УСТРОЙСТВО ПРЕДОХРАНЕНИЯ И КОММУТАЦИИ ВЗРЫВАТЕЛЯ
DETONATING FUSE PROTECTION AND COMMUTATION DEVICE

Изобретение относится к военной технике, а именно к устройствам предохранения и коммутации взрывателей ракетных, авиационных и зенитных боеприпасов, работающих в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий, а также в аварийных ситуациях.
Известен предохранительно-исполнительный механизм взрывателя (пат. РФ. 2255302 C1, F42C 15/184, опубл. 27.06.2005, бюл. №18), в котором для предохранения и коммутации электрической цепи задействования детонатора используются контакты микропереключателя для связи с датчиками цели и включения электродетонатора, заслонка (движок), обеспечивающая разрыв цепи задействования в исходном состоянии и соединение ее в сработанном состоянии, стопоры для удержания заслонки с размещенными в ней передаточным и вышибным зарядами.
Функциональный недостаток этого устройства заключается в том, что оно не обеспечивает надежное сохранение исходного и сработанного состояний в аварийных ситуациях (падение, пожар и т.д.).
Прототипом заявляемого изобретения является устройство предохранения и коммутации взрывателя, входящее в состав предохранительно-исполнительного механизма взрывателя (пат. РФ. 2400701 F42C 15/40, опубл. 27.09.2010, бюл. №27), содержащее электрическую цепь задействования электродетонатора, включающую контакт электрического соединителя для связи с прибором управления, контакт включения электродетонатора и соединитель цепи задействования, выполненный в виде магнита, размещенного в заслонке, установленной с возможностью перемещения под действием пружины сжатия. Кроме того, в корпусе установлены пиротехнический, электромеханический и термопредохранительный стопоры для удержания заслонки в исходном состоянии посредством пазов, выполненных в ней, фиксатор заслонки в сработанном состоянии и контактные группы контроля исходного состояния устройства. При этом электромеханический стопор включает электропривод, кинематически связанный с заслонкой, а значит, и с размещенным в ней электрическим соединителем через элемент зацепления.
Недостатком прототипа является то, что в данном устройстве заслонка, конструктивно объединенная с передаточным зарядом огневой цепи, магнитом и фиксатором, является несбалансированным элементом, имеющим определенную массу. Поэтому при больших ударных воздействиях, совпадающих с направлением действия пружины в сторону перевода заслонки в боевое положение и превышающих величину усилия среза стопоров, увеличивается вероятность нештатного перемещения заслонки и, как следствие, формирование огневой цепи, готовой к задействованию.
Наличие пиротехнического стопора и передаточного заряда также снижает надежность эксплуатации механизма, так как это устройства одноразового действия, в основе работы которых лежит использование пиросоставов, содержащих инициирующие взрывчатые вещества, непроверяемые стопроцентно в процессе изготовления и непосредственно перед установкой в боеприпас. Следствием этого является то, что не исключается вероятность нештатного их срабатывания.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении вероятности несанкционированного срабатывания устройства предохранения и коммутации взрывателя и, как следствие, в повышении безопасной эксплуатации боеприпасов в условиях различных механических и температурных воздействий, а также в аварийных ситуациях (пожар, падение и т.д.).
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве предохранения и коммутации взрывателя, содержащем электрическую цепь задействования электродетонатора, включающую контакт электрического соединителя для связи с прибором управления, контакт электрической цепи включения электродетонатора и соединитель цепи задействования, заслонку, электромеханический стопор для удержания заслонки и соединителя цепи задействования в исходном состоянии, включающий электропривод, кинематически связанный с заслонкой и соединителем цепи задействования, новым является то, что дополнительно введено интегрирующее устройство, связанное с валом электропривода с возможностью фиксации его в исходном состоянии и освобождения после завершения интегрирования и электрически связанное с обмоткой управления электропривода с возможностью включения ее после завершения интегрирования, кинематическая связь электропривода с соединителем цепи задействования выполнена в виде устройства преобразования вращательного движения вала электропривода в поступательное перемещение соединителя цепи задействования, при этом устройство преобразования выполнено с возможностью фиксации соединителя цепи задействования в исходном и сработанном состояниях, а заслонка связана с валом электропривода и размещена на пути перемещения соединителя цепи задействования с возможностью поворота для освобождения указанного пути.
При этом интегрирующее устройство может быть связано с валом электропривода кинематически, например, посредством рычажно-кулачкового механизма или посредством электромагнитного включателя, обмотка управления которого последовательно соединена с обмоткой управления электропривода, а якорь кинематически связан с его валом.
Введение в устройство предохранения и коммутации взрывателя интегрирующего устройства с выполнением его кинематических и электрических связей в соответствии с отличительными признаками формулы изобретения позволяет снизить вероятность несанкционированного срабатывания устройства предохранения и коммутации взрывателя за счет того, что перевод в состояние боевой готовности осуществляется после набора заданного значения интеграла от внешнего физического фактора по времени с последующей подачей электрического сигнала на электропривод, что практически затруднено в наземных условиях без специального оборудования. При этом внешним физическим фактором может быть ускорение (линейное или угловое), давление и т.д.
Освобождение заслонки от элементов, не связанных с выполнением разрыва электрической цепи задействования электродетонатора в исходном состоянии устройства, и связь ее с валом электропривода с возможностью фиксации им также снижает вероятность несанкционированного срабатывания устройства предохранения и коммутации взрывателя, так как заслонка упрощается конструктивно, уменьшается масса, обеспечивается возможность ее балансировки и, как следствие, повышается ударостойкость устройства.
Исключение элементов одноразового действия с использованием пиросостава позволяет вести стопроцентный контроль функционирования устройства предохранения и коммутации взрывателя на всех этапах изготовления, что снижает вероятность установки в боеприпас некондиционного устройства.
Заявляемое изобретение поясняется фигурами 1, 2, 3, 4, где описывается техническое решение с использованием интегрирующего устройства инерционного типа, в котором внешним физическим фактором является ускорение, изменяющееся во времени.
На фиг.1 приведена электрокинематическая схема заявляемого устройства с интегрирующим устройством, кинематически связанным с валом электропривода посредством рычажно-кулачкового механизма в исходном состоянии, когда цепь задействования рассоединена.
На фиг.2 - то же, в сработанном состоянии, когда цепь задействования соединена.
На фиг.3 приведена электрокинематическая схема заявляемого устройства с интегрирующим устройством, кинематически связанным с валом электропривода посредством электромагнитного включателя, обмотка управления которого соединена последовательно с обмоткой управления электропривода, а якорь кинематически связан с его валом, в исходном состоянии, когда цепь задействования рассоединена.
На фиг.4 - то же, в сработанном состоянии, когда цепь задействования соединена.
Устройство предохранения и коммутации взрывателя содержит электрическую цепь задействования электродетонатора, включающую контакт 1 электрического соединителя 2 для связи с прибором управления, контакт 3 включения электродетонатора и соединитель 4 цепи задействования, заслонку 5, электромеханический стопор, включающий электропривод и устройство преобразования вращательного движения вала 7 электропривода в поступательное перемещение соединителя 4 и контакта 3.
Электропривод, включающий якорь 6 и обмотку 14, управляется от обмотки 14 через контакт 15 интегрирующего устройства 16 напрямую (см. фиг.1, 2) или через обмотку 14 и обмотку 22 управления якорем 23 электромагнитного включателя (см. фиг.3, 4).
Устройство преобразования вращательного движения вала 7 электропривода в поступательное перемещение, включающее кулачок 9 и рычаг 10, закрепленный на диэлектрической траверсе 11, выполнено с возможностью взаимодействия кулачка 9 с контактом 12 контроля исходного состояния и контактом 13 контроля сработанного состояния посредством рычага 10. На диэлектрической траверсе 11 закреплен соединитель 4 с контактом 3.
Интегрирующее устройство 16 может быть связано с валом 7 электропривода, например, посредством рычажно-кулачкового механизма, состоящего из рычага 18, выполненного с возможностью взаимодействия с кулачком 19, закрепленным на валу 20 интегрирующего устройства 16, с одной стороны, и с зацепом 21, закрепленным на валу 7 электропривода, с другой стороны (см. фиг.1, 2).
Интегрирующее устройство 16 также может быть связано с валом 7 электропривода посредством электромагнитного включателя, обмотка 22 управления которого соединена с обмоткой 14 управления электропривода, а якорь 23 электромагнитного включателя связан кинематически с зацепом 21, закрепленным на валу 7 электропривода (см. фиг.3, 4).
Устройство предохранения и коммутации в составе взрывателя боеприпаса работает следующим образом.
В исходном состоянии (см. фиг.1, 3) заслонка 5 расположена на пути перемещения контакта 3 соединителя 4 к контакту 30 электродетонатора, обеспечивая гарантированный разрыв электрической цепи задействования электродетонатора. Исходное состояние соединителя 4 зафиксировано посредством упора рычага 10 в поверхность А кулачка 9. При этом вращательное движение вала 7 электропривода и связанных с ним заслонки 5 и кулачка 9 заблокировано, во-первых, механически посредством зацепа 21 и рычага 18 (см. фиг.1) или якоря 23 и зацепа 21 (см. фиг.3) и, во-вторых, электрически посредством разомкнутой цепи обмотки 14 управления электропривода контактом 15 (см. фиг.1) или посредством разомкнутой цепи обмоток 14 и 22 контактом 15 (см. фиг.3).
Таким образом, устройство предохранения и коммутации взрывателя в исходном состоянии зафиксировано стопорами, снятие которых осуществляется воздействием:
- физического фактора (действием ускорения на чувствительный элемент 25 интегрирующего устройства 16);
- электрического сигнала (поступлением электрического сигнала на обмотку 14 (см. фиг.1) или одновременным поступлением сигнала на обмотки 14 и 22 (см. фиг.3));
- механическим (фиксацией вращательного движения вала 7 электропривода посредством рычага 18 и зацепа 21 (см. фиг.1) или посредством якоря 23 и зацепа 21 (см. фиг.3), фиксацией исходного состояния соединителя 4 с контактом 3 посредством заслонки 5 и кулачка 9 (см. фиг.1)).
Процесс срабатывания устройства предохранения и коммутации взрывателя и подготовки цепи задействования электродетонатора осуществляется функционированием его элементов следующим образом:
- чувствительный элемент 25 интегрирующего устройства 16 в процессе набора заданного значения интеграла от физического фактора поворачивает выходной вал 20 с кулачком 19 и перемыкателем 26, подготавливая к работе электропривод посредством подключения обмотки 14 к приборам управления и выведения из зацепления рычага 18 с зацепом 21 (см. фиг.2), освобождая вал 7 электропривода, или посредством подключения обмоток 22 и 14, подготавливая к выведению из зацепления якоря 23 с зацепом 21 (см. фиг.4);
- от приборов управления через соединитель 2 по цепи обмотки 14 поступает электрическая команда для поворота якоря 6 и вала 7 электропривода на определенный угол или по цепям обмоток 22 и 14 - для выведения из зацепления якоря 23 с зацепом 21 с целью освобождения вала 7 и последующего поворота его на определенный угол;
- в процессе вращения вала 7 электропривода вращаются закрепленные на нем заслонка 5 и кулачок 9, который посредством рычага 10 взаимодействует с соединителем 4 с контактом 3;
- профиль кулачка 9 выполнен таким образом, что в начале его поворота на определенный угол отводится заслонка 5, освобождая путь для перемещения соединителя 4, и одновременно отводится опорная площадка А, освобождая путь для последующего перемещения рычага 10 по пазу кулачка, образованного поверхностями Б и В, тем самым преобразуя вращательное движение кулачка 9 в поступательное перемещение соединителя 4 в направлении стыковки цепи электродетонатора;
- после поворота кулачка 9 на определенный угол и одновременного завершения стыковки контакта 3 соединителя 4 с контактом 30 электродетонатора рычаг 10 размещается на площадке Г (см. фиг.2, 4), что гарантированно исключает перемещение соединителя 4 в направлении расстыковки электрической цепи задействования.
Таким образом, электрическая цепь подготовлена к задействованию электродетонатора.
В устройстве предусмотрен обратный перевод из сработанного состояния в исходное для проверки кинематики в процессе изготовления.
Проведенные испытания устройства предохранения и коммутации взрывателя подтвердили его надежную работу по обеспечению заданного уровня безопасности на всех этапах эксплуатации боеприпасов.