КОНТАКТНОЕ ВЗРЫВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ Российский патент 2002 года по МПК F42C15/24 

Изобретение относится к области военной техники и конкретно к контактным взрывательным устройствам для высокоманевренных управляемых ракет.

Для указанных ракет предъявляются особо высокие требования по безопасности и надежности действия. Жесткие требования по условиям эксплуатации, особенно по механическим, температурным и электромагнитным воздействиям, привели к необходимости использовать контактные взрывательные устройства (КВУ), построенные на механическом принципе. В таких КВУ для взведения используется сила продольного ускорения при старте ракеты. Для различения перегрузок при старте от перегрузок при случайном падении ракеты, случайных ударах при эксплуатации и прочих случайных воздействиях используется различие по длительности воздействия силы. При старте ракеты длительность воздействия гораздо больше, чем при ударах. Для различия в длительности обычно используется простейший часовой механизм, замедляющий движение.

Известны взрыватели с механизмами взведения, использующие силы продольного инерционного ускорения в сочетании с часовыми механизмами замедления, которые можно принять за аналоги.

В патенте США 3368487 (класс 102-70.2) описан механизм взведения, в котором используется массивное тело, реагирующее на силы инерционного ускорения. Тело закреплено на зубчатой рейке и при своем оседании приводит во вращение маховик, соединенный с зубчатой рейкой системой зубчатых передач.

В патенте США 3367267 (класс 102-78) описан взрыватель к снарядам, не стабилизируемым вращением. В взрывателе также имеется зубчатая рейка, приводимая в действие продольными силами инерционного ускорения.

В рассматриваемых патентах для взведения взрывателя используется массивное тело, приводимое в движение продольной силой инерционного ускорения, создаваемой ракетным двигателем. Благодаря высокой надежности такие механизмы нашли широкое применение в КВУ большинства существующих ракет. Однако современная высокоточная управляемая ракета в воздушном бою, как правило, усиленно маневрирует, следуя за целью. При этом на ракету и КВУ действуют довольно значительные поперечные (боковые) силы инерционного ускорения. Величина этих сил может превышать продольные силы ускорения в 8-10 раз и более. Поперечные силы, воздействуя на перемещающиеся инерционные тела, затрудняют действие механизмов КВУ, основанных на использовании продольных сил. Это приводит к снижению надежности действия и даже отказам КВУ при работе управляемых высокоманевренных ракет.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является контактный взрыватель (патент США 3388667, класс 102-70.2), который можно принять за прототип. Контактный взрыватель для управляемых снарядов, в которых под действием управляющих устройств развиваются продольные и поперечные силы ускорения, содержит цепь инициирования и предохранительное устройство, служащее для взведения взрывателя. Предохранительное устройство имеет инерционный элемент - ныряло, чувствительный к силам ускорения, действующим вдоль продольной оси управляемого снаряда, и пару эксцентриковых роторов, сцепленных шестеренками, причем роторы могут вращаться в противоположных направлениях вокруг своих осей под действием сил ускорения, направленных вдоль продольной оси управляемого снаряда, и стремятся поворачиваться вокруг этих же осей в одном общем направлении под действием сил ускорения, направленных в поперечном направлении. Инерционный элемент - ныряло - через систему шестерен связан с часовым механизмом штифтового типа и приводится в движение продольной силой инерции, один из эксцентриковых роторов связан с электродетонатором. Кроме того, устройство содержит трансформатор, накопительный конденсатор и шариковый переключатель. Под действием продольной силы инерции инерционный элемент перемещается, приводя в движение сцепленный с ним часовой механизм, и таким образом осуществляется селекция входных импульсов ускорения по длительности. При воздействии поперечной силы инерции, действующей в плоскости вращения роторов, второй ротор переводит первый в положение взведения.

Причиной, препятствующей получению требуемого технического результата при использовании известного устройства (прототипа) применительно к высокоманевренным высокоточным ракетам, является ограниченная возможность условий работы при поперечных силах ускорения. Для обеспечения надежности работы известного устройства при поперечных силах инерции необходимо, чтобы направления этих сил точно совпадали с плоскостью вращения роторов, в то время как при маневрировании ракеты в воздушном бою направления действия поперечных сил могут быть самыми различными и статически неопределимыми. Кроме того, в известном устройстве подключение электродетонатора в боевую цепь взрывателя осуществляется шариковым переключателем инерционного действия, кинематически не связанным с ротором. То есть взведение взрывателя по электрической цепи происходит независимо от взведения ротора, причем шариковый переключатель может замкнуться (так как он не имеет инерционного селектора длительности воздействия инерционных сил) и при воздействии кратковременных сил, например, при случайном падении ракеты, что недопустимо.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задачей настоящего изобретения является создание контактного взрывательного устройства, обладающего высокой надежностью при любом маневрировании ракеты, что значительно расширяет ее тактико-технические возможности, а также повышенной безопасностью в служебном обращении.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности взведения путем преобразования поперечных перегрузок в продольные, способствующие взведению контактного взрывательного устройства, а также повышение безопасности за счет осуществления подключения цепи инициирования электрической цепи только после срабатывания инерционного элемента.

Указанный технический результат достигается тем, что в контактном взрывательном устройстве, содержащем цепь инициирования и предохранительно-исполнительный механизм с чувствительным к силам продольного и поперечного ускорения и кинематически связанным с часовым механизмом с штифтовым ходом инерционным элементом, капсюлем-детонатором и стопором-блокиратором, инерционный элемент выполнен в виде дискового ротора, закрепленного эксцентрично в рамке, которая имеет возможность вращения вокруг продольной оси устройства. причем дисковый ротор установлен с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной к продольной оси устройства, и взаимодействия со стопором-блокиратором, а его центр масс смещен относительно оси его вращения в направлении действия сил продольного ускорения, при этом в инерционный дисковый ротор в области центра его масс введен дополнительный груз из материала, имеющего более высокую плотность, чем материал ротора, например, вольфрам, молибден; цепь инициирования содержит два параллельно включенных электровоспламенителя, в качестве замыкателей инициирующей цепи использованы микропереключатели, капсюль-детонатор размещен в движке, имеющем контактирующие с головками контактов микропереключателей боковые поверхности, угол наклона которых достаточен для срабатывания микропереключателей в конце рабочего хода движка.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид конструкции предлагаемого контактного взрывательного устройства.

На фиг.2 показан вид по А-А.

На фиг. 3 показано расположение дискового ротора и часового механизма внутри корпуса устройства (вид сбоку).

Контактное взрывательное устройство (КВУ) состоит из корпуса 1, в котором размещена рамка 2 с расположенным внутри нее дисковым ротором 3 со смещенным центром масс относительно продольной оси КВУ (оси OZ) и имеющим возможность вращения вокруг поперечной оси КВУ (оси ОХ). В районе центра масс ротора 3 установлен дополнительный груз 4 из сплава, имеющего плотность, большую, чем плотность материала ротора, например молибдена, вольфрама. Дополнительный груз из материала, имеющего большую плотность, установлен для увеличения крутящего момента в заданном ограниченном объеме пространства внутри контактного взрывательного устройства, то есть увеличения крутящего момента без увеличения габаритных размеров инерционного дискового ротора. В зубчатом зацеплении с ротором 3 находится часовой механизм 5. В исходном положении ротор 3, имеющий паз 6 удерживается штоком 7, подпружиненным пружиной 8. Шток 7 упирается в электромагнит 9. Рамка 2 установлена на подшипниках 10 и имеет возможность вращения вокруг продольной оси КВУ (ось OZ). Ротор 3 установлен на подшипниковой опоре 11 внутри рамки 2 перпендикулярно ее продольной оси (оси OZ) и эксцентрично относительно этой оси. В нижнюю часть ротора 3, в его боковую цилиндрическую поверхность упирается стопор-блокиратор 12 с пружиной 13. Боковая поверхность ротора 3 имеет паз 14. Стопор-блокиратор 12 удерживает движок 15. В движке установлены пружина 16 и капсюль-детонатор 17. С противоположных сторон движка установлены два параллельно подключенных электровоспламенителя 18 и два микропереключателя 19, головки которых упираются в боковые поверхности движка. В нижней части КВУ установлены передаточный заряд 20 и детонатор 21.

Устройство работает следующим образом.

Непосредственно перед пуском ракеты на электромагнит 9 подается электрический сигнал. Электромагнит 9 освобождает шток 7, который поднимается вверх и выходит из паза 6 в роторе 3. В момент пуска ракеты на дисковый ротор 3 начинает действовать продольная сила ускорения, которая приводит его в действие. Ротор 3 начинает поворачиваться вокруг своей оси (ось ОХ). Часовой механизм 5, сцепленный с ротором 3, замедляет вращение ротора, селектируя таким образом длительные продольные силы ускорения, возникающие при старте ракеты, от случайных кратковременных импульсов, обусловленных ударами, сотрясениями и прочими воздействиями. При отсутствии маневров ракеты отсутствуют и поперечные силы инерции, ротор 3 поворачивается до момента совмещения осей паза 14 и стопора-блокиратора 12, который под действием пружины 13 поднимается в паз 14 и освобождает движок 15. Движок 15 под действием пружины 16 перемещается, контактируя с головками контактов микропереключателей 19 боковыми поверхностями, угол наклона которых достаточен для срабатывания микропереключателей в конце рабочего хода движка. Таким образом, в конце рабочего хода движка 15 срабатывают оба микропереключателя 19 и подключают электровоспламенители 18, являющиеся конечными элементами боевой электрической цепи. Все элементы огневой цепи устанавливаются по одной линии: капсюль-детонатор, передаточный заряд 20 и детонатор 21. Взрыватель взведен и по электрической, и по огневой цепи. При поступлении сигнала от контактного или неконтактного датчиков цели происходят срабатывание электровоспламенителей 18, капсюля-детонатора 17, передаточного заряда 20, детонатора 21 и подрыв боевой части. Если при движении ракета начнет маневрировать, а это неизбежно при ее функционировании, то на КВУ начинает действовать боковая сила ускорения, которая разворачивает дисковый ротор 3, вместе с рамкой 2, на которой он установлен, вокруг продольной оси OZ в сторону действия этой силы и затем продолжает действовать на центр тяжести дискового ротора 3, помогая осевой, продольной силе ускорения повернуть ротор 3 в боевое положение, то есть до момента освобождения движка 15 стопором-блокиратором 12, попадающим в паз 14 при совмещении с осью паза, и установления капсюля-детонатора 17, расположенного на движке 15, напротив передаточного заряда 20.

Таким образом, в предлагаемом устройстве поперечные силы ускорения, перегрузки, мешающие взведению КВУ, преобразуются в продольные, способствующие взведению КВУ, особенно при маневрировании ракеты в современном воздушном бою.

Изобретение относится к области военной техники и конкретно к контактным взрывательным устройствам для высокоманевренных управляемых ракет. Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в контактном взрывательном устройстве, содержащем цепь инициирования и предохранительно-исполнительный механизм с чувствительным к силам продольного и поперечного ускорения и кинематически связанным с часовым механизмом с штифтовым ходом инерционным элементом, капсюлем-детонатором и стопором-блокиратором, инерционный элемент выполнен в виде дискового ротора, закрепленного эксцентрично в рамке, которая имеет возможность вращения вокруг продольной оси устройства, причем дисковый ротор установлен с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной к продольной оси устройства, а его центр масс смещен относительно оси его вращения в направлении действия сил продольного ускорения. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности взведения при любом маневрировании ракеты, а также повышении безопасности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Контактное взрывательное устройство для управляемых ракет, содержащее цепь инициирования с замыкателями и предохранительно-исполнительный механизм, включающий инерционный элемент, чувствительный к силам продольного и поперечного ускорения, кинематически связанный с часовым механизмом со штифтовым ходом, капсюль-детонатор и стопор-блокиратор, отличающееся тем, что инерционный элемент выполнен в виде дискового ротора, закрепленного эксцентрично относительно продольной оси устройства в рамке, смонтированной с возможностью вращения вокруг этой оси, причем дисковый ротор установлен с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной к продольной оси устройства, и взаимодействия со стопором-блокиратором, а его центр масс смещен относительно его оси вращения в направлении действия сил продольного ускорения. 2. Контактное взрывательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в инерционный дисковый ротор в области центра его масс введен дополнительный груз из материала, имеющего более высокую плотность, чем материал ротора, например, вольфрам, молибден. 3. Контактное взрывательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что цепь инициирования содержит два параллельно включенных электровоспламенителя. 4. Контактное взрывательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве замыкателей инициирующей цепи использованы микропереключатели. 5. Контактное взрывательное устройство по п. 4, отличающееся тем, что капсюль-детонатор размещен в движке, имеющем контактирующие с головками контактов микропереключателей боковые поверхности, угол наклона которых достаточен для срабатывания микропереключателей в конце рабочего хода движка.