Контактное взрывательное устройство для управляемых ракет

 

Изобретение относится к области военной техники и конкретно к контактным взрывательным устройствам для высокоманевренных управляемых ракет. Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в контактном взрывательном устройстве, содержащем цепь инициирования и предохранительно-исполнительный механизм с чувствительным к силам продольного и поперечного ускорения и кинематически связанным с часовым механизмом с штифтовым ходом инерционным элементом, капсюлем-детонатором и стопором-блокиратором, инерционный элемент выполнен в виде дискового ротора, закрепленного эксцентрично в рамке, которая имеет возможность вращения вокруг продольной оси устройства, причем дисковый ротор установлен с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной к продольной оси устройства, а его центр масс смещен относительно оси его вращения в направлении действия сил продольного ускорения. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности взведения при любом маневрировании ракеты, а также повышении безопасности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области военной техники и конкретно к контактным взрывательным устройствам для высокоманевренных управляемых ракет.

Для указанных ракет предъявляются особо высокие требования по безопасности и надежности действия. Жесткие требования по условиям эксплуатации, особенно по механическим, температурным и электромагнитным воздействиям, привели к необходимости использовать контактные взрывательные устройства (КВУ), построенные на механическом принципе. В таких КВУ для взведения используется сила продольного ускорения при старте ракеты. Для различения перегрузок при старте от перегрузок при случайном падении ракеты, случайных ударах при эксплуатации и прочих случайных воздействиях используется различие по длительности воздействия силы. При старте ракеты длительность воздействия гораздо больше, чем при ударах. Для различия в длительности обычно используется простейший часовой механизм, замедляющий движение.

Известны взрыватели с механизмами взведения, использующие силы продольного инерционного ускорения в сочетании с часовыми механизмами замедления, которые можно принять за аналоги.

В патенте США 3368487 (класс 102-70.2) описан механизм взведения, в котором используется массивное тело, реагирующее на силы инерционного ускорения. Тело закреплено на зубчатой рейке и при своем оседании приводит во вращение маховик, соединенный с зубчатой рейкой системой зубчатых передач.

В патенте США 3367267 (класс 102-78) описан взрыватель к снарядам, не стабилизируемым вращением. В взрывателе также имеется зубчатая рейка, приводимая в действие продольными силами инерционного ускорения.

В рассматриваемых патентах для взведения взрывателя используется массивное тело, приводимое в движение продольной силой инерционного ускорения, создаваемой ракетным двигателем. Благодаря высокой надежности такие механизмы нашли широкое применение в КВУ большинства существующих ракет. Однако современная высокоточная управляемая ракета в воздушном бою, как правило, усиленно маневрирует, следуя за целью. При этом на ракету и КВУ действуют довольно значительные поперечные (боковые) силы инерционного ускорения. Величина этих сил может превышать продольные силы ускорения в 8-10 раз и более. Поперечные силы, воздействуя на перемещающиеся инерционные тела, затрудняют действие механизмов КВУ, основанных на использовании продольных сил. Это приводит к снижению надежности действия и даже отказам КВУ при работе управляемых высокоманевренных ракет.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является контактный взрыватель (патент США 3388667, класс 102-70.2), который можно принять за прототип. Контактный взрыватель для управляемых снарядов, в которых под действием управляющих устройств развиваются продольные и поперечные силы ускорения, содержит цепь инициирования и предохранительное устройство, служащее для взведения взрывателя. Предохранительное устройство имеет инерционный элемент - ныряло, чувствительный к силам ускорения, действующим вдоль продольной оси управляемого снаряда, и пару эксцентриковых роторов, сцепленных шестеренками, причем роторы могут вращаться в противоположных направлениях вокруг своих осей под действием сил ускорения, направленных вдоль продольной оси управляемого снаряда, и стремятся поворачиваться вокруг этих же осей в одном общем направлении под действием сил ускорения, направленных в поперечном направлении. Инерционный элемент - ныряло - через систему шестерен связан с часовым механизмом штифтового типа и приводится в движение продольной силой инерции, один из эксцентриковых роторов связан с электродетонатором. Кроме того, устройство содержит трансформатор, накопительный конденсатор и шариковый переключатель. Под действием продольной силы инерции инерционный элемент перемещается, приводя в движение сцепленный с ним часовой механизм, и таким образом осуществляется селекция входных импульсов ускорения по длительности. При воздействии поперечной силы инерции, действующей в плоскости вращения роторов, второй ротор переводит первый в положение взведения.

Причиной, препятствующей получению требуемого технического результата при использовании известного устройства (прототипа) применительно к высокоманевренным высокоточным ракетам, является ограниченная возможность условий работы при поперечных силах ускорения. Для обеспечения надежности работы известного устройства при поперечных силах инерции необходимо, чтобы направления этих сил точно совпадали с плоскостью вращения роторов, в то время как при маневрировании ракеты в воздушном бою направления действия поперечных сил могут быть самыми различными и статически неопределимыми. Кроме того, в известном устройстве подключение электродетонатора в боевую цепь взрывателя осуществляется шариковым переключателем инерционного действия, кинематически не связанным с ротором. То есть взведение взрывателя по электрической цепи происходит независимо от взведения ротора, причем шариковый переключатель может замкнуться (так как он не имеет инерционного селектора длительности воздействия инерционных сил) и при воздействии кратковременных сил, например, при случайном падении ракеты, что недопустимо.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задачей настоящего изобретения является создание контактного взрывательного устройства, обладающего высокой надежностью при любом маневрировании ракеты, что значительно расширяет ее тактико-технические возможности, а также повышенной безопасностью в служебном обращении.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, выражается в повышении надежности взведения путем преобразования поперечных перегрузок в продольные, способствующие взведению контактного взрывательного устройства, а также повышение безопасности за счет осуществления подключения цепи инициирования электрической цепи только после срабатывания инерционного элемента.

Указанный технический результат достигается тем, что в контактном взрывательном устройстве, содержащем цепь инициирования и предохранительно-исполнительный механизм с чувствительным к силам продольного и поперечного ускорения и кинематически связанным с часовым механизмом с штифтовым ходом инерционным элементом, капсюлем-детонатором и стопором-блокиратором, инерционный элемент выполнен в виде дискового ротора, закрепленного эксцентрично в рамке, которая имеет возможность вращения вокруг продольной оси устройства. причем дисковый ротор установлен с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной к продольной оси устройства, и взаимодействия со стопором-блокиратором, а его центр масс смещен относительно оси его вращения в направлении действия сил продольного ускорения, при этом в инерционный дисковый ротор в области центра его масс введен дополнительный груз из материала, имеющего более высокую плотность, чем материал ротора, например, вольфрам, молибден; цепь инициирования содержит два параллельно включенных электровоспламенителя, в качестве замыкателей инициирующей цепи использованы микропереключатели, капсюль-детонатор размещен в движке, имеющем контактирующие с головками контактов микропереключателей боковые поверхности, угол наклона которых достаточен для срабатывания микропереключателей в конце рабочего хода движка.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид конструкции предлагаемого контактного взрывательного устройства.

На фиг.2 показан вид по А-А.

На фиг. 3 показано расположение дискового ротора и часового механизма внутри корпуса устройства (вид сбоку).

Контактное взрывательное устройство (КВУ) состоит из корпуса 1, в котором размещена рамка 2 с расположенным внутри нее дисковым ротором 3 со смещенным центром масс относительно продольной оси КВУ (оси OZ) и имеющим возможность вращения вокруг поперечной оси КВУ (оси ОХ). В районе центра масс ротора 3 установлен дополнительный груз 4 из сплава, имеющего плотность, большую, чем плотность материала ротора, например молибдена, вольфрама. Дополнительный груз из материала, имеющего большую плотность, установлен для увеличения крутящего момента в заданном ограниченном объеме пространства внутри контактного взрывательного устройства, то есть увеличения крутящего момента без увеличения габаритных размеров инерционного дискового ротора. В зубчатом зацеплении с ротором 3 находится часовой механизм 5. В исходном положении ротор 3, имеющий паз 6 удерживается штоком 7, подпружиненным пружиной 8. Шток 7 упирается в электромагнит 9. Рамка 2 установлена на подшипниках 10 и имеет возможность вращения вокруг продольной оси КВУ (ось OZ). Ротор 3 установлен на подшипниковой опоре 11 внутри рамки 2 перпендикулярно ее продольной оси (оси OZ) и эксцентрично относительно этой оси. В нижнюю часть ротора 3, в его боковую цилиндрическую поверхность упирается стопор-блокиратор 12 с пружиной 13. Боковая поверхность ротора 3 имеет паз 14. Стопор-блокиратор 12 удерживает движок 15. В движке установлены пружина 16 и капсюль-детонатор 17. С противоположных сторон движка установлены два параллельно подключенных электровоспламенителя 18 и два микропереключателя 19, головки которых упираются в боковые поверхности движка. В нижней части КВУ установлены передаточный заряд 20 и детонатор 21.

Устройство работает следующим образом.

Непосредственно перед пуском ракеты на электромагнит 9 подается электрический сигнал. Электромагнит 9 освобождает шток 7, который поднимается вверх и выходит из паза 6 в роторе 3. В момент пуска ракеты на дисковый ротор 3 начинает действовать продольная сила ускорения, которая приводит его в действие. Ротор 3 начинает поворачиваться вокруг своей оси (ось ОХ). Часовой механизм 5, сцепленный с ротором 3, замедляет вращение ротора, селектируя таким образом длительные продольные силы ускорения, возникающие при старте ракеты, от случайных кратковременных импульсов, обусловленных ударами, сотрясениями и прочими воздействиями. При отсутствии маневров ракеты отсутствуют и поперечные силы инерции, ротор 3 поворачивается до момента совмещения осей паза 14 и стопора-блокиратора 12, который под действием пружины 13 поднимается в паз 14 и освобождает движок 15. Движок 15 под действием пружины 16 перемещается, контактируя с головками контактов микропереключателей 19 боковыми поверхностями, угол наклона которых достаточен для срабатывания микропереключателей в конце рабочего хода движка. Таким образом, в конце рабочего хода движка 15 срабатывают оба микропереключателя 19 и подключают электровоспламенители 18, являющиеся конечными элементами боевой электрической цепи. Все элементы огневой цепи устанавливаются по одной линии: капсюль-детонатор, передаточный заряд 20 и детонатор 21. Взрыватель взведен и по электрической, и по огневой цепи. При поступлении сигнала от контактного или неконтактного датчиков цели происходят срабатывание электровоспламенителей 18, капсюля-детонатора 17, передаточного заряда 20, детонатора 21 и подрыв боевой части. Если при движении ракета начнет маневрировать, а это неизбежно при ее функционировании, то на КВУ начинает действовать боковая сила ускорения, которая разворачивает дисковый ротор 3, вместе с рамкой 2, на которой он установлен, вокруг продольной оси OZ в сторону действия этой силы и затем продолжает действовать на центр тяжести дискового ротора 3, помогая осевой, продольной силе ускорения повернуть ротор 3 в боевое положение, то есть до момента освобождения движка 15 стопором-блокиратором 12, попадающим в паз 14 при совмещении с осью паза, и установления капсюля-детонатора 17, расположенного на движке 15, напротив передаточного заряда 20.

Таким образом, в предлагаемом устройстве поперечные силы ускорения, перегрузки, мешающие взведению КВУ, преобразуются в продольные, способствующие взведению КВУ, особенно при маневрировании ракеты в современном воздушном бою.

Формула изобретения

1. Контактное взрывательное устройство для управляемых ракет, содержащее цепь инициирования с замыкателями и предохранительно-исполнительный механизм, включающий инерционный элемент, чувствительный к силам продольного и поперечного ускорения, кинематически связанный с часовым механизмом со штифтовым ходом, капсюль-детонатор и стопор-блокиратор, отличающееся тем, что инерционный элемент выполнен в виде дискового ротора, закрепленного эксцентрично относительно продольной оси устройства в рамке, смонтированной с возможностью вращения вокруг этой оси, причем дисковый ротор установлен с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной к продольной оси устройства, и взаимодействия со стопором-блокиратором, а его центр масс смещен относительно его оси вращения в направлении действия сил продольного ускорения.

2. Контактное взрывательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в инерционный дисковый ротор в области центра его масс введен дополнительный груз из материала, имеющего более высокую плотность, чем материал ротора, например, вольфрам, молибден.

3. Контактное взрывательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что цепь инициирования содержит два параллельно включенных электровоспламенителя.

4. Контактное взрывательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве замыкателей инициирующей цепи использованы микропереключатели.

5. Контактное взрывательное устройство по п. 4, отличающееся тем, что капсюль-детонатор размещен в движке, имеющем контактирующие с головками контактов микропереключателей боковые поверхности, угол наклона которых достаточен для срабатывания микропереключателей в конце рабочего хода движка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам воздействия на облака и может быть исполь зовано в качестве дистанционного устройства к противоградовым ракетам

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

Изобретение относится к области боеприпасов и может быть использовано для осуществления запуска источника питания или снятия ступени предохранения взрывателя реактивных снарядов

Изобретение относится к взрывателям для артиллерийских боеприпасов различного назначения

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано во взрывателях ствольной и реактивной артиллерии при стрельбе на контактное действие

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано во взрывателях ствольной и реактивной артиллерии преимущественно для кассетных снарядов

Изобретение относится к авиационным взрывателям

Изобретение относится к взрывной технике, в частности к конструкции инициирующих устройств и взрывателей для зарядов взрывчатого вещества (ВВ), входящих в состав боеприпасов, и может применяться при разработке предохранительно-взводящих механизмов

Изобретение относится к области вооружения, а именно к авиационным взрывателям. Включает корпус, блок взведения с электровоспламенителем и замедлителем. Последние объединены общей герметичной полостью. Включает также электрический фильтр, составной реакционный ударник, выполненный в виде штока, ударника и поджимной гайки. Кроме того, содержит инерционный ударник с подпружиненным капсюлем-детонатором и передаточным детонатором, подпружиненный накольник, втулку с пиротехническим составом, бокобойную втулку, детонатор и электрический жгут с контактным узлом. Взрыватель снабжен индикатором взведения и механическим предохранителем. При этом индикатор взведения выполнен в виде смонтированной в корпусе втулки с герметично размещенной в ней мембраной и установленным с возможностью перемещения вдоль оси втулки ступенчатым штоком. Один конец штока выполнен для контакта с мембраной, причем его диаметр составляет 0,5÷0,9 диаметра мембраны. Второй конец штока размещен в отверстии, выполненном в корпусе. Механический предохранитель выполнен в виде смонтированной в корпусе направляющей втулки, установленного во втулке с возможностью продольного перемещения над инерционным ударником предохранителя с вилкообразной частью и размещенной на ней герметизирующей прокладкой. Ширина выреза вилки вилкообразной части превышает диаметр пружины накольника. Кроме того, содержит шарнирно соединенную с вилкообразной частью цилиндрическую часть с кольцевой проточкой, а также колпачок. В донышке колпачка выполнено фигурное отверстие в форме восьмерки для размещения донышка колпачка в кольцевой проточке цилиндрической части предохранителя. Повышает безопасность эксплуатации взрывателя путем предотвращения произвольного срабатывания взрывателя. 4 ил.

Изобретение относится к взрывной технике и может быть использовано во взрывателях снарядов. Предохранительно-исполнительное устройство содержит корпус с токовыводами, внутри которого размещен заряд взрывчатого вещества, электродетонатор с электровыводами, ключ, выполненный в виде микроэлектромеханической системы (далее - МЭМС-ключ), разомкнутый в исходном положении, срабатывающий под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, электронно-временной блок, обеспечивающий отсчет времени действия перегрузки, превышающей пороговый уровень, и формирующий на выходе электрический импульс в случае превышения длительности действия перегрузки определенного временного значения. Один из контактов МЭМС-ключа соединен с токовыводом предохранительно-исполнительного устройства, а другой контакт соединен с входом электронно-временного блока, выход которого соединен с электровыводом электродетонатора. В варианте исполнения предохранительно-исполнительное устройство содержит дополнительно МЭМС-ключ, разомкнутый в исходном положении, срабатывающий под действием перегрузки, размещенный в электрической цепи, соединяющей выход электронно-временного блока с электровыводом электродетонатора, при этом дополнительный МЭМС-ключ расположен таким образом, что замыкание контактов осуществляется под действием центробежной силы при вращении предохранительно-исполнительного устройства вокруг продольной оси. Изобретение позволяет создать устройство, характеризующееся меньшими габаритно-весовыми характеристиками, повышенными показателями надежности при боевом применении и повышенной безопасностью в служебном обращении. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области вооружений, в частности к пусковым устройствам взрывателей снарядов реактивных систем залпового огня. Инерционный замыкатель содержит чувствительный элемент - МЭМС-ключ, выполненный в виде микроэлектромеханической системы, разомкнутый в исходном положении и срабатывающий под действием перегрузки, превышающей пороговый уровень, электронно-временной блок, обеспечивающий отсчет времени действия осевой перегрузки, превышающей пороговый уровень, и формирующий на выходе инерционного замыкателя пусковой сигнал в случае, если длительность действия осевой перегрузки, превышающей пороговый уровень, превысить определенное значение. При этом МЭМС-ключ одним из контактов соединен с электровводом инерционного замыкателя, а другим контактом соединен с входом электронно-временного блока, выход которого соединен с электровыводом инерционного замыкателя. Изобретение позволит уменьшить габаритно-весовые характеристики инерционного замыкателя, повысить уровень надежности при боевом применении и обеспечить высокий уровень безопасности в служебном обращении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области военной техники и конкретно к контактным взрывательным устройствам для высокоманевренных управляемых ракет

Наверх