СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДРЫВОМ ТАНДЕМНОЙ БОЕВОЙ ЧАСТИ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F42C11/06 

Изобретение относится к способу и системам управления подрывом тандемных боевых частей (БЧ), которые находят широкое применение в управляемых и неуправляемых ракетах.

Тандемная БЧ представляет собой устройство, в котором подрыв первой БЧ осуществляют для снятия защиты цели, например динамической, а подрыв второй БЧ (основного заряда) производят с небольшой задержкой для уничтожения самой цели.

Известна инициирующая система для подрыва нескольких пиротехнических зарядов [1], которая представляет собой способ управления подрывом тандемных БЧ и систему для его осуществления. Способ управления подрывом тандемных БЧ заключается в том, что генерируют энергию и заряжают ею первый аккумулирующий конденсатор, замыкают контакты датчика подрыва и подают напряжение с первого аккумулирующего конденсатора на электродетонатор (ЭД) первой БЧ, одновременно этим напряжением заряжают второй аккумулирующий конденсатор и формируют задерживающий импульс, которым подключают ЭД второй БЧ ко второму аккумулирующему конденсатору.

Известна система управления подрывом тандемной БЧ (упрощенный вариант приведен на фиг.2 [1]), реализующая этот способ, содержащая трансформатор и последовательно соединенные первый аккумулирующий конденсатор, выключатель, первичную обмотку трансформатора и параллельно включенные ЭД первой БЧ с индуктором, вторые выводы которых соединены со вторым выводом первого аккумулирующего конденсатора, а также последовательно включенные вторичную обмотку трансформатора, диод и второй аккумулирующий конденсатор, подключенный ко второму выводу задержки, выход которой через лавинный диод подключен к управляющему входу электронного ключа, первый коммутирующий вывод электронного ключа подключен к первому выходу второго аккумулирующего конденсатора, второй вывод электронного ключа - к первому выводу ЭД второй БЧ, при этом вторые выводы индуктора, вторичной обмотки трансформатора, второго аккумулирующего конденсатора, задержки и ЭД второй БЧ соединены вместе, причем задержка выполнена в виде интегрирующей RC-цепочки.

Как следует из [1] выключатель представляет собой нормально разомкнутые контакты датчика подрыва первой БЧ, при этом ЭД с БЧ являются взрывными устройствами.

Эти известные способ управления подрывом тандемной БЧ и система для его реализации обладают рядом недостатков, основным из которых является низкая надежность функционирования, поскольку функционирование устройств и элементов, управляющих подрывом второго взрывного устройства, определяется сохранением элементов и устройств, осуществляющих подрыв первого взрывного устройства, а также цепей, связывающих их после подрыва первого взрывного устройства.

Задачей настоящего изобретения является существенное повышение надежности за счет автономного функционирования устройств и элементов, управляющих подрывом второго взрывного устройства, с момента подрыва первого.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе управления подрывом тандемной БЧ, включающем предворительный заряд первого аккумулирующего конденсатора, подачу энергии с первого аккумулирующего конденсатора на первое взрывное устройство после замыкания контактов датчика подрыва, последующее формирование задержанного импульса, которым подключают второе взрывное устройство ко второму аккумулирующему конденсатору и осуществляют предварительный заряд первого и второго аккумулирующих конденсаторов от бортового источника питания, в момент замыкания контактов датчика подрыва формируют импульс запуска, передним фронтом которого формируют задержанный импульс.

Система управления подрывом тандемной БЧ, реализующая этот способ, содержит источник энергии, предохранительное устройство, датчик подрыва, первый аккумулирующий конденсатор, первое взрывное устройство и второй аккумулирующий конденсатор, выводы которого шунтированы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных второго взрывного устройства и электронного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу схемы задержки, введены два токоограничивающих элемента и формирователь импульса запуска, причем в качестве источника энергии использован бортовой источник питания, который подключен через предохранительное устройство к первым выводам первого и второго токоограничивающего элемента, вторые выводы которых соединены, соответственно, с первым и вторым аккумулирующим конденсатором, при этом первый аккумулирующий конденсатор шунтирован цепочкой, состоящей из последовательно включенных первого взрывного устройства и датчика подрыва, вывод датчика подрыва, соединенный с первым взрывным устройством, подключен ко входу формирователя импульса запуска, выход которого соединен со входом схемы задержки, запитываемой от второго аккумулирующего конденсатора.

Заявленный способ реализуется следующим образом. На ракете, например, после ее старта и удаления на безопасное расстояние, заряжают от бортового источника питания первый и второй аккумулирующие конденсаторы, причем в процессе полета ракеты величина напряжения на конденсаторах поддерживается бортовым источником питания.

В момент замыкания контактов датчика подрыва, например при касании ракетой цели, вырабатывают импульс запуска, передний фронт которого формирует задержанный импульс. Одновременно, когда замыкают контакты датчика подрыва подают через них напряжение (энергию) с первого аккумулирующего конденсатора на первое взрывное устройство. При его срабатывании происходит подрыв первой БЧ и, как следствие, разрушение элементов, устройств и электрических цепей, формирующих систему управления подрывом первой БЧ, при этом также нарушаются электрические цепи, соединяющие системы управления подрывом первой и второй БЧ.

Таким образом, задержанный импульс, который формируют в системе управления подрывом второй БЧ, вырабатывают после срабатывания первой БЧ, при этом сам процесс его формирования не зависит от степени разрушения системы управления подрывом первой БЧ и ее выходных цепей, т.е. задержанный импульс вырабатывают автономно. Этим задержанным импульсом подключают (через электронный ключ) второе взрывное устройство ко второму аккумулирующему конденсатору, подрывающему вторую БЧ.

Предлагаемое изобретение поясняется фиг.1 - 3. На фиг.1, 2 приведены электрические схемы систем управления подрывом тандемной БЧ для разных вариантов выполнения бортовых источников питания, где представлены: 1 - бортовой источник питания, 2 - предохранительное устройство, 3 - система управления подрывом первой БЧ, 4 - первый токоограничивающий элемент, 5 - первый аккумулирующий конденсатор, 6 - первое взрывное устройство, 7 - датчик подрыва, 8 - система подрыва второй БЧ, 9 - второй токоограничивающий элемент, 10 - второй аккумулирующий конденсатор, 11 - формирователь импульса запуска, 12 - второе взрывное устройство, 13 - электронный ключ, 14 - схема задержки.

На фиг.3 приведен пример выполнения формирователя импульса запуска 11 и связь его с устройством (фиг.1, 2), где С, R, VT и VD - обычные радиоэлементы.

К выводам второго аккумулирующего конденсатора 10 подключена цепочка из последовательно соединенных второго взрывного устройства 12 и электронного ключа 13, управляющий вход которого подключен к выходу задержки 14. Бортовой источник питания 1 подключен через предохранительное устройство 2 и через первый токоограничивающий элемент 4 и второй токоограничивающий элемент 9, соответственно, к первому 5 и второму 10 аккумулирующему конденсатору. Первый аккумулирующий конденсатор 5 шунтирован цепочкой, состоящей из последовательно включенных первого взрывного устройства 6 и датчика подрыва 7. Первый вывод датчика подрыва 7 относительно его второго вывода подключен по входу формирователя импульса запуска 11, выход которого соединен со входом схемы задержки 14, запитываемой от второго аккумулирующего конденсатора 10.

Запитка устройства формироваия импульсов запуска 11 не существенна, т.к. она может быть осуществлена от бортового источника питания 1 или от первого 5 или второго 10 аккумулирующих конденсаторов.

Бортовой источник питания 1 может быть выполнен в виде батареи, например, химической или термической и т.д. Предохранительное устройство 2, например, устройство [2], токоограничивающие элементы 4 и 9 могут быть выполнены как резисторы, либо в виде последовательно включенных резисторов и диодов, аккумулирующие конденсаторы 5 и 10, например, электролитические конденсаторы типа К53-18, датчик подрыва 7, например контактный датчик цели, электронный ключ, например р-n-р транзистор, схема задержки 14, например два последовательно включенных ждущих мультивибратора.

Система управления подрывом тандемной БЧ работает следующим образом. В исходном состоянии контакты датчика предохранительного устройства 2, датчика подрыва 7 и электронного ключа 13 разомкнуты. После старта и удаления ракеты на безопасное расстояние от места пуска контакты предохранительного устройства 2 замыкаются, при этом от бортового источника питания 1 через токоограничивающие элементы 4 и 9 происходит заряд конденсаторов, соответственно, 5 и 10. Кроме того, заряжается конденсатор С (фиг.3), цепь заряда которого составляет цепь: аккумулирующий конденсатор 5 - первое взрывное устройство 6 (ЭД) - емкость С - резистор R2 - база-эмиттерный переход транзистора VT. При этом, поскольку постоянная времени (R·C), т.е. произведение сопротивления токоограничивающего элемента 4 на величину емкости аккумулирующего конденсатора 5 много больше величины постоянной времени (C·R1) в формирователе импульса запуска 11, то величина тока, протекающая через первое взрывное устройство 6 чрезвычайно мала и не может привести к его срабатыванию. В процессе полета перечисленные выше конденсаторы заряжаются от бортового источника питания, при этом транзистор VT, работающий в ключевом режиме, открыт.

При касании, например, головными контактами ракеты цели, замыкаются контакты датчика подрыва 7 и первое взрывное устройство 6 подключается к аккумулирующему конденсатору 5. Одновременно происходит разряд конденсатора С через резистор R1, диод VD и контакты датчика подрыва 7, при этом падение напряжения на диоде VD запирает транзистор VT, который формирует импульс (в данном случае отрицательной полярности), передний фронт которого запускает схему задержки 14, после чего происходит подрыв первого взрывного устройства 6. Схема задержки 14, запитываемая от второго аккумулирующего конденсатора 10, формирует через заданный отрезок времени импульс, который поступает на управляющий вход электронного ключа 13. Электронный ключ 13 замыкается и подключает второе взрывное устройство 12 ко второму аккумулирующему конденсатору 10. Таким образом, осуществляется подрыв второго взрывного устройства 12. Поскольку схема задержки 14 запустилась импульсом с выхода формирователя импульсов запуска 11, то на последующие импульсы с формирователя импульсов запуска 11, например, возникающие при многоконтактных замыканиях входной цепи формирователя импульсов запуска 11 в момент и после подрыва первого взрывного устройства 6, она не реагирует. При этом, формирователь импульсов запуска 11 может запитываться как показано на фиг.2, т.е. от бортового источника питания 1, либо от первого 5 или второго 10 аккумулирующего конденсатора.

Аналогичным образом функционирует система управления подрывом тандемной БЧ, приведенной на фиг.2, в которой бортовой источник питания 1 выполнен в виде двух идентичных разнополярных (относительно корпуса) батарей. Возможны и иные варианты запитки систем управления подрывом первой БЧ 3 и второй БЧ 8. Также возможны различные варианты запитки формирователя импульса 11, что отмечалось выше.

Изложенные выше варианты выполнения бортового источника питания 1, запитка от него заявленного устройства, а также запитка формирователя импульса запуска 11, являются несущественными, т.е. не оказывают влияния на решение поставленной задачи и функционирование устройства и, соответственно, не отражены в формуле изобретения.

Таким образом, в способе управления подрывом тандемной БЧ за счет того, что предварительно заряжают от бортового источника питания первый и второй аккумулирующие конденсаторы, в момент замыкания контактов датчика подрыва вырабатывают импульс запуска, передним фронтом которого формируют задержанный импульс, при этом выполняют независимым функционирование устройств и элементов, управляющих подрывом второго взрывного устройства с момента подрыва первого, существенно повышена надежность.

Введение в систему управления подрывом тандемной БЧ двух токоограничивающих элементов, формирователя импульса запуска и выполнение источника энергии в виде бортового источника питания, который подключен через предохранительное устройство к первым выводам первого и второго токоограничивающего элемента, вторые выводы которых соединены, соответственно, с первым и вторым аккумулирующим конденсатором, при этом первый аккумулирующий конденсатор шунтирован цепочкой, состоящей из последовательно включенных первого взрывного устройства и датчика подрыва, вывод датчика подрыва, соединенный с первым взрывным устройством, подключен ко входу формирователя импульса запуска, выход которого соединен со входом схемы задержки, запитываемой от второго аккумулирующего конденсатора, повысило надежность за счет автономного функционирования устройств и элементов, управляющих подрывом второго взрывного устройства, с момента подрыва первого.

Источники информации

1. Патент Англии №2221521 от 30.05.89 г. МПК F 42 C 11/06, 15/40.

2. Патент России №2199715 от 27.02.03 г. МПК 7 F 42 B 15/01.

Изобретение относится к способу и системам управления подрывом тандемных боевых частей, которые находят широкое применение в управляемых и неуправляемых ракетах. Технический результат - повышение надежности за счет автономного функционирования устройств и элементов, управляющих подрывом второго взрывного устройства с момента подрыва первого. Предложен способ управления подрывом тандемной боевой части, при котором замыкают контакты датчика подрыва и подают энергию с первого аккумулирующего конденсатора на первое взрывное устройство, а затем подключают задержанным импульсом второе взрывное устройство ко второму аккумулирующему конденсатору. Предварительно заряжают от бортового источника питания первый и второй аккумулирующие конденсаторы, в момент замыкания контактов датчика подрыва вырабатывают импульс запуска, передним фронтом которого формируют задержанный импульс, при этом выполняют независимым функционирование устройств и элементов, управляющих подрывом второго взрывного устройства с момента подрыва первого. Описана система управления подрывом тандемной БЧ, реализующая этот способ, содержащая источник энергии, предохранительное устройство, датчик подрыва, первый аккумулирующий конденсатор, первое взрывное устройство и второй аккумулирующий конденсатор, выводы которого шунтированы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных второго взрывного устройства и электронного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу схемы задержи, введены два токоограничивающих элемента и формирователь импульса запуска. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ управления подрывом тандемной боевой части, включающий предварительный заряд первого аккумулирующего конденсатора, подачу энергии с первого аккумулирующего конденсатора на первое взрывное устройство после замыкания контактов датчика подрыва, последующее формирование задержанного импульса, которым подключают второе взрывное устройство ко второму аккумулирующему конденсатору, отличающийся тем, что осуществляют предварительный заряд первого и второго аккумулирующих конденсаторов от бортового источника питания, в момент замыкания контактов датчика подрыва формируют импульс запуска, передним фронтом которого формируют задержанный импульс.2. Система управления подрывом тандемной боевой части, содержащая источник энергии, предохранительное устройство, датчик подрыва, первый аккумулирующий конденсатор, первое взрывное устройство и второй аккумулирующий конденсатор, выводы которого шунтированы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных второго взрывного устройства и электронного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу схемы задержки, отличающаяся тем, что введены два токоограничивающих элемента и формирователь импульса запуска, причем в качестве источника энергии использован бортовой источник питания, который подключен через предохранительное устройство к первым выводам первого и второго токоограничивающего элемента, вторые выводы которых соединены соответственно с первым и вторым аккумулирующим конденсатором, при этом первый аккумулирующий конденсатор шунтирован цепочкой, состоящей из последовательно включенных первого взрывного устройства и датчика подрыва, вывод датчика подрыва, соединенный с первым взрывным устройством, подключен ко входу формирователя импульса запуска, выход которого соединен со входом схемы задержки, запитываемой от второго аккумулирующего конденсатора.