Взрыватели

Взрыватели

Согласно ГОСТ В2С143-82 под взрывателем понимается автоматическое устройство, предназначенное  для управления действием БП. В  его состав входят три составные  части – инициирующая система (ИС), огневая цепь (ОЦ) и система предохранения (СП).

ИС – совокупность устройств, предназначенных для  приведения в действие ОЦ в момент, определяемый программой функционирования взрывателя.

ОЦ – цепь из последовательно срабатывающих  огневых и (или) пиротехнических  элементов, формирующая выходной детонационный  или воспламянительный импульс.

СП – совокупность устройств, обеспечивающих безопасность взрывателя в служебном обращении, при выстреле и на траектории до момента окончания взведения. Под  последним понимается процесс перехода взрывателя, его механизма, блока  или устройства в состояние готовности к действию.

    Линия срабатывания – это цепь элементов функциональной схемы, обеспечивающей срабатывание взрывателя в требуемой точке траектории полета. Под срабатыванием взрывателя понимается процесс формирования и выдача ВУ выходного импульса. Линия вырабатывает сигнал при контакте с преградой или при срабатывании неконтактного (дистанционного) датчика цели с последующей передачей его в огневую цепь.

    Линия предохранения – это совокупность элементов функциональной схемы, обеспечивающих безопасность взрывателя в служебном обращении, при выстреле (пуске) и на траектории вплоть до момента окончательного взведения. Во взрывателях к крупным БП она образует так называемый ПИМ – предохранительно-исполнительный механизм. В соответствии с современной терминологией ПИМ – блок ВУ, обеспечивающий его безопасность в служебном обращении, при выстреле и на траектории до момента окончания взведения в вызывающий действие заряда БП по команде датчика цели, системы управления или собственного механизма самоликвидации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1.   Ударный механизм (УМ) – контактный датчик цели, в котором воздействие цели воспринимается ударником.

В конструкции  ВУ встречаются:

-      реакционный датчик цели, действующий от силы реакции преграды;

-      инерционный датчик цели, действующий от силы инерции при встрече БП с преградой;

-      реакционно-инерционный датчик цели, обладающий свойствами реакционного и инерционного датчиков цели;

-      всюдобойные механизмы, обеспечивающие срабатывание взрывателя при действии сил в любом направлении.

    2.     Бокобойный механизм – ударный механизм взрывателя, предназначенный для обеспечения срабатывания взрывателя при действии поперечных или боковых, или поперечных и осевых сил.

    3.    Замедлитель – устройство, предназначенное для замедленного срабатывания взрывателя.

Различают три основные его разновидности.

Пиротехнический замедлитель – замедлитель, обеспечивающий замедление за счет горения пиротехнического состава.

Газодинамический  замедлитель – замедлитель, обеспечивающий замедление за счет истечения газов через отверстия и каналы малого сечения.

Авторегулируемый  замедлитель – замедлитель, автоматически изменяющий замедление в зависимости от условий встречи с преградой и ее характеристик.

    4.   Установочное устройство (УУ) – устройство, предназначенное для установки перед выстрелом требуемого значения изменяемой характеристики взрывателя: вида и времени действия, длительности работы дистанционных устройств и т. д.

    5.   Механизмы изоляции капсюлей (МИК) – исключают возможность срабатывания ВУ при случайном воспламенении КВ или КД в служебном обращении (за счет тряски, ударов), а также при выстреле (за счет больших перегрузок при разгоне или торможении БП в случае движения по засоренному стволу). Различают два подобных устройства:

   -  изолирующий КВ от КД (ПВУ – предохранительно-воспламенительное устройство);

   -  изолирующий КД от Д (ПДУ – предохранительно-детонирующее устройство).

В зависимости  от наличия того или другого из этих устройств ВУ подразделяется на три вида: непредохранительного, полупредохранительного и предохранительного типов.

    Взрыватель  предохранительного типа – взрыватель, в котором КД изолирован от Д таким образом, что их срабатывание до момента взведения не вызывает инициирования Д.

    Взрыватель  полупредохранительного типа – взрыватель, в котором КВ или ЭВ изолированы от КД , таким образом, что их срабатывание до момента взведения не вызывает инициирования КД.

    Взрыватель  непредохранительного типа – взрыватель, в котором КВ или ЭВ не изолированы от КД , а КД или ЭД не изолированы от Д.

    6. Блокирующий механизм (БМ) – механизм, предназначенный для запирания подвижных деталей в безопасном положении в случае неправильной работы элементов взрывателя или нарушения условий эксплуатации.

Одной из разновидностей БМ является противонутационное устройство (РГМ_6), предназначенное для исключения взведения взрывателя во время действия сил нутации.

    7. Механизм дальнего взведения (МДВ) – устройство, предназначенное для взведения взрывателя в заданных пределах дистанции или времени.

    Различают верхний и нижний пределы дальности  взведения. Верхний предел дальности взведения – минимальное расстояние от орудия или пусковой установки, самолета, на котором гарантируется взведение взрывателя. Нижний предел дальности взведения – максимальное расстояние от орудия, пусковой установки или самолета, на которых гарантируется невзведение взрывателя.

    По  принципу действия все МДВ разделяются  на механические (ММДВ), пиротехнические (ПМДВ), часовые (ЧМДВ) и аэродинамические (АМДВ).

    8. Предохранительный механизм (ПМ) – механизм, предназначенный для удержания в исходном положении деталей, при перемещении которых происходит взведение взрывателя.

    Обычно  взведение ВУ происходит после снятия нескольких ступеней предохранения. Под  последними понимается одно или несколько  устройств, предназначенных для  обеспечения безопасности взрывателя до момента окончания взведения  и взводящихся при действии одного физического фактора или команды, возникающих при нормальном движении БП. Применение нескольких ступеней предохранения  полностью гарантирует безопасность ВУ, но увеличение их числа снижает  надежность ВУ. Поэтому в реальных конструкциях ВУ ограничиваются 2-3 степенями  предохранения.

    По  принципу действия различают инерционные (ИМП), центробежные (ЦПМ), пиротехнические (ПНМ), аэродинамические (АПМ), газодинамические (ГПМ) и термические (ТПМ) предохранительные  механизмы.

    Разновидностями ПМ является контрпредохранитель, под  которым подразумевается деталь или устройство, предназначенное  для обеспечения несрабатывания контактного датчика цели после  взведения, а также фиксирующее  устройство, предназначенное для  удержания деталей ВУ после их перемещения при взведении ВУ.

    9. Накольный (накольно-воспламенительный) механизм (НМ) – механизм, предназначенный для создания воспламенительного импульса путем накола КВ жалом. Он приводит в действие пиротехнические ПМ, МДВ и самоликвидаторы, являясь по существу их пусковым устройством. По своей конструкции НМ подобен УМ. Однако требования, предъявляемые к ним, различны.

    Кроме того, срабатывание НМ вызывает воспламенение  вспомогательного, а не боевого (как  в УМ) КВ. Наконец, они отличаются по времени действия, так как НМ срабатывает в начале движения ВП (в канале ствола), а УМ – в конце (при встрече с преградой).

    10. Механизм самоликвидации (МС) – устройство, предназначенное для обеспечения срабатывания взрывателя в случае несрабатывания датчика цели. МС обычно связан с одним из элементов детонирующего устройства (ДУ) – с Д, ПЗ или КД.

    В качестве примера, я приведу структурную схему взрывателя полупредохранительного типа ДБР_2, предназначенного для комплектования бронебойных БП. В конструкцию взрывателя входят следующие механизмы и узлы

-      ударный механизм инерционного действия

-      бокобойный механизм

-      инерционный предохранительный механизм

-      центробежный предохранительный механизм

-      блокирующий механизм, устраняющий возможность взведения ЦПМ в случае торможения БП при его движении по засоренному стволу

-      механизм изоляции капсюлей (ПВУ – типа «абтюрирующая гильза»)

-      авторегулируемый замедлитель

-      трассер

-      детонирующее устройство

Известно, что  конструкция ВУ тесно связана  с особенностью баллистики БП, в  состав которой оно входит, а также  со специфическими особенностями целей, для поражения которых оно  предназначено. Так, применительно  к взрывателю ДБР-2 эти особенности  можно сформулировать следующим  образом:

-      большая скорострельность систем – нет установочных устройств;

-      средние калибры БП и, следовательно, относительно небольшое количество ВВ в боевом элементе (БЭ) – взрыватели полупредохранительного типа;

-      большие силы сопротивления преграды (брони) при встрече с ней – простейшие предохранительные механизмы, донный тип взрывателя;

-      необходимость стрельбы прямой наводкой (малые дальности) – нет МДВ;

-      монолитные преграды с переменной толщиной – применен авторегулируемый замедлитель;

-      неблагоприятные углы встречи с преградой – постановка бокобойных механизмов;

-      для контроля направленности стрельбы в ночных условиях применяется трассер.

    Служебное обращение. На этом этапе на взрыватель могут действовать как вибрационные, так и ударные перегрузки, возникающие в процессе транспортирования изделий, а также в результате случайных падений БП при переноске и погрузочно-разгрузочных работах.

    Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные рядом авторов, показали, что максимальные значения перегрузок, действующих на ВУ на этом этапе, достигают (при падении на данные преграды) сотен и тысяч единиц длительностью  порядка десятых и сотых долей  Мс.

    Выстрел (пуск). Во время движения снаряда по каналу ствола артиллерийской системы или на активном участке на узлы и механизмы взрывателей действуют четыре силы инерции:

-      осевая сила инерции S, вызываемая ускорением снаряда в поступательном движении;

-      центробежная сила С, обуславливаемая вращением БП вокруг своей оси;

-      касательная или тангенсиальная сила инерции, возникающая в связи с изменением угловой скорости БП, Т;

-      кориолисова сила инерции, действующая на узел взрывателя в том случае, если он перемещается относительно корпуса взрывателя, К.

    Для современных артиллерийских систем величина К составляет от нескольких сотен единиц (минометы) до нескольких десятков тысяч единиц (малокалиберные зенитные и авиационные пушки). Следовательно, при выстреле из артиллерийских систем инерционные перегрузки во много раз превосходят те, которые возникают в служебном обращении. Данное обстоятельство и позволяет для ВУ к этим БП разрабатывать простейшие ИПМ (с непрерывным движением взводящейся детали), обеспечивающие безопасность взрывателя в служебном обращении и надежное их взведение при выстреле.

    Траектория. При вылете БП за дульный срез (в период последействия газов) давление пороховых газов на дно снаряда быстро падает, и вместе с ним падает до 0 и сила инерции от поступательного ускорения. Центробежная сила некоторое время еще сохраняет за дульным срезом свое максимальное значение, а затем начинает относительно медленно уменьшаться в связи с торможением БП в воздухе.

    Встреча с преградой.

    Перегрузки, действующие на взрыватель в этот период, определяются характером преграды (ее физико-механическими свойствами), скоростью и углом встречи  ВП с преградой. В среднем и  по уровню и по времени действия они сопоставимы с перегрузками, которые испытывает взрыватель при  выстреле.

    При прохождении БП мягких преград (грунтов) происходит резкое падение угловой  его скорости, что приводит к появлению  касательной силы инерции. Вредное  влияние этой силы, например, проявляется  в развинчивании резьбовых соединений, в связи с чем во взрывателях  часто применяется кернение или  левая резьба.

    В качестве примера  ниже приведена подобная оценка для одного из взрывателей –  ВД-20.

    Взрыватель  ВД-20 головной с установками на мгновенное и два замедленных действия (малое  и большое), непредохранительного типа с дальним взведением, предназначен для 200-мм реактивных снарядов МД-20Ф.

    К преимуществам взрывателя можно  отнести:

-      повышенную безопасность, т.к. в нем применен комбинированный ПМ, основанный на использовании силы инерции от линейного ускорения и силы сопротивления воздуха,

-      возможность 3 установок,

-      наличие дальнего взведения (~ 1100 м),

-      повышенную бехотказность действия при встрече с преградой под малыми углами (благодяря бокобойному механизму).

К недостаткам:

-      отсутствие изоляции капсюлей;

-      невозможность переустановки взрыватлея во ввернутом в БП положении;

-      при попадании влаги и замерзании ее в резьбе ветрянки может произойти заклинивание последней и, как следствие этого, отказ в действии взрывателя. 

Устройства неконтактных взрывателей (НВ), радио и оптического принципов действия.

    Прежде  всего следует выделить в их структурной  схеме три основные составные  части:

1.              Радиоблок (РБ) – для радиовзрывателей (РВ) или оптический блок (ОБ) – для оптических взрывателей (ОВ).

2.              Источник питания (ИП),

3.              ПИМ.

В свою очередь  РБ обычно состоит из следующих основных узлов:

-      приемо-передающего устройства,

-      трактов первичной и вторичной области сигналов,

-      исполнительного каскада (ИК),

СБ в своем  составе имеет:

-      оптическую систему (зеркальную или линзовую), выполняющую функцию приемо-передатчика,

-      преобразующую электрческую схему с фотосопротивлением,

-      УНЧи ИК.

Питание электрических  цепей НВ может производится от бортовой сети ракеты ,от автономных или комбинированных ИП,

    По  принципу действия автономные источники  питания подразделяются на:

-      электрохимические с жидким электролитом (ампульного типа) – АР-31,

-      электрохимические с твредым электролитом – НОВ-13,

-      электромеханические (как правило, с использованием турбогенератора) – АР-27,

-      батареечного типа – 3327. 
 
 

Взрывательные устройства (ВУ) к инженерным боеприпасам (БП), с одной стороны, имеют много  общего с ВУ к артиллерийским, авиационным, ракетным БП, с другой — существенно  отличаются от них.

Одинаковыми для  обеих разновидностей ВУ являются структурная  схема, огневые цепи (ОЦ) и их разновидности, а также общие тактико -технические  и эксплуатационные требования, предъявляемые  к ним . Они отличаются динамическими  воздействиями (отсюда различия в системах предохранения); особенностями эксплуатации (необходимость многократного перевода из походного положения в боевое и обратно, а в ряде случаев  —необходимость их обезвреживания, связанная  с разминированием инженерных БП); особенностями их классификации .