2. Принципы работы взрывателей
Взрыватели можно разделить на два основных класса: механические и электрические. Эта классификация учитывает только основные принципы работы. Взрыватели можно также подразделить по методам функционирования или действия, которые инициирует взрывное устройство: удар, механическое время, близость, гидростатическое давление, или длительность задержки. Другая классификация учитывает их положение в БП (например, в носовой или хвостовой части).
Среди проблем, вытекающих из замены механических подсистем электронными блоками, можно выделить необходимость снабжения взрывателя источником электропитания. Этот источник должен выдерживать хранение в течение 10 лет и более, а затем обеспечивать взрыватель электроэнергией после того, как подвергнется ударным нагрузкам при выстреле из артиллерийского орудия.
Взрыватели можно разделить на два основных. Детонатор воспламеняет запал, который, в свою очередь, осуществляет активацию заряда ВВ.
Эффект действия снаряда в значительной степени зависит от работы взрывателя или трубки. При вскрытии ящиков и коробок необходимо составить акт с указанием причин вскрытия и наименования работ, произведенных с взрывателями. Взрыватели различного назначения отличаются друг от друга принципом устройства механизмов. Этот же принцип работы взрывателя и соответственно взрыватель УВ использовался и в советских удлиненных противотанковых минах ТМ-39 и ТМД Взрыватель - это автоматическое устройство, предназначенное для приведение в действие. Принцип действия: при соприкосновении с преградой инерционный ударник преодолевает. Принцип действия мины: при наезде на щиток взрывателя (применяется взрыватель МВЧ-62) он опускается, его втулка. Принцип действия аналогичен ВЗД-3м.
Качнуть взрыватель в большой плоскости футляра и убедиться на слух в работе часового механизма. Принцип работы взрывателя неизвлекаемости ЭН-6 основан на том, что подпружиненный ударник удерживается на месте штоком мины.
Взрыватель работает следующим образом. При выстреле под действием осевой силы инерции реакционный ударник, гильза и верхний шарик, преодолевая сопротивление пружины, совместно перемещаются до упора цилиндрической части жала реакционного ударника в нижние шарики. После этого перемещаются только гильза и верхний шарик до упора гильзы в инерционный ударник, при этом верхний шарик выкатывается в расточку головной втулки.
За дульным срезом под действием пружины гильза поднимается до упора в реакционный ударник и в дальнейшем гильза и реакционный ударник перемещаются совместно до упора реакционного ударника в расточку головной втулки. При этом нижние шарики выкатываются в расточку головной втулки. Ударный механизм взведен.
При стрельбе в благоприятных метеорологических условиях перед выстрелом со взрывателя свинчивают предохранительный колпачок. Поэтому при встрече снаряда с преградой грунт прорывает мембрану и перемещает реакционный ударник с жалом, преодолевая сопротивление пружины, к капсюлю-воспламенителю. Одновременно с этим инерционный ударник с капсюлем-воспламенителем под действием силы инерции, возникающей при торможении снаряда в преграде, преодолевая сопротивление пружины, перемещается к реакционному ударнику. При взаимном перемещении реакционного и инерционного ударников происходит накол капсюля-воспламенителя жалом, срабатывание которого приводит к срабатыванию остальной огневой цепи взрывателя.
При стрельбе в неблагоприятных метеорологических условиях, например в дождь, для обеспечения безопасности взрывателя на траектории предохранительный колпачок со взрывателя не свинчивают, т.к. при отсутствии его капля дождя непосредственно воздействует на мембрану взрывателя и на реакционный ударный механизм.
Как показывает опыт отработки взрывателей, при стрельбе в дождь большой интенсивности (ливневый дождь) капли дождя могут достигать в диаметре 4,0 мм и при скорости соударения более 500 м/с пробивают стальную мембрану взрывателя В-429 (прототип) толщиной 0,12 мм, вызывая срабатывание реакционного ударного механизма на траектории, т.к. кинетическая энергия дождевой капли в этих условиях более 4,0 Дж. Диаметр дождевой капли зависит от интенсивности дождя и может достигать 6,0 мм при тропическом ливне, а учитывая, что скорость современных снарядов на начальном участке траектории может достигать 1000 м/с, кинетическая энергия капли возрастает в этих условиях до 54,0 Дж.
Для устранения преждевременных разрывов снарядов на траектории при стрельбе в дождь во взрывателе В-429 (прототип) используется предохранительный стальной колпачок, имеющий внутренний диаметр (D) - 17,188+0,236 мм и толщину донышка (Н) - 2,1-0,13. При этих геометрических размерах обеспечивается безопасность при стрельбе в дождь, но при этом отключается реакционное действие взрывателя, т.к. при встрече с грунтом со скоростью порядка 300 м/с, что соответствует условиям стрельбы на предельную дальность, и при рикошетных дальностях стрельбы не гарантируется надежное продавливание колпачка грунтом. Поэтому взрыватель срабатывает, в подавляющем большинстве случаев, от инерционного действия и при этом значительно снижается его надежность действия.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного взрывателя, принятого за прототип, относится его недостаточная безопасность и надежность действия, т.к. при наличии предохранительного колпачка на взрывателе реакционное действие в нем отключено и взрыватель срабатывает только от инерционного действия.
Кроме того, при стрельбе из гладкоствольных артиллерийских систем снарядами с раскрывающимся оперением, укомплектованными взрывателем В-429, наблюдаются отдельные случаи срабатывания взрывателя В-429 на начальном участке траектории из-за возмущающей силы, возникающей вследствие раскрытия оперения снаряда, что может привести к гибели расчета стреляющего орудия или находящихся в непосредственной близости от этого орудия.
Следует также отметить, что современные отечественные танки, вооруженные гладкоствольными орудиями, оснащены автоматами заряжания и свинчивание или навинчивание предохранительного колпачка на взрыватель в боевом отделении танка после загрузки снарядов в боеукладку невозможно. Поэтому в любых метеорологических условиях при стрельбе из танковых гладкоствольных пушек взрыватель должен использоваться только с предохранительным колпачком, что существенно снижает надежность действия взрывателя и эффективность поражения при стрельбе на малую дальность по наблюдаемой цели, т.к. силы инерции в этих условиях не достаточно для гарантированного инерционного действия взрывателя.
Общими признаками с предлагаемым изобретением во взрывателе-прототипе являются наличие реакционного ударника с жалом, инерционного ударника с капсюлем-воспламенителем, гильзы, пружины, верхнего и нижних шариков и предохранительного колпачка.
Задачей предлагаемого изобретения является создание взрывателя для комплектации осколочно-фугасного снаряда танкового выстрела, обеспечивающего повышение безопасности при стрельбе из гладкоствольных артиллерийских систем снарядами с раскрывающимся оперением и повышение надежности действия взрывателя.
Это достигается тем, что в конструкцию взрывателя, содержащего реакционный ударник с жалом, инерционный ударник с капсюлем-воспламенителем, гильзу, пружину, верхний и нижние шарики и предохранительный колпачок, между реакционным и инерционным ударниками введен жесткий предохранитель, а на предохранительном колпачке с внутренней его части выполнена кольцевая проточка, а ее высота определена соотношением: h=(0,6....0,8)Н, где h - высота проточки, мм; Н - толщина верхней части колпачка, мм.
Жесткий предохранитель может быть выполнен из особо мягкой стали в форме полого цилиндра, имеющего в верхней своей части лапки, число которых не менее трех, а в нижней части развальцован для исключения перемещения относительно головной втулки. Общее усилие, которое должны выдерживать лапки жесткого предохранителя до их деформации, составляет значение в интервале 38-73Н.
Как показывают результаты испытаний стрельбой, для обеспечения гарантированного продавливания предохранительного колпачка грунтом в условиях стрельбы из современных танков необходима высота кольцевой проточки (h) в пределах (0,6. ..0,8)Н, что обеспечивает толщину донышка предохранительного колпачка в пределах 0,42...0,84 мм.
Соотношение диаметров внутреннего диаметра кольцевой проточки и внутреннего диаметра колпачка выбирается из условий обеспечения безопасности и надежности действия при стрельбе в дождь любой интенсивности.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемой конструкции взрывателя (см. ниже).
Артиллерийский взрыватель содержит ударный механизм, состоящий из реакционного ударника 1 с жалом 2, инерционного ударника 3 со втулкой 4, в которой расположен капсюль-воспламенитель 5, гильзы 6, пружины 7, верхнего шарика 8, нижних шариков 9 и жесткого предохранителя 10 с лапками 11. Ударный механизм размещен в головной втулке 12, внутренняя полость которой закрыта мембраной 13. На головную втулку 12 навинчен предохранительный колпачок 14.
Взрыватель работает следующим образом. При выстреле под действием осевой силы инерции реакционный ударник 1 с жалом 2, гильза 6 и верхний шарик 8, преодолевая сопротивление пружины 7, совместно перемещаются до упора цилиндрической части жала 2 реакционного ударника 1 в нижние шарики 9. После этого перемещаются только гильза 6 и верхний шарик 8 до упора гильзы 6 в инерционный ударник 3, при этом верхний шарик 8 выкатывается в расточку втулки 12.
За дульным срезом под действием пружины 7 гильза 6 поднимается до упора в реакционный ударник 1. В дальнейшем гильза 6 и реакционный ударник 1 перемещаются совместно до упора реакционного ударника 1 в расточку головной втулки 12. При этом нижние шарики 9 выкатываются в расточку головной втулки 12. Таким образом, на начальном участке траектории ударный механизм взведен, так как шарики 8 и 9 выкатились в полость втулки 12, а сближению реакционного ударника 1 и инерционного ударника 3 препятствует пружина 7.
При раскрытии оперения снаряда под действием возмущающей силы инерционный ударник 3, преодолевая сопротивление пружины 7, начинает перемещаться по направлению к реакционному ударнику 1 до упора в лапки 11 жесткого предохранителя 10, которые препятствуют дальнейшему сближению ударников. При этом положении обеспечен гарантированный зазор между жалом 2 и капсюлем-воспламенителем 5. Этим обеспечивается несрабатывание ударного механизма при раскрытии оперения снаряда.
При встрече с преградой под действием силы инерции, возникающей при торможении снаряда, инерционный ударник 3 с капсюлем-воспламенителем 5 преодолевает сопротивление пружины 7 и лапок 11 жесткого предохранителя 10, которые, разгибаясь, позволяют ударнику 3 перемещаться по направлению к реакционному ударнику 1 с жалом 2. Одновременно с этим начинается и реакционное действие взрывателя. После разрушения колпачка 14 и прорыва мембраны 13 под действием реакции преграды внедряющийся грунт перемещает реакционный ударник 1 с жалом 2, преодолевая сопротивление пружины 7, к инерционному ударнику 3. Взаимное сближение реакционного и инерционного ударников приводит к наколу жалом 2 капсюля-воспламенителя 5, при срабатывании которого срабатывает остальная огневая цепь взрывателя.