ДОННЫЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК F42C1/06 

Изобретение относится к взрывателям, а именно к донным взрывателям, используемых в различных видах боеприпасов: гранатах гранатометных выстрелов, ружейных (наствольных) гранатах, боеприпасах направленного действия (в том числе кумулятивных), боеприпасах нелетального действия (для которых недопустимо метание поражающих элементов, представляющих собой осколки головного взрывателя, вперед по направлению полета боеприпаса) и т. д., в том числе таких, которые можно метать по активной или активно-реактивной схеме как из нарезного, так и гладкоствольного оружия.

Под гранатой гранатометного выстрела понимается конструктивно объединенная совокупность элементов гранатометного выстрела, метаемая при стрельбе из гранатомета, включающая в себя корпус со снаряжением и взрыватель. Под ружейной (наствольной) гранатой понимается боеприпас, метаемый с помощью пороховых газов, образующих при выстреле из стрелкового оружия.

Известен донный взрыватель, включающий ударный механизм в виде жала с контрпредохранительной пружиной, огневую цепь, систему предохранения (заявка Великобритании N 1429117, F 42 C 15/18, 1976 г.). Этот взрыватель имеет сложную конструкцию и может быть использован только для вращающихся снарядов.

Известен донный взрыватель, содержащий корпус, в котором размещены ударный механизм в виде жала контрпредохранителем и сферического инерционного тела, установленного в полости, выполненной в донной части корпуса и имеющей донный конический участок и цилиндрический участок, система предохранения, система замедления и огневая цепь, отличающийся тем, что сферическое инерционное тело установлено с возможностью качения (патент GB N 1190205, F 42 C 1/06, 1970 г.). Этот взрыватель предназначен для невращающихся боеприпасов, так как сферическое инерционное тело, опирающееся на коническую поверхность, может перемещаться по ней под действием сил инерции, возникающих при нутации вращающегося боеприпаса, в результате чего жало может наколоть начальный элемент огневой цепи, что вызовет нештатное срабатывание взрывателя на траектории. Кроме того, данный взрыватель имеет замедленное действие, что ограничивает его применение в случаях, когда требуется мгновенное срабатывание боеприпаса при контакте с целью, например: в боеприпасах кумулятивного действия, в боеприпасах осколочного действия, когда снаряд не рикошетирует (при попадании в мягкий грунт, снег и т.д.).

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в создании малогабаритного, донного взрывателя, как для вращающихся, так и невращающихся боеприпасов, обладающего высокой чувствительностью по контактному действию и высоким быстродействием, в том числе, при косом ударе. Кроме того, взрыватель должен обеспечивать возможность дистанционного (траекторного) срабатывания боеприпасов.

Это достигается тем, что в донном взрывателе, содержащем корпус, в котором размещены ударный механизм в виде жала с контрпредохранительной пружиной и сферического инерционного тела, установленного в полости, выполненной в донной части корпуса и имеющей донный конический участок и цилиндрический участок, система предохранения и огневая цепь, отличающийся тем, что сферическое инерционное тело установлено с возможностью качения, параметры конического участка указанной полости выбраны такими, при которых перемещение жала под действием сферического инерционного тела при движении последнего по донному коническому участку меньше рабочего хода жала, т.е. расстояние между острием жала и начальным элементом огневой цепи.

Помимо этого донный взрыватель может быть снабжен механизмом дальнего взведения и/или дистанционным устройством и/или механизмом самоликвидации и воспламенительным механизмом для приведения их в действие.

На фиг.1 изображен продольный разрез донного взрывателя; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2, в котором показан вкладыш с системой предохранения и элементами огневой цепи дистанционного устройства; на фиг. 4 - сечение Г-Г на фиг. 2, в котором показан вкладыш с воспламенительным механизмом и элементами огневой цепи дистанционного устройства.

Донный взрыватель содержит корпус 1, в котором установлен вкладыш 2, являющийся несущим элементом для большинства систем и механизмов взрывателя. В донной части 3 корпуса 1 образована полость 4 с донным коническим участком 5.

Ударный механизм взрывателя состоит из жала 6 с контрпредохранительной пружиной 7, установленного в ступенчатом осевом канале 8 вкладыша 2, и сферического инерционного тела 9, размещенного в полости 4 корпуса 1 взрывателя с возможностью качения, обеспечиваемой гарантированным зазором между сферическим инерционным телом 9 и стенками полости 4. Параметры донного конического участка 5 (диаметр основания и угол раствора) выбираются таким образом, чтобы перемещение жала 6 под действием сферического инерционного тела 9 при движении последнего по коническому участку 5 было меньше рабочего хода жала 6.

Огневая цепь взрывателя состоит из расположенной в диаметральном пазу 10 на верхнем торце вкладыша 2 заслонки 11, в которой размещен капсюль-детонатор 12, пружины 13, предназначенной для смещения заслонки 11 в боевое положение, и детонатора 14, расположенного в крышке 15, устанавливаемой в корпус 1 на резьбовое соединение, и имеющего заряд взрывчатого вещества 16, закрытый чашечкой 17.

Система предохранения (фиг. 3), служащая для фиксации заслонки 11 в безопасном положении при транспортировке и в служебном обращении с боеприпасом, состоит из размещенного в канале 18 вкладыша 2 стопора 19, выполненного с лункой 20 на верхнем торце, шейкой 21 и поджатого пружиной 22, шарика 23, установленного в наклонном пазу 24 на торце вкладыша 2 и удерживающего заслонку 11 в безопасном положении за счет упора с одной стороны в стопор 19, а с другой - в выемку 25 на боковой поверхности заслонки 11. Также предохранительный механизм содержит фиксатор 26, который может быть выполнен, например, в виде двухступенчатого цилиндрического элемента или в виде шарика, и пружину 27 фиксатора 26. Во вкладыше 2 выполнено декомпрессионное отверстие 28, соединяющее полость канала 18 с разгрузочной полостью 29 (см. фиг. 1), образованной выемкой 30 на внутренней поверхности корпуса 1 взрывателя и выемкой 31 на наружной боковой поверхности вкладыша 2.

Механизм дальнего взведения (фиг. 1) устанавливают в случае, если необходимо исключить возможность смещения заслонки 11 из служебного положения в боевое на начальном участке траектории. Он состоит из корпуса 32, в котором запрессован пиротехнический состав 33, например, марки ПК-5, стопора 34, пружины 35 и втулки 36. Стопор 34 удерживает заслонку 11 от перемещения в боевое положение. Корпус 32 имеет выходное отверстие 37, сообщающееся с декомпрессионным отверстием 38, которое сообщается, в свою очередь, с разгрузочной полостью 29.

Дистанционное устройство (фиг. 3 и 4) содержит расположенную в канале 39 вкладыша 2 запрессовку 40, состоящую из воспламенительного состава 41, служащего для восприятия огневого импульса, усилительного состава 42, необходимого для инициирования замедлительного состава 43, задающего время дистанционного действия, и воспламенительного состава 44, на свободном торце которого сформирована кумулятивная выемка 47 для образования форса пламени, инициирующего через отверстие 58 расположенный в полости 59 усилитель 45, который также имеет кумулятивную выемку 48 для надежного инициирования размещенного в той полости капсюля-детонатора 46, предназначенного для возбуждения детонации в заряде 16 огневой цепи взрывателя.

Взрыватель может также содержать механизм самоликвидации (не показан), размещаемый в дополнительном канале, выполняемом во вкладыше 2 и соединяемом отверстием с полостью 59. Конструкция и действие механизма самоликвидации аналогичны узлу дистанционного действия. Отличие состоит в том, что размеры запрессовки замедлительного состава 43 выбраны из условия обеспечения времени самоликвидации, превышающего время полета боеприпаса. Механизм самоликвидации инициирует заряд 16 огневой цепи взрывателя, если каким-либо причинам взрыватель не сработал при контакте с целью или из-за нештатного функционирования огневой цепи.

Воспламенительный механизм (фиг.4) обеспечивает инициирование пиротехнических составов механизма дальнего взведения, дистанционного устройства и механизма самоликвидации. Указанный механизм содержит ударник 49, поджатый пружиной 50 и размещенный в канале 51, выполненном во вкладыше 2, и капсуль-воспламенитель 52, установленный у дна канала 51. Канал 51 сообщается декомпрессионным отверстием 53 с разгрузочной полостью 29. У дна канала 51 выполнено отверстие 54 для передачи форса пламени капсюля-воспламенителя 52 через канал 55, выполненный на наружной боковой поверхности вкладыша 2, и отверстие 56, сообщающееся с выходным отверстием 37 корпуса 32 механизма дальнего взведения, к пиротехническому составу 33 последнего. Через тот же канал 55 и отверстие 57, выполненное во вкладыше 2, и сообщающееся с каналом 39, этим же форсом обеспечивается инициирование запрессовки 40 дистанционного устройства, расположенной в канале 39. Приведение в действие механизма самоликвидации происходит аналогичным образом, при этом увеличивается длина канала 55, который газопередаточным отверстием соединяется с дополнительным каналом, в котором размещается механизм самоликвидации.

Описанная выше конструкция реализована на практике и имеет следующие габаритные размеры: диаметр 27 мм, длина 50 мм, что позволяет использовать данный взрыватель в боеприпасах калибра от 30 мм и более.

В служебном обращении взрыватель безопасен, что достигается следующим:
- капсюль-детонатор 12, установленный в заслонке 11(фиг. 1), смещен относительно жала 6 и детонатора 14 огневой цепи, что исключает возможность инициирования последнего;
- ударник 49 воспламенительного механизма (фиг. 4) удерживается от перемещения к капсюлю-воспламенителю 52 усилием пружины 50.

При выстреле под действием осевых перегрузок:
- стопор 19 системы предохранения (фиг. 3), преодолевая сопротивление пружины 22, опускается вниз, где удерживается фиксатором 26, перемещающимся до упора в шейку 21 стопора 19 за счет усилия пружины 27. Воздух, находящийся в части канала 18 под стопором 19, вытесняется в разгрузочную полость 29 через отверстие 28 (см. фиг. 3). Канал 18, по которому движется стопор 19, может быть соединен отверстием 28 не с полостью 29, а с полостью 4, чтобы исключить попадание в него продуктов горения пиротехнических запрессовок взрывателя. При этом шарик 23, перекатываясь по наклонной поверхности паза 24 вкладыша 2, попадает в лунку 20 стопора 19. После этого заслонка 11 удерживается от смещения в боевое положение только стопором 34 механизма дальнего взведения;
- ударник 49 воспламенительного механизма (фиг. 4), преодолевая сопротивление пружины 50, накалывает капсюль-воспламенитель 52. Воздух, находящийся в канале 48 под ударником 49, вытесняется в разгрузочную полость 29 через отверстие 53. Форс пламени капсюля-воспламенителя 52 через отверстие 54 попадает в канал 55 и инициирует запрессовки составов в механизме дальнего взведения через отверстия 56 и дистанционном устройстве через отверстие 57.

На траектории происходит взведение взрывателя:
- фиксатор 26 (фиг. 3) удерживает стопор 19 в нижнем положении, чем исключается возможность дальнейшей фиксации заслонки 11 в служебном положении посредством шарика 23;
- продукты горения состава 33 механизма дальнего взведения (фиг. 1) через отверстие 38 выходят в разгрузочную полость 29, после выгорания состава 33 стопор 34 под действием пружины 35 выходит из зацепления заслонкой 11, которая усилием пружины 13 смещается в боевое положение.

Таким образом, взрыватель оказывается взведенным.

Перемещение сферического инерционного тела 9 с жалом 6 к капсюлю-детонатору 12 под действием сил набегания ограничивается усилием контрпредохранительной пружины 7.

Контактное действие осуществляется при встрече с преградой следующим образом: сферическое инерционное тело 9, перекатываясь в полости 4 под воздействием сил инерции, возникающих при взаимодействии боеприпаса с преградой, толкает вперед жало 6, обеспечивая накол капсюля-детонатора 12, срабатывание которого вызывает инициирование заряда 16 огневой цепи взрывателя, что приводит к срабатыванию боевой части боеприпаса, в который установлен взрыватель.

Качение сферического инерционного тела уменьшает силу трения, препятствующую его перемещению, по сравнению с использованием инерционных тел, скользящих по направляющим, что увеличивает чувствительность взрывателя по контактному действию.

При косом ударе, когда результирующая сила инерции, действующая на сферическое инерционное тело, направлена к оси взрывателя под углом, большим одной четверти угла раствора конуса, проекция этой силы на направление возможного перемещения инерционного тела, опирающегося на коническую поверхность, оказывается большей, чем в том случае, когда инерционное тело опирается на цилиндрическую поверхность. Поэтому при взаимодействии с преградой в процессе нарастания сил инерции инерционное тело, опирающееся на коническую поверхность, раньше, чем тело, опирающееся на цилиндрическую поверхность, преодолеет пороговое значение силы трения покоя и начнет движение, толкая жало к начальному элементу огневой цепи взрывателя. Этим обеспечивается высокое быстродействие взрывателя. Следует отметить, что после преодоления порогового значения силы трения покоя, качение инерционного тела по конической поверхности не дает выигрыша в быстродействии взрывателя по сравнению с качением по цилиндрической направляющей, так как направление его перемещения не совпадает с направлением перемещения жала.

Взрыватели, в которых инерционное тело опирается на коническую поверхность, не рекомендуется применять во вращающихся боеприпасах, так как силы инерции, возникающие в результате нутации, могут перемещать инерционное тело по конической поверхности, и, если в результате этого перемещения жало наколет начальный элемент огневой цепи, может произойти нештатное срабатывание взрывателя. Переход качения сферического инерционного тела с конической на цилиндрическую поверхность при условии, что параметры конической поверхности выбраны такими, как в заявляемом изобретении, устраняет возможность срабатывания взрывателя под воздействием сил нутации, позволяя, таким образом, использовать его во вращающихся боеприпасах.

В случае отсутствия встречи с преградой срабатывание взрывателя определяется временем горения запрессовки 40 дистанционного устройства или аналогичной запрессовки узла самоликвидации. При завершении горения запрессовки 40 (фиг. 4) состав 44, в котором сформирована кумулятивная выемка 47, образует форс пламени, инициирующий через отверстие 58 усилитель 45 (фиг. 3). Усилитель 45 за счет кумулятивной выемки 48 надежно инициирует капсюль-детонатор 46, срабатывание которого приводит к инициированию заряда 16 огневой цепи взрывателя.

Изобретение относится к взрывателям, а именно к донным взрывателям, используемым в различных видах боеприпасов: в гранатах гранатометных выстрелов, ружейных (наствольных) гранатах, боеприпасах направленного действия (в том числе кумулятивных), боеприпасах нелетального действия, для которых недопустимо метание поражающих элементов, представляющих собой осколки головного взрывателя, вперед по направлению полета боеприпаса, и т.д. Взрыватель содержит корпус, в котором размещены ударный механизм в виде жала с контрпредохранительной пружиной и сферического инерционного тела, установленного в полости, выполненной в донной части корпуса и имеющей донный конический участок и цилиндрический участок, система предохранения и огневая цепь. Сферическое инерционное тело установлено с возможностью качения, параметры конического участка указанной полости выбраны такими, при которых перемещение жала под действием сферического инерционного тела при движении последнего по донному коническому участку меньше рабочего хода жала, т.е. расстояния между острием жала и начальным элементом огневой цепи. Помимо этого взрыватель может быть снабжен механизмом дальнего взведения, и/или дистанционным устройством, и/или механизмом самоликвидации и воспламенительным механизмом для приведения их в действие. Взрыватель обладает высоким быстродействием при контакте с целью, обеспечивает дистанционное срабатывание. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Донный взрыватель, содержащий корпус, в котором размещены ударный механизм в виде жала с контрпредохранителем и сферического инерционного тела, установленного в полости, выполненной в донной части корпуса и имеющий донный конический участок и цилиндрический участок, система предохранения и огневая цепь, отличающийся тем, что сферическое инерционное тело установлено с возможностью качения, при этом параметры конического участка указанной полости выбраны такими, при которых перемещение жала под действием сферического инерционного тела при движении последнего по донному коническому участку меньше рабочего хода жала. 2. Донный взрыватель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен механизмом дальнего взведения, и/или дистанционным устройством, и/или механизмом и воспламенителем механизмом для приведения их в действие.