ДЕТОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКОГО ВЗРЫВАТЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F42C7/00 

Предлагаемое детонирующее устройство предназначено для использования в механическом взрывателе, служащем для возбуждения детонации основного заряда боеприпаса (мины, бомбы, снаряды, торпеды и т.д.).

Известно детонирующее устройство взрывателя артиллерийского снаряда, являющееся одновременно замедлителем (патент США N 3638572 кл. 102-75 1972), в корпусе которого одна за другой расположены камера с инициирующим составом, срабатывающем под действием ударника, камера с веществом замедлителя и камера с шашкой, обеспечивающей подрыв основного заряда. Передача детонации от инициирующего состава к веществу замедлителя осуществляется через отверстие в колпаке. В свою очередь, от вещества замедлителя к шашке детонация проходит по передаточному заряду, расположенному в осевом канале, соединяющем обе камеры.

Срабатывание данного детонирующего устройства происходит следующим образом. При механическом ударе по бойку навеска вторичного ВВ капсюля-детонатора испытывает прочное разрушение, сопровождающееся выбросом ВВ в отверстие бойка. В зоне отверстия при этом образуется очаги разогрева, приводящие к воспламенению ВВ. Процесс горения в условиях замкнутого объема развивается до детонации, которая по передаточному заряду, расположенному в осевом канале, проходит к детонатору.

Для образования эффективных очагов разогрева в капсюле-детонаторе при ударе необходимо выполнение условия (Афанасьева Г.Т. и Боболева В.К. Иницирование твердых взрывчатых веществ ударом, М. Наука, 1968, с.82).

P_пр≥Р_кр (1)
где
Р_пр - давление, при котором происходит разрушение ВВ;
Р_кр - критическое давление, начиная с которого разрушение ВВ сопровождается взрывом.

Для способа деформирования ВВ, имеющего место в данном детонирующем устройстве, значение Рпр приближенно можно найти по формуле (см. книгу Е.П. Унксова "Инженерная теория пластичности", М., Машгиз, с.294).

где
σ_пр- - предел прочности ВВ,
D - диаметр бойка,
d_о - диаметр отверстия в бойке.

Исходя из этого выражения, условие возбуждение взрыва (1) можно записать в виде

Из капсюля-детонатора распространение детонации возможно лишь в том случае, если диаметр передаточного заряда не меньше d_кр критического диаметра детонации, т.е.

d_п≥d_кр
где
d₅ - диаметр передаточного заряда.

Для соблюдения условия возбуждения взрыва (2), а также для того, чтобы выброс ВВ и образование очагов разогрева происходили в зоне отверстия в бойке, необходимо еще одно условие
d_о≥d_п или, используя условие (3)
d_о≥d_кр
Таким образом, при известных значениях d_кр и принимая d_о≥d_кр, можно определить требуемую величину диаметра бойка D.

Экспериментально установлено, что надежное возбуждение взрыва капсюля-детонатора (вероятность срабатывания 99,99% при достоверности 0,9), состоящего из тэна, обеспечивается при значении = 1,86. Так как d_кр для тэна составляет 1^oC1,5 мм (см. книгу К.К.Андреева и А.Б.Беляева "Теория взрывчатых веществ", М., Оборонгиз, 1960, с. 197), то принимая d_о = 1,5 мм, находим, что диаметр бойка должен быть равен в этом случае ≈ 10 мм.

Используя закон Гука, легко установить, что максимальное давление Р_m, развиваемое при ударе (отверстия в бойке и под передаточный заряд отсутствуют), при прочих равных условиях пропорционально корню из энергии удара и обратно пропорционально диаметру бойка

где
W - энергия удара (кинетическая энергия ударника).

Чтобы в детонирующем устройстве произошло при ударе разрушение ВВ и последовало возбуждению взрыва, очевидным является условие
Р_m≥Р_пр≥P_кр
Если принять P_m = Р_пр ≥Р_кр = const, то из соотношения (5) найдем, что энергия удара, необходимая для срабатывания капсюля-детонатора, пропорциональна квадрату диаметра бойка
W D²
Данное соотношение показывает, что для снижения энергии иницирующего механического импульса (удара) детонирующего устройства взрывателя на вторичном ВВ очень эффективным является уменьшение диаметра бойка. Однако в существующей конструкции детонирующего устройства применение бойков с малыми диаметрами (например, менее 10 мм), без снижения надежности срабатывания не представляется возможным, что затрудняет, в свою очередь, возможность уменьшения энергии удара.

Целью изобретения является снижение энергии иницирующего механического импульса.

Цель достигается тем, что детонирующее устройство механического взрывателя, содержащее боек с глухим каналом в торце, капсюль-детонатор на основе вторичного взрывчатого вещества, передаточный заряд и детонатор, дополнительно содержит металлическую преграду, размещенную между капсюлем-детонатором и передаточным зарядом.

Толщина преграды, обеспечивая условия возбуждения взрыва ВВ, в то же время должна обеспечивать и надежную передачу детонации из капсюля-детонатора в передаточный заряд. Для этого толщина преграды должна быть по возможности меньшей. Этим требованиям удовлетворяет преграда, выполненная из прочного металла, например, стали.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого детонирующего устройства механического взрывателя. Детонирующее устройство механического взрывателя содержит расположенные в корпусе 1 боек 2, капсюль-детонатор 3, передаточный заряд 4 и детонатор 5. Капсюль-детонатор от передаточного заряда отделен металлической преградой, которая выполнена в данном случае как одно целое с корпусом детонирующего устройства.

Наличие преграды позволяет при ударе достигать в капсюле-детонаторе давлений P_прР_кр, определяемых только соотношением (2) независимо от условия (4). Т. е. величина d_о может быть выбрана меньшей, чем значения d_n или d_кр. Тогда, если, например, уменьшить d₀ c 1,5 мм до ≈ 0,6 мм при сохранении значения толщина = 1,86, диаметр бойка уменьшится с 10 до 4 мм. А необходимая для срабатывания детонирующего устройства энергия удара, как следует из соотношения (6), снизится при этом более, чем в 6 раз.

Изобретение относится к механическим взрывателям, предназначенным для возбуждения детонации основного заряда боеприпаса. Цель изобретения: снижение энергии инициирующего механического импульса. Детонирующее устройство механического взрывателя содержит боек 2 с глухим каналом в торце, капсюль-детонатор 3 на основе вторичного взрывчатого вещества, передаточный заряд 4 и детонатор 5, при этом между капсюлем-детонатором 3 и передаточным зарядом 4 размещена металлическая преграда. 1 ил.

Детонирующее устройство механического взрывателя, содержащее боек с глухим каналом в торце, капсюль-детонатор на основе вторичного взрывчатого вещества, передаточный заряд и детонатор, отличающееся тем, что, с целью снижения энергии инициирующего механического импульса, в нем между капсюлем-детонатором и передаточным зарядом размещена металлическая преграда.