Артиллерийский взрыватель

Артиллерийский взрыватель

Реферат

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано во взрывателях для артиллерийских боеприпасов различного назначения.

Для обеспечения безопасности взрывателя в служебном обращении и при выстреле в его конструкции используется предохранительно-детонирующее устройство, которое обеспечивает взведение взрывателя на начальном участке траектории на некотором удалении от дульного среза орудия. Это обеспечивается за счет совмещения элемента огневой цепи, например капсюля-детонатора, расположенного в перемещающейся детали, с передаточным зарядом, расположенным в неподвижной детали предохранительно-детонирующего устройства. При совмещении капсюля-детонатора и передаточного заряда происходит взведение взрывателя. Во многих взрывателях в качестве перемещающейся детали используется поворотная втулка, которая в условиях служебного обращения удерживается в невзведенном состоянии предохранительным механизмом и освобождается им при выстреле (Васильев М.Ф. "Теория проектирования трубок и взрывателей". Военное издательство Министерства вооруженных сил Союза ССР, М., 1946 г.).

Аналогами заявляемому изобретению по конструктивному исполнению являются известные устройства по патенту США №3961578, МПК F 42 C 001/04, опубликованному 08.06.76 г., по патенту США №4004521, МПК F 42 C 001/04, F 42 C 009/16, опубликованному 25.01.77 г., по патенту США №4741270, МПК F 42 C 9/14, F 42 C 15/24, опубликованному 03.05.88 г., взрыватели РГ-6, РГМ, РГМ-2, (Молчанов Г.Г., Туркин П.И. "Курс артиллерии", книга 5, боеприпасы, Военное издательство Министерства вооруженных сил СССР, М., 1949 г.), а также взрыватели Д-1, Д-1У, РГМ-6, В-429 (Прохоров Б.А. "Боеприпасы артиллерии", издательство "Машиностроение", М., 1973 г.).

Перечисленные аналоги применяются для комплектации артиллерийских снарядов различного назначения и в их конструкциях используется предохранительно-детонирующее устройство, в котором в качестве перемещающейся детали используется поворотная втулка с капсюлем-детонатором, удерживаемая в невзведенном положении предохранительным механизмом.

Взрыватель РГМ-2 выбран авторами в качестве прототипа как наиболее близкий по технической сути и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению.

Взрыватель РГМ-2 применяется для комплектации гаубичных осколочно-фугасных и дымовых снарядов полевой артиллерии.

Взрыватель содержит предохранительно-детонирующее устройство с поворотной втулкой, в которой расположен элемент огневой цепи - капсюль-детонатор.

Взрыватель работает следующим образом. В служебном обращении поворотная втулка удерживается в невзведенном положении подпружиненным стопором, так как хвостовая часть его заходит в неподвижную деталь предохранительно-детонирующего устройства, в которой расположен передаточный заряд.

При выстреле под действием осевой силы инерции втулочка, преодолевая сопротивление пружины, перемещается вниз и освобождает шарик, который препятствовал стопору подняться вверх под действием пружины. Стопор, преодолевая осевую силу инерции и отодвигая шарик в сторону, поднимается вверх под действием собственной пружины. При этом происходит расцепление стопора с неподвижной деталью предохранительно-детонирующего устройства и освобождение поворотной втулки. Поворотная втулка не может развернуться в боевое положение под действием спиральной пружины до вылета снаряда за дульный срез орудия, так как она удерживается от разворота большим моментом трения, превышающим момент спиральной пружины и возникающим вследствие прижатия ее опорной поверхности осевой силой инерции к неподвижной детали предохранительно-детонирующего устройства.

За дульным срезом поворотная втулка разворачивается в боевое положение под действием спиральной пружины до упора в ограничитель. При этом положении капсюль-детонатор будет располагаться над передаточным зарядом. Предохранительно-детонирующее устройство взведено.

Общими признаками заявляемого изобретения с прототипом является предохранительно-детонирующее устройство с поворотной втулкой, в которой расположен элемент огневой цепи (капсюль-детонатор).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного взрывателя, принятого за прототип, относится его недостаточная безопасность при стрельбе на наименьших зарядах из современных артиллерийских орудий, так как происходит взведение взрывателя в канале ствола при выстреле, что может привести к траекторным срабатываниям боеприпасов в непосредственной близости от орудия и гибели расчета стреляющего орудия.

Это объясняется тем, что в современных орудиях при стрельбе на малые дальности для повышения эффективности поражения открыто расположенной цели используются метательные заряды, обеспечивающие меньшее давление в канале ствола при выстреле по сравнению с ранее разработанными орудиями. При этом момент трения, возникающий на опорной поверхности поворотной втулки предохранительно-детонирующего устройства под действием осевой силы инерции, действующей у дульного среза орудия при выстреле, в этих условиях меньше момента спиральной пружины, что приводит к взведению взрывателя в канале ствола. При стрельбе с закрытых позиций через маскировочную сетку, а также в аварийных ситуациях при стрельбе из засоренного ствола или с неснятым походным чехлом взведение взрывателя в канале ствола может привести к траекторному разрыву снаряда и гибели расчета стреляющего орудия.

Использование в современных орудиях метательных зарядов с меньшей энергетикой выстрела позволяет получить более навесную (мортирную) траекторию стрельбы. При этом значительно увеличивается угол встречи боеприпаса с преградой и как следствие площадь осколочного поля, что приводит к повышению эффективности поражения цели.

Так, например, для 152-мм гаубицы обр.1943 г. (Д-1) при использовании наименьшего заряда №6 максимальная рикошетная дальность, при которой угол падения снаряда равен 20°, составляет 3600 м. При стрельбе на дальность 2000 м угол падения еще меньше и составляет 9,7°. (Таблицы стрельбы 152-мм гаубицы обр.1943 г. (Д-1) и 152-мм гаубицы обр.1938 г. (М-10), ТС/ГАУ №155, пятое издание. Военное издательство Министерства обороны Союза ССР, М., 1957 г.). В этих условиях минимальное давление в канале ствола орудия при выстреле у дульного среза составляет 9,8 МПа, что обеспечивает ускорение 3700 м/с². Для обеспечения не взведения взрывателя РГМ-2 необходимо ускорение не менее 3000 м/с². Таким образом, невзведение прототипа в этих условиях обеспечивается с коэффициентом запаса 1,24.

Для современных артиллерийских орудий максимальная рикошетная дальность, при которой угол падения равен 20°, при стрельбе на наименьших зарядах не превышает 2000 м. Поэтому при стрельбе из современных артиллерийских орудий по сравнению с ранее разработанными орудиями на одну и ту же дальность обеспечивается больший угол падения снарядов, что приводит к увеличению количества надземных осколков, увеличивающих площадь поражения, и повышению эффективности поражения открыто расположенной цели. В этих условиях минимальное давление в канале ствола орудия при выстреле у дульного среза составляет 4,0 МПа, что обеспечивает ускорение 1520 м/с², которого недостаточно для обеспечения невзведения взрывателя РГМ-2, принятого за прототип, и взрыватель при стрельбе из этих систем на наименьших зарядах взводится в канале ствола при выстреле.

Задачей предлагаемого изобретения является создание взрывателя для комплектации артиллерийских боеприпасов различного назначения, обеспечивающего повышение безопасности, надежности действия взрывателя и эффективности поражения цели при стрельбе из современных артиллерийских орудий на наименьших зарядах.

Это достигается тем, что в конструкции взрывателя, включающего предохранительно-детонирующее устройство с поворотной втулкой, в которой расположен элемент огневой цепи, например капсюль-детонатор, на опорной поверхности поворотной втулки выполнена цилиндрическая проточка, диаметр которой связан с наружным диаметром поворотной втулки следующим соотношением: d=(0,8...0,9) D,

где d - диаметр проточки;

D - наружный диаметр поворотной втулки.

Глубина проточки не оказывает влияния на технический результат, достигаемый изобретением, и может иметь различные значения, например, от 0,3 мм и более, например, до 1-2 мм. Дальнейшее увеличение глубины проточки может привести к снижению технологичности изготовления детали.

Использование в заявляемом изобретении поворотной втулки, на опорной поверхности которой выполнена цилиндрическая проточка с соотношением, указанным в формуле изобретения, позволяет существенно увеличить момент трения, возникающий от осевой силы инерции, действующей при выстреле, по сравнению с прототипом и обеспечить невзведение взрывателя в канале ствола орудия при стрельбе из современных артиллерийских орудий на наименьших зарядах.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении безопасности стрельбы, надежности действия взрывателя.

Соотношение диаметра цилиндрической проточки и наружного диаметра поворотной втулки установлены экспериментально для обеспечения невзведения взрывателя при стрельбе из современных артиллерийских орудий на наименьшем заряде и обеспечения прочности кольцевого выступа на опорной поверхности поворотной втулки, образовавшегося в результате проточки, при стрельбе на усиленных зарядах. Поворотные втулки обычно изготавливаются литьем под давлением из литейных сплавов, например, АЛ-2 или ЦАМ-4-1В.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемой конструкции взрывателя.

Артиллерийский взрыватель содержит поворотную втулку 1 с элементом огневой цепи, например, капсюлем-детонатором 2, диафрагму 3 (неподвижная деталь предохранительно-детонирующего устройства), передаточный заряд 4 и спиральную пружину 5.

В служебном обращении поворотная втулка 1 удерживается в невзведенном положении предохранительным механизмом. При этом капсюль-детонатор 2 расположен на некотором расстоянии от передаточного заряда 4.

При выстреле снимается ступень предохранения в предохранительно-детонирующем устройстве, и предохранительный механизм освобождает поворотную втулку 1. Однако поворотная втулка 1 не может развернуться в боевое положение под действием спиральной пружины 5, так как сила инерции, действующая при выстреле, прижимает опорную поверхность втулки 1 к диафрагме 3. Причем момент трения, возникающий на опорной поверхности втулки 1 от действия силы инерции, больше момента спиральной пружины 5, который хочет развернуть втулку 1 в боевое положение.

На траектории, после прекращения действия этой силы инерции, поворотная втулка 1 разворачивается в боевое положение под действием спиральной пружины 5. При этом капсюль-детонатор 2 будет расположен над передаточным зарядом 4. Взрыватель взведен.

В предлагаемом изобретении предохранительный механизм, удерживающий поворотную втулку в невзведенном положении в условиях служебного обращения и освобождающий ее при выстреле, конструктивно может быть выполнен в различном исполнении в зависимости от факторов, использованных для снятия ступени предохранения взрывателя.

В артиллерийских взрывателях для снятия ступени предохранения во взрывателе используется осевая сила инерции, действующая в канале ствола при выстреле, как это сделано в прототипе, центробежная сила инерции, вызванная вращением снаряда или совместное использование этих двух факторов.

Кроме того, для разворота поворотной втулки в боевое положение вместо спиральной пружины может использоваться центробежный момент, возникающий при вращении снаряда и наличии эксцентриситета между центром массы поворотной втулки и осью ее вращения.

Указанные конструктивные отличия не влияют на сущность предлагаемого изобретения.

Достигаемый эффект при использовании заявляемого изобретения заключается в повышении безопасности, надежности действия взрывателя и эффективности поражения цели при стрельбе из современных артиллерийских орудий на наименьших зарядах.

В реализованных конструкциях взрывателей, предназначенных для комплектации снарядов современных артиллерийских орудий, заявляемое изобретение выполнено при следующих соотношениях:

1 вариант - D=15,0 мм, d=12,0 мм=0,8D.

2 вариант - D=18,0 мм, d=15,0 мм=0,83D.

Глубина проточки в обоих вариантах составляла 0,3 мм.

Поворотная втулка была изготовлена из материала - Сплав ЦАМ4-1В, ОСТВ84-1285-76.

Для снятия ступени предохранения при выстреле в одном взрывателе используется осевая сила инерции, а во втором - центробежная сила инерции.

Технический результат заявляемого изобретения подтвержден результатами многочисленных натурных испытаний.

Артиллерийский взрыватель, содержащий предохранительно-детонирующее устройство с поворотной втулкой, в которой расположен элемент огневой цепи, например, капсюль-детонатор, отличающийся тем, что на опорной поверхности поворотной втулки выполнена цилиндрическая проточка, диаметр которой связан с наружным диаметром поворотной втулки следующим соотношением:

d=(0,8...0,9)D,

где d - диаметр проточки;

D - наружный диаметр поворотной втулки.