванию капсюля-детонатора в служебном обращении.
При толщине пластинчатой мембраны больше 0,15 мм возможны случаи, когда она полностью не разрушается и не открывает выходного отверстия расширительной камеры предохранителя от действия недостаточных температуры и давления газообразных продуктов горения удаленного капсюля-воспламенителя, что не обеспечит лучевой коммуникации с исполнительным капсюлем-детонатором, который при этом может не сработать и не инициировать боевое снаряжение снаряда.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в полезной модели техническая задача решена не суммой эффектов, а новым эффектом от суммы признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображен предлагаемый головной взрыватель.
Головной взрыватель для артиллерийских малокалиберных снарядов, действующий реакционно от удара при встрече с преградой, при инерционном срабатывании механизма взведения в момент выстрела, через время горения пиропорохового замедлителя, содержит исполнительный капсюль-детонатор 1, располагаемый во взрывчатом наполнении каморы снаряда, и соосный ему капсюль-воспламенитель 2, установленный в монтажной втулке 3, которая неподвижно закреплена в корпусе 4.
Над центральным капсюлем-воспламенителем 2 расположен накольник 5, опирающийся массивным хвостовиком на стопор 6, выполненный в форме спиральной пружины, размещенной внутри оседающего кольца 7, которое от продольного перемещения ограничено перемычкой 8 с готовыми радиальными прорезями 9, образующими лепестки для отгибания.
Оседающее кольцо 7 установлено над кольцевым пазом 10 в поперечине 11, установленной на монтажной втулке 3.
На массивный хвостовик накольнника 5 опираются три распределенных по периметру шарика 12, установленных в наклоненных к продольной оси взрывателя под углом 45° каналах 13 корпуса 4, выступая в его кольцевой паз 14, закрытый тонкостенным коническим обтекателем 15, сверху защемленным на торце корпуса 4 скругленной головкой 16 центрального стержня 17.
Под капсюлем-воспламенителем 2 в монтажной втулке 3 выполнен сквозной огнепередаточный канал 18, который перекрыт шиберной заслонкой 19 (стопором), опирающейся на пороховой упор 20, сообщающийся посредством пиротехнического канала временного замедления (условно не показан) с капсюлем-воспламенителем 21 инерционного механизма взведения, включающего пружину 22 и стационарное жало 23.
Монтажная втулка 3 опирается на предохранитель 24, покрытый пластинчатой мембраной 25 тарированной толщины, которая при этом перекрывает огнепередаточный канал 18.
Предохранитель 24 оснащен входным и выходным отверстиями 26 и 27 соответственно и камерой 28 расширения между ними, причем входное отверстие 26 механически перекрыто мембраной 25.
Внутри камеры 28 расширения в радиальном пазу установлен центробежный движок 29, который удерживается в исходном положении над выходным отверстием 27 посредством упругих лепестков скобы 30.
Функционирует предложенный головной взрыватель следующим образом.
В момент выстрела под действием сил инерции от линейного ускорения снаряда в канале ствола пушки перемещаются вниз: кольцо 7, капсюль-воспламенитель 21, сжимая пружину 22, и упругие лепестки скобы 30 предохранителя 24. При этом оседающее кольцо 7 прогибает по прорезям 9 перемычку 8 и устанавливается внизу кольцевого паза 10, освобождая спиральную пружину 6.
Капсюль-воспламенитель 21 накалывается на жало 23, генерируя огненный форс, который воспламеняет пороховой заряд упора 19 и пиротехнический состав замедлительного канала дистанционного инициирования.
При разжатии упругих лепестков скобы 30 движок 29 под действием центробежных сил вращения снаряда в стволе пушки смещается на периферию расширительной камеры 28, освобождая ее выходное отверстие 27 предохранителя 24.
Спиральная пружина 6 полностью раскручивается на дистанции 1,5-3,0 м полета снаряда и освобождает накольник 5, который силами инерции прижат к каналам 13 с шариками 12, примыкающими к обтекателю 15.
Далее на расстоянии полета не менее 20 м и гарантированно до 100 м, согласно тактико-техническим требованиям, пороховой заряд упора 19 сгорает и освобождает шиберную заслонку, которая под действием центробежных сил вращения снаряда перемещается к периферии втулки 3, освобождая ее осевой канал 18.
При этом энергии частично просочившихся в канал 18 горячих газообразных продуктов горения недостаточно для прожигания удаленной пластинчатой мембраны 25.
Взрыватель готов к работе по назначению при встрече с целью.
При встрече с целью головка 16 центрального стержня 17 и корпус 4 взрывателя проникают через тонкостенную преграду, где конический обтекатель 15 пространственно деформируется по профилю кольцевого паза 14 корпуса 4.
Обтекатель 15 динамично в радиальном направлении преодолевает пустоту паза 14 и передает ударный импульс на примыкающие шарики 12, которые по наклонным каналом 13 перемещаются в центр, толкая накольник 5 вниз по направлению к капсюлю-воспламенителю 2.
При накалывании капсюля-воспламенителя 2 формируется огненный форс, который передается по открытому каналу 18, где в конце прожигает мембрану 25, при этом газообразные продукты горения накапливаются в расширительной камере 28 предохранителя 24, где перемешиваются, догорают и разогреваются.
Далее накопленной тепловой энергией в расширительной камере 28 прожигается донная прокладка над выходным отверстием 27 и остронаправленный огневой форс поступает на лучевой капсюль-детонатор 1, который срабатывает, инициируя подрыв взрывчатого снаряжения каморы снаряда.
В случае, когда встреча снаряда с целью не происходит, пиротехнический заряд в замедлительном канале монтажной втулки 3 в течение 15 с после выстрела сгорает и горячие газообразные продукты инициируют капсюль-воспламенитель 2, который формирует огневой форс, воздействующий по вышеописанному на лучевой капсюль-детонатор 1.
При случайном срабатывании механизма взведения 21-22-23 в служебном обращении или центрального капсюля-воспламенителя 2 от перегрева в канале ствола пушки лучевой импульс на капсюль-детонатор 1 не поступает, так как огнепередаточный канал 18 механически перекрыт шиберной заслонкой 19, входное отверстие 26 предохранителя 24 - мембраной 25, а выходное отверстие его расширительной камеры 27 - движком 28.
При стрельбе в условиях атмосферных осадков и задымленности атмосферы капли дождя, град, твердые аэрозольные частицы рикошетируют от конической поверхности конического обтекателя 15, значительно снижая импульс на примыкающие шарики 12, которые при этом встречно нагружены центробежными силами вращения снаряда, что поредотвращает их перемещение к накольнику 5. Всепогодность предложенного взрывателя расширяет его функциональные возможности применения.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по артиллерийским боеприпасам, показал, что она неизвестна, а с учетом практической возможности промышленного серийного изготовления головного взрывателя на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.
Испытания опытных образцов предложенного головного взрывателя подтвердили достижение положительных результатов по надежности функционирования в заданном регламенте, что позволяет рекомендовать конструкцию для промышленной поставки заказчикам.