ГОЛОВНОЙ НЕКОНТАКТНЫЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ ДЛЯ БОЕПРИПАСОВ РАЗРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
HEAD PROXIMITY FUSE FOR BURSTING AMMUNITION

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к средствам инициирования, и может найти применение в конструкциях взрывателей боеприпасов, а конкретно - электромагнитных неконтактных взрывателей для боеприпасов разрывного действия, устанавливаемых в головной части боеприпаса.
Электромагнитные неконтактные взрыватели принципиально отличаются друг от друга датчиками цели, входящими в их конструкцию, принцип срабатывания которых основан на излучении энергии в виде электромагнитных волн, часть которых, отражаясь от цели, поступает назад и во взрывателе преобразуются в электрический сигнал. По виду электромагнитных волн такие взрыватели делятся на магнитные, индуктивные, емкостные, радиовзрыватели. Задачи, которые решают данные конструкции, направлены на увеличение помехоустройчивости конструкции и на повышение точности определения эффективного расстояния от боеприпаса до цели, на котором должен произойти подрыв.
Известен электрический взрыватель боеприпаса (заявка Великобритании №1288756, описание опубликовано 13.09.72 г.), включающий металлический корпус, являющийся одним из электродов датчика цели, при этом другой электрод выполнен в виде металлического диска и изолирован от первого, таким образом, электроды являются обкладками конденсатора и между ними установлен генератор переменного тока, в схему которого последовательно включено сопротивление. При приближении к цели значительно возрастает ток разрядки на сопротивлении, что соответственным образом регистрируется блоком электроники.
Известен другой головной электростатический неконтактный взрыватель, предназначенный для комплектования боеприпасов разрывного действия (патент США №3871296, описание опубликовано 18.03.75 г.). Данная конструкция выбрана в качестве прототипа по наибольшему количеству сходных признаков. Известный взрыватель включает корпус, датчик цели, один из электродов которого является частью корпуса взрывателя и отделен от другого электроизолирующей вставкой, являющейся также частью корпуса, в котором размещены источник питания, предохранительно-взводящий механизм (ПВМ), блок электроники, соединенный с ПВМ и датчиком цели, и детонатор. Электрод, являющийся частью корпуса взрывателя, выполняет функцию обтекателя боеприпаса. Другим электродом служит часть корпуса боеприпаса, а между ними установлена электроизолирующая вставка, состыкованная с корпусом боеприпаса и обтекателем. Электроды заряжаются при запуске боеприпаса. При приближении боеприпаса к цели происходит увеличение емкости электрода, являющегося частью корпуса взрывателя относительно другого электрода - корпуса боеприпаса, что приводит к изменению напряжения в цепи, которое усиливается и подается на блок электроники, который запускает детонатор.
К недостаткам известных взрывателей можно отнести, во-первых, ограниченную область применения, поскольку корпусы боеприпасов служат электродами взрывателей, и такие взрыватели можно применять только с определенным калибром и классом боеприпасов; во-вторых, такая компоновка снижает помехоустойчивость и живучесть конструкции, так как не исключает срабатывания датчика в зоне его максимальной чувствительности при неблагоприятных внешних условиях; и в-третьих, невозможность обеспечения дистанции безопасности при выстреле, так как подключение датчика цели (зарядка электродов) осуществляется при запуске боеприпаса.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение области применения и повышение безопасности при служебном обращении.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в головном неконтактном взрывателе для боеприпасов разрывного действия, включающем корпус, датчик цели, один из электродов которого является частью корпуса взрывателя и отделен от другого электроизолирующей вставкой, являющейся также частью корпуса, в котором размещены источник питания, предохранительно-взводящий механизм (ПВМ), блок электроники, соединенный с ПВМ и датчиком цели, и детонатор, электрод, являющийся частью корпуса, выполнен цилиндрической формы с резьбой для стыковки с корпусом боеприпаса и соединен с электроизолирующей вставкой с помощью накидной гайки, другой электрод выполнен в виде конического колпачка и установлен внутри корпуса, при этом соединение датчика цели с блоком электроники осуществлено путем соединения этого электрода с чувствительным элементом блока электроники, а свободный внутренний объем взрывателя заполнен наполнителем, причем электроизолирующая вставка выполняет функцию обтекателя и выполнена толщиной h, которая выбрана экспериментальным путем из следующего условия:
кол
h≥1/3d,
кол
где d - диаметр конического колпачка на его полувысоте.
Далее приводим причинно-следственную связь отличительных признаков патентной формулы изобретения с техническим результатом.
Выполнение электрода, являющегося частью корпуса, цилиндрической формы с резьбой для стыковки с корпусом боеприпаса позволяет обеспечить универсальность конструкции взрывателя, так как она не зависит от калибра и класса боеприпаса, а поскольку хранение и транспортировка заявляемого взрывателя производится отдельно от боеприпаса, то по сравнению с прототипом повышается безопасность в служебном обращении.
Соединение данного электрода с электроизолирующей вставкой с помощью накидной гайки позволяет повысить безопасность и надежность сборки, а на траектории обеспечить его минимальный мидель, что уменьшает сопротивление воздушному потоку, а следовательно, увеличивает область применения.
Выполнение другого электрода в виде конического колпачка с установкой его внутри корпуса взрывателя позволяет варьировать его параметрами, а следовательно, выбрать оптимальную компоновку, а так как у электрода исключен контакт с внешними телами и он не реагирует на помехи, то повышается помехоустойчивость, а также расширяются его функциональные возможности.
Соединение датчика цели с блоком электроники путем соединения этого электрода с чувствительным элементом блока электроники позволяет обеспечить работу датчика цели на траектории, обеспечить дистанцию безопасности при выстреле, повысить живучесть взрывателя, так как при случайном ударе, падении он останется невредимым.
Заполнение свободного внутреннего объема взрывателя наполнителем позволяет без применения деформирующихся фиксирующих элементов (пружины, кронштейны и т.д.) предотвратить перемещение узлов взрывателя внутри корпуса и обеспечивает его надежную работу в условиях воздействия широкого диапазона нагрузок.
Выполнение электроизолирующей вставкой функции обтекателя и выбор ее толщины h обусловлены тем, чтобы исключить срабатывание взрывателя от неблагоприятных погодных условий, на которые может прореагировать датчик цели, тем самым обеспечивая его всепогодность, так как зона его максимальной чувствительности защищена, что также обеспечивает безопасность служебного обращения с взрывателем. Толщина вставки выбрана экспериментальным путем и обеспечивает исключение срабатывания при падении и ударе.
На чертеже изображен общий вид заявляемого взрывателя, где 1 - электроизолирующая вставка (обтекатель), 2 - электрод, размещенный внутри корпуса взрывателя, 3 - электрод, являющийся частью корпуса взрывателя, 4 - накидная гайка, 5 - блок электроники, 6 - источник питания, 7 - ПВМ, 8 - детонатор, 9 - вставка инертная, 10 - наполнитель.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить головной неконтактный взрыватель для боеприпасов разрывного действия, включающий корпус, емкостной датчик цели, один из электродов которого является частью корпуса и отделен от другого электрода электроизолирующей вставкой, которая также является частью корпуса. Электрод, являющийся частью корпуса, выполнен цилиндрической формы из легированной стали, и на его боковой поверхности выполнена дюймовая резьба для соединения с корпусом боеприпаса. Электроизолирующая вставка одновременно служит обтекателем, выполнена из пресс-материала АГ-4В толщиной 4 мм. Торец обтекателя выполнен в виде фланца. Накидная гайка навинчивается на корпус, прижимая фланец обтекателя к торцу корпуса. Внутри корпуса установлена инертная вставка, выполненная из пресс-материала АГ-4В, часть которой повторяет форму внутренней поверхности обтекателя, а в другой части выполнено гнездо под установку блока электроники. Электрод, расположенный внутри корпуса, выполнен из латуни и наклеен на часть инертной вставки, которая повторяет форму внутренней поверхности обтекателя. В качестве источника питания использован блок на основе литиевых элементов. ПВМ выполнен в виде инерционного механизма, взводящегося на траектории под воздействием осевых и центробежных сил, и содержит в своем составе пожаровзрывобезопасный электродетонатор, выполненный на основе бризантного взрывчатого вещества (ВВ) (патент РФ №2343400). В качестве детонатора использован заряд из состава ТЭН-Б. Свободный внутренний объем взрывателя заполнен наполнителем, в качестве наполнителя использован герметик «Виксинт». Конструкция взрывателя является автономной, законченной. Габариты заявляемого взрывателя соответствуют габаритам широкого класса взрывателей, серийно выпускаемых и применяемых в широком классе боеприпасов.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.
Под воздействием стартовых перегрузок при достижении определенных условий срабатывает ПВМ 7, что дает возможность боеприпасу удалиться от среза ствола на необходимое расстояние. После срабатывания ПВМ задействуется электрическая цепь взрывателя. При включении источника питания 6 и достижении необходимого напряжения начинает работать блок электроники 5, в том числе электроника датчика цели. На полете до встречи с целью такое состояние узлов взрывателя сохраняется. Часть корпуса, выполняющая функции электрода 3, и обтекатель 1, являющиеся силовыми элементами конструкции, обеспечивают сохранность и работоспособность узлов и механизмов взрывателя. За счет выбора оптимальной толщины обтекателя 1 и внутреннего расположения другого электрода 2 обеспечивается устойчивость датчика цели к воздействию помех и безопасность в служебном обращении. При попадании в зону чувствительности датчика предметов с диэлектрической проницаемостью среды, отличной от диэлектрической проницаемости среды зоны чувствительности, меняется входная емкость датчика, в результате чего при определенных условиях происходит формирование импульса подрыва, который передается на электродетонатор. Сформированный детонационный импульс передается на детонатор 8, формируя в нем детонационную волну, обеспечивающую подрыв основного заряда боеприпаса.
Таким образом, заявляемый взрыватель может применяться в широком классе боеприпасов, обеспечивая высокую безопасность в служебном обращении.