КОНТАКТНОЕ ВЗРЫВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ

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.