КОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК Российский патент 2018 года по МПК F42C1/00 F42C19/12 

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано во взрывателях боеприпасов разрывного действия.

Известен контактный датчик цели, содержащий несущий корпус, чувствительный элемент в виде наружной оболочки, размещенной с зазором относительно корпуса, и, по крайней мере, одну пару электрических контактов, выполненных с возможностью замыкания при деформации участка наружной оболочки, обращенного к цели, на величину зазора, электрические контакты выполнены в виде соприкасающихся изолированных проводников, размещенных в зазоре между наружной оболочкой и несущим корпусом. Выполнение электрических контактов в виде изолированных проводников, расположенных в зазоре между наружной оболочкой и несущим корпусом, исключает необходимость подавать напряжение на элементы корпуса боеприпаса. В этом случае повышается помехозащищенность контактного датчика цели, а его конструкция существенно упрощается, так как не нужны элементы, изолирующие контакты датчика и соответственно элементы корпуса боеприпаса друг от друга (патент РФ №2416780, МПК F42C 1/00, опубл. 20.042011).

Датчик работает следующим образом. При соударении боеприпаса с целью в соответствующей зоне чувствительности происходит деформация наружной оболочки на величину, равную величине зазора между несущим корпусом и наружной оболочкой. При этом происходит разрушение изоляции между проводниками и/или между каждым проводником и поверхностями несущего корпуса и наружной оболочки. Вследствие разрушения изоляции проводники замыкаются, и по их замыканию осуществляется выдача команды на подрыв боеприпаса.

Основным недостатком описанного устройства является низкая чувствительность, определяемая усилием необходимым для деформации наружной оболочки и разрушения изоляции между проводниками и/или поверхностями несущего корпуса и наружной оболочки.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание контактного датчика, характеризующегося высокой чувствительностью при встрече боеприпаса с целью, высокими показателями безопасности в служебном обращении, повышенной стойкостью к воздействию малоразмерных помех на траектории.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный контактный датчик согласно изобретению содержит корпус с электровводом и электровыводом, чувствительный элемент, выполненный в виде микроэлектромеханической системы (далее - МЭМС-устройство), срабатывающий под действием перегрузки, электронно-временной блок, обеспечивающий отсчет времени действия перегрузки, превышающей пороговый уровень, и формирующий управляющий сигнал в случае превышения отсчитываемым временем определенной величины, при этом МЭМС-устройство расположено таким образом, что срабатывание осуществляется под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, действующей вдоль продольной оси контактного датчика, при этом вход МЭМС-устройства соединен с электровводом контактного датчика, а выход МЭМС-устройства соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия продольной перегрузки и осуществляющего подачу сигнала идентификации цели на выход контактного датчика в случае превышения длительности действия перегрузки, превышающей пороговый уровень, определенного временного значения.

В варианте исполнения чувствительный элемент выполнен в виде МЭМС-ключа, разомкнутого в исходном положении, один контакт которого соединен с электровводом контактного датчика, другой контакт включателя соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия перегрузки, выход которого соединен с выходом контактного датчика, причем МЭМС-ключ расположен таким образом, что замыкание контактов осуществляется под действием продольной перегрузки, превышающей пороговый уровень.

В варианте исполнения контактный датчик содержит два МЭМС-устройства, причем одно из МЭМС-устройств расположено таким образом, что срабатывание осуществляется под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, действующей вдоль продольной оси контактного датчика, при этом вход указанного МЭМС-устройства соединен с электровводом контактного датчика, выход указанного МЭМС-устройства соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия продольной перегрузки, при этом выход электронно-временного блока соединен с входом второго МЭМС-устройства, выход которого соединен с выходом контактного датчика, причем второе МЭМС-устройство расположено таким образом, что срабатывание, при котором обеспечивается передача сигнала с выхода электронно-временного блока на выход контактного датчика, осуществляется под действием центробежной силы, превышающей пороговое значение, возникающей при вращении контактного датчика вокруг продольной оси.

В варианте исполнения контактный датчик содержит два и более МЭМС-устройства, причем одно МЭМС-устройство расположено таким образом, что срабатывание устройства осуществляется под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, действующей вдоль продольной оси контактного датчика, при этом вход МЭМС-устройства, воспринимающего продольную перегрузку, соединен с электровводом контактного датчика, при этом выход указанного МЭМС-устройства соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия перегрузки, при этом остальные МЭМС-устройства электрически соединены последовательно и размещены вокруг продольной оси контактного датчика, предпочтительно диаметрально противоположно, причем расположены таким образом, что их срабатывание осуществляется под действием центробежных сил при вращении контактного датчика вокруг продольной оси, при этом вход первого в указанной цепи МЭМС-устройства соединен с выходом электронно-временного устройства, а выход последнего, в указанной цепи, МЭМС-устройства соединен с выходом контактного датчика, причем передача сигнала с выхода электронно-временного блока на выход контактного датчика осуществляется при условии срабатывания всех МЭМС-устройств центробежного действия.

Техническим результатом является создание контактного датчика, характеризующегося повышенной чувствительностью при контактном подрыве, повышенной стойкостью к воздействию малоразмерных помех на траектории полета снаряда, высоким уровнем безопасности в служебном обращении.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 приведен конструктивной схемы варианта исполнения контактного датчика с МЭМС-устройством линейного срабатывания и двумя МЭМС-устройствами центробежного срабатывания, на рис. 2 представлена структурная схема контактного датчика.

Контактный датчик содержит корпус 1 с электровводом 2 и выходным контактом 3, МЭМС-устройство 4, срабатывающее под действием продольной перегрузки, электронно-временной блок 5, два МЭМС-устройства 6, срабатывающие под действием центробежной силы и расположенные диаметрально противоположно.

Предложенный контактный датчик работает следующим образом.

Предварительно контактный датчик размещают во взрывателе боеприпаса таким образом, чтобы продольная ось контактного датчика совпадала с продольной осью снаряда. При выстреле снаряда на электроввод 2 контактного датчика подается напряжение. В момент выстрела, при достижении снарядом определенной частоты вращения, под действием центробежной силы, срабатывают МЭМС-устройства 6, обеспечивающие замыкание цепи, соединяющей выход электронно-временного блока 5 с выходом контактного датчика. Далее, при соударении боеприпаса с целью, при достижении продольной перегрузки порогового уровня, срабатывает МЭМС-устройство 4, на вход электронно-временного блока 5 поступает сигнал, инициирующий отсчет времени действия продольной перегрузки. При превышении длительности действия продольной перегрузки определенного временного значения на выходе электронно-временного блока 5 формируется сигнал идентификации цели, поступающий на выход контактного датчика.

В случае, если длительность действия продольной перегрузки, превышающей пороговое значение, менее определенного временного значения, например при столкновении боеприпаса с малоразмерными помехами на траектории, в результате уменьшения перегрузки ниже порогового уровня и прекращения подача сигнала с выхода МЭМС-устройства 4 на вход электронно-временного блока 5 прерывается отсчет времени электронно-временным блоком 5, сигнал идентификации цели на выходе электронно-временного блока не формируется и датчик не срабатывает.

Реализация предложенного технического решения позволит создать малогабаритный контактный датчик, характеризующийся высокой чувствительностью при встрече боеприпаса с целью, высокими показателями безопасности в служебном обращении, повышенной стойкостью к воздействию малоразмерных помех на траектории.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано во взрывателях боеприпасов разрывного действия. Технический результат – повышение надежности работы устройства за счет контактного датчика повышенной чувствительности при взаимодействии боеприпаса с целью, повышение безопасности в служебном обращении и стойкости к воздействию малоразмерных помех на траектории. Датчик содержит корпус с электровводом и электровыводом. Чувствительный элемент датчика выполнен в виде микроэлектромеханической системы - МЭМС-устройства. Это устройство обеспечено возможностью срабатывания под действием перегрузки. Имеется электронно-временной блок, обеспечивающий возможность отсчета времени действия перегрузки, превышающей пороговый уровень, и формирования управляющего сигнала в случае превышения отсчитываемым временем определенной величины. При этом МЭМС-устройство расположено таким образом, что срабатывание обеспечено под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, действующей вдоль продольной оси контактного датчика. Вход МЭМС-устройства соединен с электровводом контактного датчика. Выход МЭМС-устройства соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия продольной перегрузки и подачу сигнала идентификации цели на выход контактного датчика в случае превышения длительности действия перегрузки, превышающей пороговый уровень определенного временного значения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Контактный датчик, характеризующийся тем, что он содержит корпус с электровводом и электровыводом, чувствительный элемент, выполненный в виде микроэлектромеханической системы - МЭМС-устройства, обеспеченного возможностью срабатывания под действием перегрузки, электронно-временной блок, обеспечивающий возможность отсчета времени действия перегрузки, превышающей пороговый уровень, и формирования управляющего сигнала в случае превышения отсчитываемым временем определенной величины, при этом МЭМС-устройство расположено таким образом, что срабатывание обеспечено под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, действующей вдоль продольной оси контактного датчика, при этом вход МЭМС-устройства соединен с электровводом контактного датчика, а выход МЭМС-устройства соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия продольной перегрузки и подачу сигнала идентификации цели на выход контактного датчика в случае превышения длительности действия перегрузки, превышающей пороговый уровень определенного временного значения.

2. Контактный датчик по п. 1, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде МЭМС-ключа, разомкнутого в исходном положении, один контакт которого соединен с электровводом контактного датчика, другой контакт включателя соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия перегрузки, выход которого соединен с выходом контактного датчика, причем МЭМС-ключ расположен таким образом, что замыкание контактов обеспечено под действием продольной перегрузки, превышающей пороговый уровень.

3. Контактный датчик по п. 1, отличающийся тем, что он содержит дополнительное МЭМС-устройство, причем одно из МЭМС-устройств расположено таким образом, что срабатывание обеспечено под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень и действующей вдоль продольной оси контактного датчика, при этом вход указанного МЭМС-устройства соединен с электровводом контактного датчика, выход указанного МЭМС-устройства соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия продольной перегрузки, при этом выход электронно-временного блока соединен с входом второго МЭМС-устройства, выход которого соединен с выходом контактного датчика, причем второе МЭМС-устройство расположено таким образом, что срабатывание, при котором обеспечена передача сигнала с выхода электронно-временного блока на выход контактного датчика, предусмотрена под действием центробежной силы, превышающей пороговое значение, возникающей при вращении контактного датчика вокруг продольной оси.

4. Контактный датчик по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одно дополнительное МЭМС-устройство, причем одно МЭМС-устройство расположено таким образом, что срабатывание устройства обеспечено под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, действующей вдоль продольной оси контактного датчика, при этом вход МЭМС-устройства, воспринимающего продольную перегрузку, соединен с электровводом контактного датчика, при этом выход указанного МЭМС-устройства соединен с входом электронно-временного блока, обеспечивающего отсчет времени действия перегрузки, при этом остальные МЭМС-устройства электрически соединены последовательно и размещены вокруг продольной оси контактного датчика, предпочтительно диаметрально противоположно, причем расположены таким образом, что их срабатывание обеспечено под действием центробежных сил при вращении контактного датчика вокруг продольной оси, при этом вход первого в указанной цепи МЭМС-устройства соединен с выходом электронно-временного устройства, а выход последнего в указанной цепи МЭМС-устройства соединен с выходом контактного датчика, причем передача сигнала с выхода электронно-временного блока на выход контактного датчика обеспечена при условии срабатывания всех МЭМС-устройств центробежного действия.