КОНТАКТНОЕ ВЗРЫВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2009 года по МПК F42C1/00 F42C11/00 F42C15/184 

Изобретение относится к военной технике, а именно к контактным взрывательным устройствам (КВУ) для зенитных ракет большого и малого диаметра. Подобные ракеты получили широкое распространение во всех армиях мира вследствие их высокой эффективности поражения воздушных целей.

Взрыватели для зенитных ракет содержат обычно контактный датчик цели реакционного действия, который при соударении ракеты с воздушной целью деформируется и замыкает контакты боевой электрической цепи КВУ, вызывая срабатывание взрывателя и подрыв боевой части ракеты.

Известен ряд патентов США и ФРГ, в которых описаны взрыватели, решающие подобные задачи. Так, в патенте США №4063513 от 20.12.1977 по классу F42C 19/00 описан взрыватель для снаряда с датчиком цели. На корпусе снаряда выполнены две кольцевые поверхности с продольным пазом, в котором размещен чувствительный элемент, реагирующий на соударение снаряда с преградой, приводящее к разрушению корпуса снаряда.

Устройство, описанное в патенте США №4480550 от 06.11.1984 по классу F42C 11/00, обеспечивает избирательное замедление при проникании. Используя два пояса датчиков для определения относительной скорости, электрические сигналы датчиков относительной скорости преобразуются по заданной схеме, электрическая цепь избирательного замедления при проникании использует эти сигналы для подрыва заряда

Вследствие того что при пробитии современной воздушной цели деформация наконечника ракеты, где должен обычно располагаться контактный датчик цели, недостаточна для его срабатывания, а инерционные силы при внедрении ракеты в воздушную цель малы или соизмеримы с виброударными возмущениями на траектории полета ракеты, в настоящее время стали использовать для срабатывания контактного датчика цели волновой принцип, который заключается в использовании волн механического напряжения, возникающих в оболочке ракеты при пробитии тонких воздушных целей (патент РФ №2180123 от 27.02.2002 по классу G01P 15/04). Контактный датчик цели волнового действия под действием волны механического напряжения вызывает отскок подвижного элемента датчика-якоря, который при движении замыкает боевую цепь КВУ.

Из наиболее близких к заявляемому за прототип принят КВУ по патенту №2268457 от 20.01.2006 (МПК F42C 1/00, F42C 15/00). КВУ включает в себя предохранительно-исполнительный механизм с огневой цепью предохранительного типа и систему контактных датчиков цели - импульсного магнитоэлектрического генератора волнового действия и датчика волнового ударного замыкателя, причем предохранительно-исполнительный механизм выполнен в виде поворотной втулки с расположенным внутри нее электродетонатором и контактной группы, установленной на втулке, удерживаемой пиротехническим и инерционным стопорами.

Благодаря ряду таких преимуществ, как повышенная чувствительность срабатывания, особенно по воздушным целям, возможность размещения в любом отсеке ракеты, а не только в наконечнике, высокое быстродействие, подобное КВУ получило широкое распространение в ракетном оружии.

Причинами, препятствующими использованию данного изобретения - прототипа для современных зенитных ракет, являются некоторые ограничения в боевом использовании зенитных ракет. Эти ограничения вызваны дальнейшим развитием воздушных целей. Особенно увеличением прочности их конструкций и скорости полета. При боевом использовании зенитных ракет возможны случаи, когда ракета попадает в броневую защиту кабины летчика или другую особо прочную часть воздушной цели. В этом случае может происходить разрушение ракеты до момента срабатывания КВУ без причинения цели хоть какого-либо ущерба. Другим случаем могут служить малые (рикошетные) углы подхода ракеты к цели. При больших скоростях и малых углах подхода ракета может переломиться по слабому сечению. Для обеспечения надежного срабатывания КВУ должно содержать датчик цели, который в этих неблагоприятных случаях выдавал бы сигнал на мгновенный подрыв взрывателя и БЧ ракеты.

Задачей настоящего изобретения является создание КВУ повышенной надежности, обеспечивающего подрыв БЧ во всех случаях соударения с целью, независимо от угла встречи и прочности цели.

Эта задача достигается тем, что в известное КВУ, включающее датчик импульсного магнитоэлектрического генератора волнового действия и датчик волнового ударного замыкателя, которые объединены в едином корпусе, а также предохранительно-исполнительный механизм в виде поворотной втулки с расположенным внутри нее электродетонатором и контактной группы, установленной на втулке, удерживаемой пиротехническим и инерционным стопорами, введен контактный датчик разрушения корпуса, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндрических колпаков, установленных внутри корпуса взрывателя на изоляционной опоре. В торцевой части колпаков соосно выполнены отверстия, внутренние поверхности которых имеют 6-8 выступов, причем отношение диаметра окружности, образованной выступами D₂ к диаметру отверстия D₁, составляет 0,6-0,8, а высота наружного колпака h=0,1-0,2 D, где D - наружный диаметр КВУ.

Общими признаками с предлагаемым изобретением в устройстве-прототипе является наличие в контактном взрывательном устройстве системы контактных датчиков цели и предохранительно-исполнительного механизма с огневой цепью предохранительного типа.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности работы контактного взрывательного устройства и повышении эффективности боевого применения.

На фиг.1 представлена функциональная схема КВУ и ее размещение на ракете.

На фиг.2 представлен вариант электрической схемы КВУ.

На фиг.3 представлен вариант конструктивной схемы датчика разрушения корпуса КВУ.

На функциональной схеме КВУ, представленной на фиг.1, изображен корпус 1 КВУ, являющийся несущим отсеком ракеты. Внутри корпуса КВУ размещены магнитоэлектрический генератор 2 волнового действия, ударный волновой замыкатель 3, датчик разрушения корпуса КВУ 4. Генератор 2 соединен со схемой усиления электрического сигнала 5, через которую сигнал поступает на предохранительно-исполнтельный механизм 6. Выводы от ударного замыкателя 3 и датчика разрушения корпуса КВУ 4 подключены непосредственно на исполнительный механизм 6, так как сигналы от ударного замыкателя 3 и датчика разрушения корпуса КВУ 4 не нуждаются в усилении.

Далее сигналы поступают через контактную группу 7 на электродетонатор 8, размещенный в поворотной втулке (не показана), в которой электродетонатор 8 смещен относительно передаточного заряда 9.

Электрическая схема предлагаемого технического решения, изображенная на фиг.2, состоит из трех цепей, одна из которых обеспечивает снятие первой ступени предохранения. Ступень предохранения связана с механизмом выхода ракеты из пусковой трубы через пусковой электровоспламенитель 10, который электрически связан с механизмом раскрытия рулей 11. Вторая цепь обеспечивает задействование огневой цепи от магнитоэлектрического датчика 2 через усилитель 5 или от ударного замыкателя 3 и от датчика разрушения корпуса взрывателя 4 непосредственно, то есть напрямую. Питание электрической схемы осуществляется от накопительного конденсатора С. Третья цепь является контрольной и служит для проверки отсутствия взведения взрывателя посредством электрических шунтов 12 и 12а.

Конструктивная схема датчика разрушения корпуса КВУ показана на фиг.3 и включает два коаксиальных цилиндрических контактных колпака 13 и 14, установленных в нижней части КВУ на изоляционной опоре 15. Диаметр внешнего цилиндрического колпака d_н составляет 0,6-0,8 наружного диаметра корпуса 1 КВУ, обозначенного на фиг.3 как D. Зазор Х_з между коаксиальными цилиндрическими контактными колпаками должен быть в пределах 1-2 мм или (0,1-0,2) от высоты наружного колпака h. Высота наружного колпака h составляет (0,1-0,2)D.

В торцевой части колпаков соосно выполнены отверстия, внутренние поверхности которых имеют 6-8 выступов. Форма выполнения выступов может быть различной. Предпочтительна трапецеидальная форма, обеспечивающая минимизацию объема внутренней части КВУ. Отношение диаметра окружности, образованной выступами D₂, к диаметру отверстия D₁ составляет 0,6-0,8. Прочность материала, из которого изготавливаются колпаки, должна быть ниже прочности материала корпуса КВУ, то есть, с одной стороны, материал должен быть прочным и устойчивым при всех эксплуатационных воздействиях на ракету, а с другой стороны - материал должен обеспечить замыкание контактов путем деформации при разрушении корпуса КВУ. Поэтому оптимальные параметры датчика были выбраны экспериментальным путем. Предел прочности материала коаксиальных цилиндрических контактных колпаков σ_в выбран (0,5-0,6) σ_в материала корпуса взрывателя.

Работа предлагаемого КВУ происходит следующим образом. Перед пуском ракеты в КВУ боевая и огневая цепь разомкнуты. В момент пуска ракеты из трубы на КВУ действует инерционная перегрузка, которая утапливает инерционный стопор и тем самым освобождает поворотную втулку, но втулка продолжает удерживаться пиротехническим стопором. При дальнейшем движении ракеты в момент выхода из пусковой трубы раскрываются рули ракеты 11 и при этом подается электрический сигнал на срабатывание пускового электровоспламенителя 10, который окончательно освобождает поворотную втулку. Последняя, подключая электрическую и огневую цепи датчиков через контактную группу 7 к электродетонатору 8, приводит к взведению КВУ.

При встрече с целью, в зависимости от условий встречи, происходит срабатывание одного из трех датчиков - магнитоэлектрического генератора 2 волнового действия, ударного волнового замыкателя 3 или датчика разрушения корпуса КВУ 4. При встрече с пробиваемой преградой происходит срабатывание КВУ от магнитоэлектрического датчика 2 или ударного замыкателя 3. Если встреча со сверхпрочной преградой происходит при большой скорости или при рикошетных углах, при которых ракета разламывается, то разлом ракеты происходит по сечению корпуса 1 КВУ. При этом замыкаются контакты датчика разрушения корпуса 1 КВУ 4 - коаксиальные цилиндрические контактные колпаки 13 и 14, и также происходит подрыв боевой части ракеты.

Таким образом, происходит надежное срабатывание ракеты по воздушной цели во всех случаях соударения, в том числе и неблагоприятных с точки зрения срабатывания КВУ.

Технический результат заявляемого изобретения подтвержден результатами многочисленных натурных испытаний.

Изобретение относится к контактным взрывательным устройствам (КВУ) для зенитных ракет большого и малого диаметра. Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в КВУ, включающее датчик импульсного магнитоэлектрического генератора волнового действия и датчик волнового ударного замыкателя, которые объединены в едином корпусе, а также предохранительно-исполнительный механизм в виде поворотной втулки с расположенным внутри нее электродетонатором и контактной группы, установленной на втулке, удерживаемой пиротехническим и инерционным стопорами, введен контактный датчик разрушения корпуса, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндрических колпаков, установленных внутри корпуса взрывателя на изоляционной опоре. Повышается надежность работы контактного взрывательного устройства и эффективность боевого применения зенитных ракет. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Контактное взрывательное устройство (КВУ), включающее датчик импульсного магнитоэлектрического генератора волнового действия и датчик волнового ударного замыкателя, объединенные в едином корпусе, предохранительно-исполнительный механизм в виде поворотной втулки с расположенным внутри нее электродетонатором и контактной группы, установленной на втулке, удерживаемой пиротехническим и инерционным стопорами, отличающееся тем, что оно содержит контактный датчик разрушения корпуса КВУ, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндрических колпаков, установленных внутри корпуса КВУ на изоляционной опоре.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в торцевой части цилиндрических колпаков соосно выполнены отверстия с диаметром D₁, внутренние поверхности которых имеют 6…8 выступов, причем отношение диаметра окружности, образованной выступами D₂ к диаметру отверстия D₁, составляет 0,6…0,8, а высота наружного колпака - h=(0,1…0,2)D, где D - наружный диаметр корпуса КВУ.