ГОЛОВНОЙ ВЗРЫВАТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК F42C9/14 

Изобретение относится к дистанционным комбинированным взрывателям двойного действия, временного и ударного, срабатывающим от инерционного перемещения механизмов при встрече с преградой и по истечении заданного промежутка времени с момента выстрела, определяемого сгоранием порохового заряда механизма самоликвидации.

Уровень данной области техники характеризует головной взрыватель для малокалиберных артиллерийских боеприпасов по патенту AT 301395, F 42 C 16/01, 1972 г. , который содержит инерционно-реакционный механизм исполнительного накольного жала, соосного капсюлю-детонатору боевого заряда, центробежный предохранительный механизм, замедлитель и инерционный механизм взведения. Головной обтекатель, кинематически связанный с центробежным предохранителем и в котором смонтирован ударный механизм, выполнен с плоским противорикошетным передним торцом для разворота изделия по нормали при встрече с целью, что создает единообразие функционирования взрывателя.

Недостатками описанного аналога являются неудовлетворительная надежность действия ударного механизма на предельной дальности полета при минимальных углах встречи с преградой, когда недостаточно усилия реакции для срабатывания накольного устройства, и отсутствие механизма самоликвидации при этом для случаев промаха боеприпаса мимо цели, что снижает его функциональную надежность и эффективность боевого действия.

Отмеченные недостатки устранены в головном взрывателе МГ-25 для малокалиберных артиллерийских патронов унитарного заряжания, содержащем соосный боевому заряду детонатор, между которыми смонтировано предохранительное устройство, ударный реакционный механизм, кинематически связанный с коническим обтекателем корпуса, инерционный механизм взведения с замедлителем и воспламенительное устройство, связанное с пиротехническим зарядом лучевого капсюля-детонатора самоликвидации, описанного в книге "23-мм спаренная установка ЗУ-23", Воениздат, М., 1961 г., с. 102-103, рис. 14.2.

Этот взрыватель по большинству совпадающих существенных признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предлагаемому.

Ударный механизм имеет установленный с возможностью автономного перемещения в осевом канале переднего торца корпуса контактный стержень к жалу накольного устройства, установленному на спиральной пружине механизма взведения, а пиротехнические заряды инициирующего устройства и механизма самоликвидации сообщаются с дополнительным капсюлем-воспламенителем, снабженным инерционным накольным устройством.

Капсюль-детонатор закрыт предохранительной прокладкой с лабиринтной огнепередаточной втулкой замедления.

Этот взрыватель обеспечивает контактное действие при различных углах встречи с преградой и временное срабатывание на дистанции при сгорании порохового заряда, а также предотвращение самопроизвольного срабатывания в служебном обращении и в полете.

Однако недостатком известного взрывателя является большой временной диапазон заведения (40-100 м дистанции), определяемый разбросом продолжительности горения пиротехнического заряда, и неудовлетворительная функциональная надежность механических исполнительных механизмов, что снижает эффективность ближнего боя и отказы на максимальной дальности при малых углах встречи с целью.

Задачей, решение которой положено и основу настоящего изобретения, является повышение функциональной надежности взрывателя комбинированного действия и заданной точности дальнего взведения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном головном взрывателе для малокалиберных артиллерийских патронов, содержащем соосный боевому заряду детонатор, между которыми смонтировано предохранительное устройство, ударный инерционно-реакционный механизм, кинематически связанный с коническим обтекателем корпуса, инерционный механизм взведения с замедлителем и воспламенительное устройство, связанное с пиротехническим зарядом лучевого капсюля-детонатора самоликвидации, согласно изобретению, инерционный механизм взведения выполнен в качестве источника питания и представляет собой ампульную электролитическую батарею с RC-цепочкой замедления, замкнутой на оптрон, связанный с электровоспламенителем, который через центробежный замыкатель соединяется с источником питания, а шарик ударного инерционно-реакционного механизма нагружен подпружиненным контактом коммутатора электродетонатора, примыкающего к лучевому капсюлю-детонатору самоликвидации и электрически замкнутого посредством контактов шиберной заслонки предохранительного устройства, которая зафиксирована затвором порохового стопора, сообщающегося с электровоспламенителем.

Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности головного взрывателя комбинированного двойного действия, контактного под разными углами встречи с целью и бесконтактного на траектории полета, временного для самоликвидации, и точности срабатывания исполнительных механизмов.

Выполнение инерционного механизма взведения в виде ампульной электролитической батареи с зарядной RC-цепочкой повышает быстродействие и надежность срабатывания функциональных взаимосвязанных механизмов, а использование этой энергосодержащей батареи в качестве источника электропитания структурных исполнительных элементов упрощает конструкцию.

Оснащение энергосодержащего автономного источника питания пороговым устройством в виде оптрона, который бесконтактно управляет, подобно реле, электрическими цепями взрывателя, обеспечивая развязку между ними, позволяет на порядок, сравнительно с пиротехническим механизмом в прототипе, повысить точность по дальнему взведению, которая составляет 10-15% (40+6 м). Это улучшает эффективность ближнего боя и надежность срабатывания взрывателя при контакте с преградой.

Центробежный замыкатель служит дополнительной ступенью автоматического предохранения от несанкционированного срабатывания электровоспламенителя при нештатной остановке боеприпаса в стволе оружия, что механически исключает доступ к боевому заряду и запуск механизма самоликвидации.

Оснащение взрывателя многоступенчатым (пиротехническим, дублированным последовательно механическим) предохранительным устройством канала детонации боевого заряда, которое электрически блокирует срабатывание электродетонатора, повышая безопасность при служебном обращении и эксплуатации.

Конструктивное выполнение ударного инерционно-реакционного механизма в качестве коммутатора цепи питания исполнительного электродетонатора расширяет функции и обеспечивает надежное срабатывание взрывателя практически при любых углах встречи с преградой.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются необходимыми для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть получен новый эффект суммы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративные цели и не ограничивает объема прав совокупности признаков формулы, где изображены:
- на фиг.1 - продольный разрез взрывателя,
- на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1,
- на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.

- на фиг.4 - разрез по В-В на фиг.3. центробежный замыкатель.

- на фиг.5 - электрическая схема взрывателя, принципиальная.

Конкретный пример выполнения изобретения поясняется на конструкции головного взрывателя гранаты к гранатометам марок АГС-17 и ТБК-722К.

В корпусе 1 (фиг.1), закрытом коническим головным обтекателем 2, последовательно сверху вниз смонтированы источник 3 питания, представляющий собой ампульную электролитическую батарею, ударный инерционно-реакционный механизм 4, установленный в несущей втулке 5, где размещен пиротехнический заряд 6 самоликвидации, сообщающийся с лучевым капсюлем-детонатором 7, который примыкает к центральному электродетонатору 8.

В хвостовой части взрывателя изолированно укреплен боевой заряд 9, над которым установлена с возможностью поперечного перемещения шиберная заслонка 10, зафиксированная в крайнем левом (по чертежу) положении стержневым затвором 11 предохранительного механизма 12. При атом канал 13 сообщения электродетонатора 8 с боевым зарядом 9 перекрыт шиберной заслонкой 10.

Затвор 11 нагружен пружиной 14, опирающейся на пиротехнический заряд 15.

Шиберная заслонка 10 нагружена пружиной 16 (фиг.2). В шиберной заслонке 10 выполнено сквозное отверстие 17 для прямой связи электродетонатора 8 с боевым зарядом 9 в рабочем положении.

Источник 3 питания содержит стеклянную ампулу 18 с электролитом 19, установленную на цилиндрической пружине 20 над жалом 21, и радиальные пластинчатые электроды 22. Источник 3 питания оснащен устройством дальнего взведения, выполненным в виде RC-цепочки (фиг.5) с параллельно включенным оптроном 23, выход которого связан с электровоспламенителем 24, сообщающимся с пиротехническими зарядами 6 и 15 (фиг.3).

Электровоспламенитель 24 с источником 3 питания связан через замыкатель SA1 (фиг. 5). Источник 3 питания через коммутатор SA2 связан с электродетонатором 8, закороченным переключателем SA3.

Центробежный замыкатель SA1 (фиг.4) имеет неподвижный контакт 25, закрепленный в радиально корпусу 1 смонтированном токоведущем стакане 26, где с возможностью осевого перемещения установлена нагруженная пружиной 27 масса 28 с контактом 29.

Переключатель SA3 образован нормально замкнутыми контактами 30 (фиг.2) шиберной заслонки 10.

Соосно расположенные подвижный 31 и неподвижный 32 контакты коммутатора SA2 (фиг. 1) смонтированы на ползуне 33 и опоре 34 ударного инерционно-реакционного механизма 4 соответственно, между которыми установлена тарельчатая пружина 35. С противной стороны ползуна 33 в радиальном, симметричном оси взрывателя наклонном пазу 36 размещен центральный распорный шарик 37. Опора 34 жестко связана со втулкой 5, которая через кольцо 38 кинематически замкнута на головной конический обтекатель 2.

Работает взрыватель следующим образом.

При выстреле под действием сил инерции стеклянная ампула 18 (фиг.1) перемещается книзу относительно корпуса 1, сжимая пружину 20, и раскалывается об жало 21, а под действием центробежных сил вращения гранаты при этом срабатывает замыкатель SA1 (фиг.4): масса 28 перемещается к периферии корпуса 1, сжимая пружину 27, и замыкает контакт 29 с неподвижным контактом 25, подключая тем самым электровоспламенитель 24 к источнику 3 питания (фиг.5).

Электролит 19 разливается между радиальными пластинчатыми электродами 22 (фиг.1), в результате чего вырабатывается электрический ток, заряжающий конденсатор С (фиг.5) RC-цепочки.

Ампульная батарея 3 выходит на режим на дистанции 1,6-14 м полета, а конденсатор С заряжается до рабочего напряжения 12 В в течение 0,3 с полета (примерно 40 м полета), после чего срабатывает пороговое устройство-оптрон 23, подключая электровоспламенитель 24 к источнику 3 питания - осуществляется дальнее наведение.

При этом срабатывает электровоспламенитель 24 и воспламеняет пиротехнические заряды 6 и 15 (фиг.1). Заряд 15 сгорает практически мгновенно, при этом стержневой затвор 11 предохранительного механизма 12 силами упругости пружины 14 поднимается вверх, освобождая шиберную заслонку 10, которая под действием пружины 16 перемещается в крайнее правое положение, где отверстие 17 совмещается с линией центров электродетонатора 8 и боевого заряда 9, а контакты 30 переключателя SA3 размыкаются, снимая закоротку электродетонатора 8.

Взрыватель готов к основному функционированию.

При встрече боеприпаса на траектории полета с целью происходит кинетический удар, в результате чего опора 34 (фиг.1) инерционно-реакционного механизма 4 через втулку 5, кольцо 38 и головной обтекатель 2 тормозится на преграде, а его ползун 33 инерционно продолжает движение вперед и, сжимая пружину 35, перемещает контакт 31 до замыкания с контактом 32 - срабатывает коммутатор SA2 (фиг.5), подавая напряжение на электродетонатор 8.

Взрывная волна сработавшего электродетонатора 8 через влияние инициирует детонацию боевого заряда 9, импульс которого подрывает боеприпас.

При встрече боеприпаса на максимальной дальности полета с преградой на рикошетных углах, боковой частью корпуса 1 взрывателя, шарик 37 инерционно перемещается в сторону удара по наклонному радиальному каналу 36. При атом шарик 37 реакционно принудительно перемещает ползун 33 с контактом 31 в осевом направлении взрывателя до замыкания с неподвижным контактом 32.

Далее действие функциональных элементов взрывателя происходит согласно вышеописанному.

В случае промаха боеприпаса мимо цели через 40-45 с полета на расстоянии примерно 2 км сгорает пиротехнический заряд 6, направленный огневой импульс которого поступает на лучевой капсюль-детонатор 7, вызывая его срабатывание. Далее детонируют через влияние последовательно детонатор 8 и основной заряд 9, разрыв которого обеспечивает самоликвидацию боеприпаса.

В случае остановки боеприпаса в канале ствола оружия и отсутствия при этом его вращения, что возможно при отсыревшем метательном заряде, центробежный замыкатель SA1 практически мгновенно разорвет цепь питания электровоспламенителя 24 (фиг.5), обесточив его, так как под действием сил упругости пружины 27 (фиг.4) масса 28 с контактом 29 возвратится в исходное положение от неподвижного контакта 25.

При этом предотвращается инициирование пиротехнических зарядов 6 и 15 (фиг. 1), то есть соответственно не запускается механизм самоликвидации и не снимается предохранение шиберной заслонки 10, что механически не дает доступа к боевому заряду 9. Следовательно, взрыватель полностью безопасен в служебном обращении от несанкционированного срабатывания в служебном обращении.

Таким образом осуществляется надежное функционирование взрывателя на всех режимах контактного и бесконтактного действия, при встрече с целью и через заданное время полета.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, выявил, что оно неизвестно, а с учетом возможности серийного изготовления заявленного взрывателя можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Изобретение относится к дистанционным комбинированным взрывателям двойного действия, временного и ударного, срабатывающим от инерционного перемещения механизмов при встрече с преградой и по истечении заданного промежутка времени с момента выстрела, определяемого сгоранием порохового заряда самоликвидации. Головной взрыватель для малокалиберных артиллерийских патронов содержит соосный боевому заряду детонатор, между которыми смонтировано предохранительное устройство, ударный инерционно-реакционый механизм с шариком, кинематически связанный с коническим обтекателем корпуса, с замедлителем и воспламенительное устройство, связанное с пиротехническим зарядом лучевого капсюля-детонатора самоликвидации. Новым является то, что инерционный механизм взведения выполнен в качестве источника питания и представляет собой ампульную электролитическую батарею с RC-цепочкой замедления, замкнутой на оптрон, связанный с электровоспламенителем, который через центробежный замыкатель соединяется с источником питания, а шарик ударного инерционно-реакционного механизма нагружен подпружиненным контактом коммутатора электродетонатора, примыкающего к лучевому капсюлю-детонатору самоликвидации и электрически замкнутого посредством контактов шиберной заслонки предохранительного устройства, которая зафиксирована затвором порохового стопора, сообщающегося с электровоспламенителем. Изобретение обеспечило повышение функциональной надежности простой конструкции головного взрывателя комбинированного двойного действия, контактного под разными углами встречи с целью и бесконтактного на траектории полета, временного для самоликвидации, и точности срабатывания исполнительных механизмов. 5 ил.

Головной взрыватель для малокалиберных артиллерийских патронов, содержащий соосный боевому заряду детонатор, между которыми смонтировано предохранительное устройство, ударный инерционно-реакционый механизм с шариком, кинематически связанный с коническим обтекателем корпуса, с замедлителем, и воспламенительное устройство, связанное с пиротехническим зарядом лучевого капсюля-детонатора самоликвидации, отличающийся тем, что инерционный механизм взведения выполнен в качестве источника питания и представляет собой ампульную электролитическую батарею с RC-цепочкой замедления, замкнутой на оптрон, связанный с электровоспламенителем, который через центробежный замыкатель соединяется с источником питания, а шарик ударного инерционно-реакционного механизма нагружен подпружиненным контактом коммутатора электродетонатора, примыкающего к лучевому капсюлю-детонатору самоликвидации и электрически замкнутого посредством контактов шиберной заслонки предохранительного устройства, которая зафиксирована затвором порохового стопора, сообщающегося с электровоспламенителем.