§ 7.3. Действие взрывателей

На детали взрывателя в служебном обращении, при выстреле, в полете и при встрече с целью могут действовать силы внутрен­ние (упругости сжатой пружины, давления сжатых газов) и внеш­ние (тяжести, инерции, реакции преграды, давления наружного воздуха и т. д.). Эти силы будут деформировать и перемещать детали взрывателя или вызывать другие физические процессы, т. е. приводить взрыватель в действие. Действие взрывателя должно отвечать предъявляемым к нему требованиям и характеризоваться вполне определенными параметрами: временем, скоростью и путем перемещения детали, кинетической энергией детали, моментами начала и окончания процесса и другими характеристиками про­цесса. Важное значение имеет однообразие этих параметров, от которого зависят рассеивание точек разрывов и эффективность действия снарядов.

Во время движения снаряда по каналу ствола и в период по­следействия пороховых газов сила инерции S действует на детали взрывателя в направлении, противоположном направлению движе­ния снаряда. Она вызывает перемещение (оседание) подвижных деталей взрывателя: инерционных гильз и втулок, разгибателей,

инерционных стопоров, ударников воспламенительных механизмов и других деталей.

Из графика изменения силы S при выстреле (рис. 5.2) следует, что перемещение инерционных деталей и деформация удерживаю­щих их

предохранителей должны завершиться в промежуток вре­мени от 0 дотак как при дальнейшем движении снаряда по каналу ствола сила 5 убывает. Если же взведение взрывателя требует перемещения детали в исходное положение, то приме­няется взводящая пружина, которая сжимается сначала оседаю­щей деталью, а затем, когда сила сопротивления сжатой пружины окажется больше непрерывно убывающей силы 5, перемещает де­таль.

Центробежная сила С действует по радиусу в направлении от оси вращения снаряда и вызывает перемещение подвижных дета­лей: центробежных стопоров, движков, фиксаторов и других де­талей, которые могут перемещаться в плоскости, перпендикуляр­ной оси снаряда. Так как эта сила достигает наибольшего значе­ния в момент вылета снаряда, то взведение центробежных предо­хранителей обычно заканчивается после взведения инерционных предохранителей. Помимо полезной работы сила С способна тор­мозить движение деталей, расположенных эксцентрично и пере­мещающихся параллельно оси снаряда.

Сила инерции от касательного ускорения К действует в направ­лении, обратном направлению вращения снаряда, и стремится по­вернуть детали вокруг оси вращения снаряда, например дистан­ционные кольца взрывателей.

Наиболее характерным случаем движения деталей при дейст­вии взрывателя является случай поступательного или вращатель­ного движения под действием двух сил — движущей силы и силы сопротивления.

Во взрывателе бывает несколько подвижных деталей, переме­щение которых при выстреле должно происходить в определенной последовательности. Это достигается выбором схемы взрывателя и параметров отдельных деталей (материала, размеров, конфигу­рации и т. п.).

Действие взрывателя при выстреле обеспечивает взведение взрывателя, запуск его механизмов, фиксирование положения де­талей и т. п. В полете на начальном участке траектории снаряда может продолжаться процесс взведения взрывателя, особенно дей­ствие центробежных предохранительных механизмов и механиз­мов дальнего взведения. Кроме того, происходит действие дистан­ционных взрывателей. При неблагоприятных условиях вследствие сильной нутации снаряда, прорыва мембраны взрывателя или уда­ра частицы дождя или града могут сработать ударные механизмы.

После взведения взрывателя и перемещения деталей в задан­ное положение последние могут фиксироваться стопорами. Пере­мещение ударников в полете полностью исключается с помощью жестких контрпредохранителей или контрпредохранительных пру­жин.

При встрече с целью происходит действие ударного механизма и огневой цепи взрывателя. К ударным механизмам предъявляется требование чувствительности при ударе снаряда о преграду, под которой понимается способность их Действовать по относительно слабым преградам при различных углах встречи. Повышение чув­ствительности взрывателей достигается увеличением массы инер­ционного ударника, уменьшением массы реакционного ударника или бокобойной шайбы. Ударные механизмы мгновенного действия стержневого типа действуют по 2—3-мм фанерному щиту, а мем­бранного типа — по 1-мм картону.

Время действия ударного взрывателя при встрече с целью складывается из времени действия ударного механизма и элемен­тов огневой цепи, а также времени передачи импульса от одного элемента к другому:

где—время перемещения ударника;

— время срабатывания капсюля-воспламенителя;

— время передачи теплового импульса от капсюля-вос­пламенителя к капсюлю-детонатору;

— время срабатывания капсюля-детонатора;

— время передачи взрывного импульса от капсюля-дето­натора к передаточному заряду;

— время распространения волны детонации соответствен­но в передаточном заряде и в детонаторе.

Перемещение ударника должно быть равно сумме расстояния между жалом и капсюлем а и глубины накола капсюляДля надежного срабатывания капсюля необходимо, чтобы глубина накола была равной 1,2—1,5 мм. Времяперемещения ударника определяется величиной перемещения и скоростьюдвижения ударника:

Для реакционного ударника справедливо равенство

Время срабатывания капсюля-воспламенителя в среднем равно 20 мкс, а капсюля-детонатора лучевого действия — 30—80 мкс.

Время передачи импульса и распространения волны детонации определяется по формуле

где— соответственно скорость и путь импульса или волны детонации.

Скорость детонации бризантного взрывчатого вещества при­мерно равна 7000 м/с, а скорость передачи теплового импульса — около 300 м/с.

Если огневай цепь имеет замедлитель, то время действия взры­вателя возрастает на время действия замедлителя. Ориентировоч­но время действия ударных взрывателей равно: 0,001 с при мгно­венном действии, 0,005 с при инерционном действии и 0,01—0,05 с при замедленном действии.

Особенности действия дистанционных взрывателей в основном связаны с действием дистанционных механизмов. Пиротехнические дистанционные механизмы имеют дистанционные составы, способ­ные гореть параллельными

слоями с определенной скоростью. Применяемые в настоящее время дистанционные составы можно разделить на следующие группы: обыкновенный трубочный порох (ОТП); медленно горящие пороха; безгазовые и малогазовые со­ставы.

При стрельбе дистанционный состав испытывает на себе сово­купное воздействие целого ряда факторов, обусловленных боль­шими скоростями движения снаряда и значительными изменения­ми температуры и плотности воздуха. При хранении дистанцион­ный состав способен впитывать влагу и разлагаться, если будет нарушена герметичность взрывателя.

Время действия пиротехнического дистанционного механизма определяется приблизительно путем деления длины средней линии дуговых каналов на скорость горения состава, равную для ОТП 1 см/с.

При дистанционной стрельбе одной из причин рассеивания то­чек разрывов снарядов является рассеивание времен дистанцион­ного действия взрывателей. Срединное отклонение времени ди­станционного действияопределяется по результатам стрельб, при которых регистрируется время от момента вылета до момента разрыва снаряда. Рассеивание времен действия взрывателей уве­личивается с возрастанием t и характеризуется эмпирической за­висимостью

где а и b — опытные коэффициенты, равные для пиротехнических взрывателей соответственно 0,06 и 0,0014.

Время действия часового дистанционного механизма опреде­ляется заданным углом поворота стрелы, передаточным отноше­нием передаточного устройства и периодом колебания маятника регулирующего устройства.

К основным причинам, вызывающим рассеивание времени ди­станционного действия часовых взрывателей, относятся сле­дующие:

ошибки регулирования дистанционного механизма;

неоднообразие момента проскока стрелы;

погрешности установки времени дистанционного действия;

нестабильность свойств пружинного волоска;

рассеивание времени срабатывания пускового устройства.

Рассеивание времени дистанционного действия определяется

формулой (7.4), в которой а = 0,04, 6 = 0,005.

Действие неконтактного радиовзрывателя наземной артиллерии характеризуется высотой разрыва снаряда Н, которая может быть рассчитана по формуле

где К—коэффициент усиления усилителя;

5 — чувствительность приемопередатчика;

— длина волны радиосигнала;

— коэффициент отражения радиоволн от земли;

— угол встречи снаряда с поверхностью земли.

Коэффициент отражения от земли может изменяться от 0,2 для

очень сухой почвы до 0,8 для очень влажной почвы.

При неблагоприятных условиях, например при несоблюдении правил эксплуатации боеприпасов, может произойти неправильное действие взрывателя: преждевременное действие, отказ в действии , или неполноценное действие. Необходимо предпринимать все меры для исключения неправильного действия, особенно в боевой об­становке.