ГОЛОВНОЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК F42C9/14 

Изобретение относится к дистанционным комбинированным взрывателям двойного действия, ударного и временного срабатывающим от инерционного перемещения механизмов при встрече с преградой и по истечении заданного промежутка времени с момента выстрела, определяемого сгоранием порохового элемента механизма самоликвидации, содержащим пружинный механизм взведения и предохранительное устройство, предотвращающее самопроизвольную детонацию взрывателя в служебном обращении и на дистанции.

Уровень техники данной области характеризует головной взрыватель МГ-25 для малокалиберных артиллерийских патронов унитарного заряжания, который содержит капсюль-воспламенитель и соосное жало ударного реакционного механизма, инерционный механизм взведения, лучевой капсюль-детонатор, снабженный огневой цепью самоликвидатора с предохранительным и замедлительным устройствами, который описан в книге "23-мм спаренная установка ЗУ-23", Воениздат, М., 1961 г., с.102-103, рис.14.3 и 14.4.

В осевом канале торца корпуса, закрытого мембраной, установлен посредством центрирующей головки стержень с возможностью перемещения к жалу ударного механизма, смонтированному на спиральной стопорной пружине, размещенной в кольцевой втулке, опирающейся на поперечную перегородку продольного паза.

Между капсюлем-воспламенителем и капсюлем-детонатором размещена закрытая предохранительной прокладкой лабиринтная огнепередаточная втулка замедления.

Недостатками известного взрывателя, который по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран наиболее близким аналогом предложенному, являются его низкая функциональная надежность на траектории полета снарядов к цели из-за высокой чувствительности ударного механизма, срабатывающего от дождя, града и пыли, от механических воздействий на торцевую мембрану в трактах питания пушек, а также неудовлетворительная защищенность лучевого капсюля-детонатора от срабатывания механизма самоликвидации в служебном обращении при случайных ударах и падении или от воспламенения при перегреве в трактах питания автоматики артиллерийских систем.

Кроме того, конструкция лабиринтной замедлительной втулки предопределяет технологическую сложность изготовления в серийном производстве на высокоточном уникальном оборудовании и ограничивает диапазон и дальность дистанции самоликвидации.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности взрывателя, упрощение его конструкции при гарантированной безопасности в служебном обращении и автоматической стрельбе.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном головном взрывателе для малокалиберных артиллерийских патронов, содержащем капсюль-воспламенитель и осевое жало, снабженное инерционным механизмом взведения, включающим спиральный стопор внутри кольцевой втулки, установленной в продольном пазу корпуса на поперечной перемычке, ударный реакционный механизм, имеющий предохранительную мембрану, укрепленную на торце корпуса, и центральный стержень с опорной головкой, а также лучевой капсюль-детонатор, связанный с капсюлем-воспламенителем через соосную замедлительную втулку, закрытую предохранительной прокладкой, а через пиротехнический канал связанный с механизмом самоликвидации, согласно изобретению опорная головка центрального стержня скругленной формы жестко фиксирует сверху мембрану в виде конического обтекателя, под которым в корпусе выполнена периферийная кольцевая канавка и радиальные наклонные пазы сообщения помещенных в них шариков с осевым жалом, а замедлительная втулка установлена между затвором, снабженным пороховым стопором, и дополнительной прокладкой, снизу закрывающей выход расширительной камеры, внутри которой на упоре установлен движок, ограниченный профильной скобой, геометрически замкнутой в ступенчатой проточке предохранителя.

Отличительные признаки обеспечили улучшение основных служебных характеристик назначения головного инерционно-реакционного взрывателя для малокалиберных артиллерийских патронов по дальности взведения механизма самоликвидации и расширению диапазона дистанции его срабатывания при повышении безопасности в служебном обращении и эксплуатации патронов. Новым техническим эффектом от использования изобретения является достижение всепогодности взрывателя предложенной конструкции, то есть независимость заданного разрывного действия на траектории от состояния атмосферы.

Монолитная, жесткая головка центрального стержня скругленной формы предохраняет мембрану взрывателя от динамических нагрузок и механических воздействий в трактах питания автоматики пушки, а во-вторых, сверху жестко фиксирует мембрану на корпусе.

Коническая форма мембраны, выполненной в виде обтекателя головной части взрывателя, снижает чувствительность ударного механизма к воздействию атмосферных осадков на траектории полета и обеспечивает всепогодность использования взрывателя.

Деформируемая при встрече с целью мембрана в пустоту кольцевой периферийной канавки головной части корпуса выполняет функции ударного привода движения шариков по наклонным радиальным пазам к осевому накольному жалу.

Снабженный пороховым стопором поперечный затвор в осевом канале замедления предотвращает при случайном срабатывании капсюля-воспламенителя передачу лучевого импульса на капсюль-детонатор и преждевременный разрыв снаряда.

Дополнительный механизм предохранения инерционного действия от центробежных сил вращения снаряда предотвращает срабатывание капсюля-детонатора от случайного взведения механизма самоликвидации в служебном обращении, что повышает технологическую безопасность обслуживания боеприпасов.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются необходимыми для достижения новизны качества, не суммы эффектов, а эффекта суммы, неприсущего признакам в разобщенности, то есть нового сверхэффекта.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, которые носят чисто иллюстративный характер и не ограничивают объема прав совокупности признаков формулы и где изображены:
на фиг.1 - общий вид взрывателя в продольном разрезе;
на фиг.2 - то же, повернуто;
на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1;
на фиг.4 - вид I на фиг.1;
на фиг.5 - вид сверху на фиг.4 (без крышки);
на фиг.6 - взрыватель в момент выстрела;
на фиг.7 - то же, после взведения ударного механизма;
на фиг.8 - то же, полное взведение;
на фиг.9 - то же, в момент встречи с преградой.

Изобретение поясняется примером выполнения взрывателя к артиллерийскому 30 мм патрону для автоматической пушки 2А42.

В корпусе 1 головного взрывателя в осевом канале 2 установлены последовательно снизу вверх: лучевой капсюль-детонатор 3 марки А-30Т, предохранительное устройство 4, замедлительная втулка 5, затвор 6, капсюль-воспламенитель 7 и жало 8, а на переднем торце корпуса 1 закреплен центральный стержень 9 со сферической опорной головкой 10.

Головка 10 центрального стержня 9 жестко прижимает к торцу корпуса 1 конический обтекатель 11, под которым в корпусе 1 выполнена периферийная кольцевая канавка 12, снабженная тремя радиальными пазами 13 сообщения с жалом 8, наклоненными к продольной оси под углом 45 градусов. В пазах 13 свободно располагаются шарики 14 диаметром 3,5 мм, которые совместно с обтекателем 11 (мембраной) выполняют функции ударного механизма при встрече с целью.

Жало 8 в канале 2 в верхнем исходном положении удерживается на коаксиальном предохранительном стопоре 15, выполненном из спирально скрученной медной ленты, которая помещена внутри кольцевой втулки 16, опирающейся на поперечную прокладку 17, перекрывающую продольный паз 18 под втулку 16.

Осевой канал 2 под капсюлем-воспламенителем 7 перекрыт затвором 6, который в поперечном движении ограничен пороховым зарядом 19, связанным с огневым (пиротехническим) каналом 20 (фиг.3), содержащим воспламенительные шашки 21 и усилитель 22 (фиг.1 и 6) механизма самоликвидации, включающего капсюль-воспламенитель 23, поджатый пружиной 24, и неподвижно закрепленное под ним жало 25.

Пиротехнический канал 20 через усилитель 22 сообщается с каналом 2 ниже замедлительной втулки 5, смонтированной под затвором 6. Втулка 5 сверху закрыта прокладкой 26.

Предохранитель 4 (фиг.4 и 5) включает расширительную камеру 27 и прокладку 28, снизу закрывающую выход к капсюлю-детонатору 3, который сверху перекрыт движком 29, установленным в направляющем пазу 30 и упертым на донный выступ 31, а сверху зафиксированным профильной скобой 32.

Лепестки 33 скобы 32 представляют собой пластинчатые пружины, которые геометрически замкнуты в кольцевой ступенчатой проточке 34, в верхней ее ступени меньшего диаметра.

Функционирует взрыватель следующим образом. В момент выстрела (фиг.6) под действием сил инерции от линейного ускорения снаряда в канале ствола пушки перемещаются вниз: втулка 16, капсюль-воспламенитель 23 и лепестки 33 (фиг. 4 и 5) скобы 32 предохранителя 4. При этом втулка 16 прогинает разрезную прокладку 17 (на чертеже условно не показано) и устанавливается внизу паза 18 (фиг.1 и 2), освобождая спиральную ленту стопора 15. Капсюль-воспламенитель 23, сжимая пружину 24, накалывается на жало 25, при этом огненным форсом инициирует воспламенительные шашки 21, поджигая пиротехнический состав в пиротехническом канале 20 и пороховой заряд 19 затвора 6, а лепестки 33 опускаются в проточке 34 на ступень большего диаметра, где упруго разжимаются, освобождая движок 29, который, преодолевая донный выступ 31, перемещается к периферии предохранителя 4 и освобождает выход его расширительной камеры 27.

При этом спиральная лента стопора 15 полностью раскручивается (1,5-3,0 м дистанции полета) и освобождает жало 8, прижатое к пазам 13, шарики 14 которых примыкают к обтекателю 11 (фиг.7).

Далее на расстоянии не менее 20 м и гарантированно до 100 м (по тактико-техническим требованиям) пороховой заряд 19 сгорает и освобождает затвор 6, который перемещается под действием центробежных сил вращения снаряда к периферии, открывая осевой канал 2 (фиг.8). При этом энергии частично просочившихся в осевой канал 2 горячих газов и твердых частиц недостаточно, чтобы прожечь прокладку 26 втулки 5.

Функциональные механизмы взрывателя взведены, и он готов к работе.

При встрече с целью головка 10 стержня 9 и корпус 1 взрывателя проникают через тонкостенную преграду, где конический обтекатель 11 пространственно деформируется по профилю корпуса 1. При этом динамично в радиальном направлении конический обтекатель 11 преодолевает пустоту кольцевой канавки 12, передавая ударный импульс примыкающим шарикам 14, которые перемещаются по наклонным пазам 13 в центр, толкая по осевому каналу 2 жало 8 до встречи с капсюлем-воспламенителем 7 (фиг.9).

Огневой импульс при накалывании капсюля-воспламенителя 7 передается по каналу 2, прожигая прокладку 26, через втулку 5, открытый предохранитель 4, далее, прожигая прокладку 28, на лучевой капсюль-детонатор 3, который срабатывает, инициируя разрывной заряд снаряда.

В случае, когда встреча снаряда с целью не происходит на дистанции 4 км, пиротехнический заряд в канале 20 в течение 15 секунд после выстрела сгорает. Газообразные продукты сгорания от усилителя 22 (фиг.1 и 6) поступают под втулку 5 канала 2, а далее в расширительную камеру 27 (фиг.4), где они накапливаются и направленной струей из выходного отверстия истекают к капсюлю-детонатору 3, прожигая на путем прокладку 28 - происходит самоликвидация снаряда.

В случаях, возможных при служебном обращении, когда капсюль-воспламенитель 23 инерционно накалывается при ударах и падениях или воспламеняется в патроннике и трактах питания автоматической пушки от перегрева, например, при остановках стрельбы, то воспламеняется огненная цепь канал 20, но при этом лучевой импульс на капсюль-детонатор 3 не передается, потому что выход предохранителя 4 перекрыт движком 29 (фиг.4 и 5), который взводится только под действием центробежных сил на траектории полета снаряда.

При стрельбе в условиях атмосферных осадков и запыленности воздуха капли дождя, град, твердые аэрозольные частички рикошетируют от конической поверхности обтекателя 11, значительно снижая импульс на примыкающие шарики 14, выполняя функции мембраны. При этом шарики 14 нагружены центробежными силами вращения снаряда, что предотвращает их перемещение к центру от касательных ударов атмосферных частиц в головной обтекатель 11 взрывателя.

Всепогодность предложенного взрывателя расширяет функциональные его возможности.

Взрыватель предложенной конструкции предназначен для использования в комплектации унитарных патронов с осколочно-фугасными и осколочно-трассирующими снарядами, предназначенными для борьбы с наземной небронированной техникой противника на дальностях до 4 километров, а также воздушными целями на высоте до 2000 м и наклонной дальности до 2500 м.

Сопоставительный анализ с выявленными аналогами уровня техники, из которого предложенное техническое решение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного производства можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Изобретение относится к дистанционным комбинированным взрывателям двойного действия, ударного и временного, для малокалиберных артиллерийских патронов. Головной взрыватель содержит корпус, в котором установлены капсюль-воспламенитель, осевое жало, замедлительную втулку, предохранитель, лучевой капсюль-детонатор и механизм самоликвидации. При этом осевое жало имеет инерционный механизм взведения, включающий спиральный стопор, ударный реакционный механизм и центральный стержень с опорной головкой. В корпусе выполнен продольный паз, в котором на поперечной перемычке установлена кольцевая втулка с помещенным внутри нее спиральным стопором. Ударный реакционный механизм имеет предохранительную мембрану, укрепленную в торце корпуса. Механизм самоликвидации имеет пиротехнический канал, связывающий его с лучевым капсюлем-детонатором. Опорная головка центрального стержня выполнена скругленной формы с возможностью жесткого фиксирования сверху предохранительной мембраны, выполненной в виде конического обтекателя. Под коническим обтекателем в корпусе выполнена периферийная кольцевая канавка и радиальные наклонные пазы сообщения помещенных в них шариков с осевым жалом. Изобретение направлено на повышение функциональной надежности взрывателя, а также на достижение всепогодности взрывателя. 9 ил.

Головной взрыватель для малокалиберных артиллерийских патронов, содержащий корпус, в котором установлены капсюль-воспламенитель, осевое жало, замедлительную втулку, предохранитель, лучевой капсюль-детонатор и механизм самоликвидации, при этом осевое жало имеет инерционный механизм взведения, включающий спиральный стопор, ударный реакционный механизм и центральный стержень с опорной головкой, в корпусе выполнен продольный паз, в котором на поперечной перемычке установлена кольцевая втулка с помещенным внутри нее спиральным стопором, ударный реакционный механизм имеет предохранительную мембрану, укрепленную в торце корпуса, причем лучевой капсюль-детонатор связан с капсюлем-воспламенителем через расположенную соосно замедлительную втулку, закрытую предохранительной прокладкой, а механизм самоликвидации имеет пиротехнический канал, связывающий его с лучевым капсюлем-детонатором, отличающийся тем, что снабжен затвором с пороховым зарядом, при этом замедлительная втулка установлена между затвором и предохранителем, содержащим расширительную камеру, ступенчатую проточку и прокладку, снизу закрывающую выход расширительной камеры, при этом внутри расширительной камеры на упоре установлен движок и фиксирующая его пластинчатая пружина в форме скобы, геометрически замкнутая в ступенчатой проточке, опорная головка центрального стержня выполнена скругленной формы с возможностью жесткого фиксирования сверху предохранительной мембраны, выполненной в виде конического обтекателя, под которым в корпусе выполнена периферийная кольцевая канавка и радиальные наклонные пазы сообщения помещенных в них шариков с осевым жалом.