RU2329461C1 - Energy-containing current source - Google Patents

Abstract

FIELD: weapons.

SUBSTANCE: invention relates to an energy-containing current source of a point detonating fuze for small-calibre ammunition rounds, in preference, for automatic and hand-held grenade launchers. An energy source comprises a glass bulb being filled with electrolyte, placed inside plate electrodes, capable of longitudinal displacement in respect to a firing pin and supported on a flexible element. The bulb is loaded with a solid grommet, the flexible element is constructed as plate springs cantilever fitted at the periphery of a disc base in the tangential direction and protruding above the later contrary to the direction of the round rotation, and the firing pin has the shape of a wedge or a pyramid.

EFFECT: increasing the sensibility of remote arming and safety of grenade shooting for the personnel.

7 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к энергосодержащему источнику тока головного взрывателя малокалиберных артиллерийских выстрелов, преимущественно гранат для автоматических и ручных гранатометов.The invention relates to ammunition, and more particularly to an energy-containing current source of the head fuse of small-caliber artillery rounds, mainly grenades for automatic and manual grenade launchers.

Уровень данной области техники характеризует бортовой энергосодержащий источник тока, выполненный в виде ампульной батареи, наполненная электролитом стеклянная ампула которой установлена внутри пластинчатых электродов с возможностью продольного перемещения относительно стационарного бойка (см. патент RU 2211437, F42C 9/14, 2003 г.).The level of this technical field is characterized by an onboard energy-containing current source, made in the form of an ampoule battery, the glass ampoule filled with an electrolyte of which is mounted inside plate electrodes with the possibility of longitudinal movement relative to a stationary striker (see patent RU 2211437, F42C 9/14, 2003).

Ампула расположена над бойком и опирается на упругий элемент (цилиндрическую пружину), который прижимает ее к кожуху.The ampoule is located above the striker and rests on an elastic element (cylindrical spring), which presses it to the casing.

Ампула электролитической батареи электрически связана с электронным блоком управления работой электровоспламенителя, инициирующего функционирование структурных узлов и механизмов взрывателя.The ampoule of the electrolytic battery is electrically connected to the electronic control unit of the electric igniter, which initiates the functioning of the structural units and mechanisms of the fuse.

Описанный источник питания дополнительно выполняет функции инерционного механизма взведения, который обеспечивает быстродействие и последовательное срабатывание взаимосвязанных устройств.The described power source additionally performs the functions of an inertial cocking mechanism, which provides speed and sequential operation of interconnected devices.

При выстреле под действием сил инерции стеклянная ампула перемещается книзу относительно корпуса взрывателя, сжимая опорную пружину, и раскалывается бойком.When fired under the action of inertia, the glass ampoule moves downward relative to the fuse body, compressing the support spring, and breaks briskly.

Электролит разливается между пластинчатыми электродами, в результате электрохимического взаимодействия которых вырабатывается электрический ток.The electrolyte spills between the plate electrodes, as a result of the electrochemical interaction of which an electric current is generated.

Ампульная батарея выходит на режим на заданной дистанции полета, после чего происходит зарядка рабочего конденсатора до напряжения срабатывания порогового устройства электронного блока управления, который подключает электровоспламенитель к источнику тока для программного функционирования.The ampoule battery enters the mode at a given flight distance, after which the working capacitor is charged to the voltage of the threshold device of the electronic control unit, which connects the electric igniter to the current source for programmed operation.

Известный источник тока по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.A known current source by the number of matching features and technical nature is selected as the closest analogue to the proposed one.

Недостатком известного источника тока является низкая чувствительность при больших углах встречи боеприпаса с преградой, особенно мягкими грунтами, когда возможны случаи не срабатывания накольного механизма.A disadvantage of the known current source is its low sensitivity at large angles of contact between the ammunition and the obstacle, especially soft soils, when cases of failure of the firing mechanism are possible.

Головной взрыватель, оснащенный известным источником тока, предназначен для использования в артиллерийском малокалиберном выстреле, где перегрузки стрельбы составляют до 80000 g, что обеспечивает надежное инерционное срабатывание функциональных его элементов.A head fuse equipped with a well-known current source is intended for use in a small-caliber artillery shot, where firing overloads are up to 80,000 g, which ensures reliable inertial operation of its functional elements.

Однако при использовании источника тока в головном взрывателе для гранатометных выстрелов, имеющих скорость 180-240 м/с (соответственно перегрузка 17000-24000 g), функционирование накольного инерционного механизма ненадежно из-за того, что гарантированно не обеспечивается разрушение ампулы электролитической батареи, то есть возможны отказы подрыва боеприпаса, что недопустимо.However, when using a current source in the head fuse for grenade launcher shots having a speed of 180-240 m / s (respectively, overload 17000-24000 g), the functioning of the inertial inertial mechanism is unreliable due to the fact that the destruction of the ampoule of the electrolytic battery is not guaranteed, i.e. ammunition failure may occur, which is unacceptable.

Отмеченный недостаток усугубляется тем, что для безопасности в служебном обращении жесткость опорной цилиндрической пружины, которая в служебном обращении удерживает ампулу от взаимодействия с бойком, выбирается относительно большой для демпфирования сил инерции несанкционированных ударов, падений при хранении и транспортировке боеприпасов, а также динамических перегрузок, испытываемых выстрелами в трактах подачи автоматического оружия.The noted drawback is compounded by the fact that for safety in official handling, the stiffness of the supporting coil spring, which keeps the ampoule from interacting with the striker in official handling, is selected to be relatively large for damping the inertia forces of unauthorized blows, drops during storage and transportation of ammunition, as well as dynamic overloads experienced shots in the supply paths of automatic weapons.

Для преодоления сил упругости цилиндрической пружины, которые постоянно направлены против сил инерционного перемещения, при встрече с преградой массы стеклянной ампулы в критических случаях боевого применения может быть не достаточно для ее раскалывания бойком. То есть на рикошетных углах встречи с мягкими грунтами происходит отказ взрывателя, что недопустимо по условиям эксплуатации.To overcome the elastic forces of a cylindrical spring, which are constantly directed against the forces of inertial movement, when faced with an obstacle, the mass of a glass ampoule in critical cases of combat use may not be enough to break it briskly. That is, at the ricochet corners of the meeting with soft soils, the fuse fails, which is unacceptable under operating conditions.

Кроме того, при большой скорости внедрения бойка конической формы в стеклянную ампулу происходит пробитие без раскалывания, в результате чего электролит не вытекает к электродам, потому что сформированное отверстие перекрыто бойком.In addition, at a high speed of penetration of the striker of a conical shape into a glass ampoule, penetration without breaking occurs, as a result of which the electrolyte does not leak to the electrodes, because the formed hole is blocked by the striker.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности энергосодержащего источника тока без снижения безопасности в служебном обращении.The problem to which the present invention is directed, is to increase the functional reliability of an energy-containing current source without compromising safety in service.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном энергосодержащем источнике питания головного взрывателя малокалиберного артиллерийского выстрела, включающем стеклянную ампулу с электролитом, помещенную внутри пластинчатых электродов с возможностью продольного перемещения относительно бойка и опирающуюся на упругий элемент, согласно изобретению ампула нагружена массивной втулкой, упругий элемент выполнен в виде пластинчатых пружин, консольно закрепленных на периферии дискового основания в тангенциальном направлении, выступая над ним, противно вращению выстрела, а боек имеет форму клина или пирамиды.The required technical result is achieved by the fact that in the known energy-containing power source of the head fuse of a small-caliber artillery shot, including a glass ampoule with an electrolyte, placed inside the plate electrodes with the possibility of longitudinal movement relative to the striker and resting on an elastic element, according to the invention, the ampoule is loaded with a massive sleeve, the elastic element is made in the form of leaf springs cantileverly mounted on the periphery of the disk base in a tangential direction enii, speaking over him, contrary to the rotation of the shot and the striker has the shape of a wedge or a pyramid.

Отличительные признаки гарантированно обеспечивают срабатывание накольного механизма при стрельбе из нарезного оружия, который раскалывает и разламывает стеклянную ампулу, надежно предотвращая при этом взаимодействие ампулы с бойком в служебном обращении, то есть повышается чувствительность дальнего взведения и безопасность стрельбы гранатами для личного состава.Distinctive features guarantee that the firing mechanism is triggered when firing a rifle, which splits and breaks the glass ampoule, while reliably preventing the interaction of the ampoule with the striker in official circulation, that is, the sensitivity of long-range cocking and the safety of firing grenades for personnel is increased.

Дополнительная массивная втулка, укрепленная на ампуле, повышает ее инерционность, что обеспечивает тонкую настройку механизма взведения для точного и надежного срабатывания выстрела во всем диапазоне условий встречи с различными преградами, включая гранаты, имеющие по определению низкую начальную скорость.An additional massive sleeve mounted on the ampoule increases its inertia, which provides fine-tuning of the cocking mechanism for accurate and reliable firing of a shot in the entire range of meeting conditions with various obstacles, including grenades, which by definition have a low initial speed.

Выполнение упругого элемента опоры ампулы в виде пластинчатых пружин, консольно закрепленных на периферии дискового основания в тангенциальном направлении, выступая над ним противно вращению выстрела, позволяет при выстреле из нарезного ствола автоматически компенсировать их силы упругости за счет направленных встречно сил линейного ускорения и центробежных сил вращения боеприпаса.The execution of the elastic element of the ampoule support in the form of leaf springs cantileverly mounted on the periphery of the disk base in a tangential direction, acting above it opposite to the rotation of the shot, allows you to automatically compensate for their elastic forces when fired from a rifled barrel due to counter-directed linear acceleration forces and centrifugal ammunition rotation forces .

В результате действия внешних сил пластинчатые пружины складываются в плоскости их дискового основания, освобождая пространство для рабочего перемещения ампулы к бойку.As a result of external forces, leaf springs are folded in the plane of their disk base, freeing up space for the working movement of the ampoule to the striker.

Таким образом, упругий элемент опоры ампулы оказывает дифференцированное сопротивление инерционным перемещениям в служебном обращении и при стрельбе, когда увеличивается чувствительность к осевым перегрузкам для заданного дистанционного взведения взрывателя.Thus, the elastic element of the ampoule support exerts a differentiated resistance to inertial movements in official circulation and during firing, when the sensitivity to axial overloads for a given remote cocking of the fuse increases.

Выполнение бойка в форме клина (частный случай - пирамида) дает кратное увеличение поперечных сил в разломе ампулы, возникающих при ее продольной инерционной нагрузке, а также способствует раскалыванию вращающейся ампулы на рабочем ребре бойка, что обеспечивает свободное истечение электролита к электродам.The implementation of the striker in the form of a wedge (a special case - a pyramid) gives a multiple increase in the transverse forces in the fracture of the ampoule arising from its longitudinal inertial load, and also contributes to the splitting of the rotating ampoule on the working rib of the striker, which ensures free flow of electrolyte to the electrodes.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть техническая задача решена в изобретении не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.Therefore, each essential sign is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the technical problem is solved in the invention not by the sum of the effects, but by a new effect of the sum of the signs.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления надежных источников тока для малогабаритных головных взрывателей можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for an ammunition specialist, showed that it is unknown, and given the possibility of industrial serial production of reliable current sources for small-sized head fuses, it can be concluded that the criteria are met patentability.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний формулы.The invention is illustrated by the drawing, which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of the claims of the formula.

На чертеже изображены:The drawing shows:

на фиг.1 - головной взрыватель гранаты;figure 1 - head fuse grenades;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;figure 2 is a section along aa in figure 1;

на фиг.3 - энергосодержащий источник тока;figure 3 - energy-containing current source;

на фиг.4 - опорный диск ампулы;figure 4 - supporting disk ampoules;

на фиг.5 - то же, вид сверху;figure 5 is the same, a top view;

на фиг.6 - боек в форме клина;figure 6 - the striker in the form of a wedge;

на фиг.7 - боек в форме пирамиды (вариант).Fig.7 - firing pin in the form of a pyramid (option).

Головной взрыватель для артиллерийских гранат (фиг.1, 2) содержит исполнительный детонатор 1, закрытый шиберной заслонкой 2 предохранительного механизма, в которой установлен лучевой капсюль-детонатор 3, зафиксированный в служебном обращении вне огневой цепи (слева по чертежу).The head detonator for artillery grenades (FIGS. 1, 2) contains an executive detonator 1, closed by a slide gate valve 2 of the safety mechanism, in which a beam detonator capsule 3 is installed, fixed in official circulation outside the fire chain (to the left of the drawing).

В корпусе 4 на огневой цепи взрывателя закреплен электровоспламенитель 5, непосредственно связанный с микросхемой 6 управления (электронный блок), приемная антенна 7 которой смонтирована на коническом обтекателе 8 корпуса 4.In the case 4, an electric igniter 5 is mounted on the fuse circuit, directly connected to the control chip 6 (electronic unit), the receiving antenna 7 of which is mounted on the conical fairing 8 of the case 4.

В обтекателе 8 с возможностью продольного перемещения установлена металлическая крышка 9, оснащенная контактным выступом 10. Крышка 9 нагружена пружинами 11 и опирается на спиральную пружину 12, которая размещена в кольцевом пазу 13 корпуса 4. Спиральная пружина 12 выполняет функции центробежного механизма дальнего взведения, который исключает контактное взаимодействие электровоспламенителя 5 с источником питания 14 до выстрела из нарезного ствола оружия.In the fairing 8 with the possibility of longitudinal movement, a metal cover 9 is installed, equipped with a contact protrusion 10. The cover 9 is loaded with springs 11 and rests on a spiral spring 12, which is placed in the annular groove 13 of the housing 4. The spiral spring 12 acts as a centrifugal long-cocking mechanism, which eliminates contact interaction of electric igniter 5 with a power source 14 before firing from a rifled barrel of a weapon.

Внутри обтекателя 8 в корпусе 4 установлен предложенный энергосодержащий источник 14 питания в виде электролитической батареи (фиг.3) в следующем составе: стеклянная ампула 15 с электролитом 16, расположенная внутри пластинчатых электродов 17 над стационарным бойком 18, выполненным в форме клина (фиг.6) или пирамиды (фиг.7).Inside the fairing 8 in the housing 4, the proposed energy-containing power supply 14 in the form of an electrolytic battery (Fig. 3) is installed in the following composition: a glass ampoule 15 with electrolyte 16 located inside the plate electrodes 17 above a stationary striker 18 made in the form of a wedge (Fig. 6 ) or a pyramid (Fig. 7).

Электрически изолированные биполярные электроды 17 оснащены токовыводами 19, 20 соответственно положительным и отрицательным.Electrically insulated bipolar electrodes 17 are equipped with current outputs 19, 20, respectively, positive and negative.

Ампула 15 опирается на пластинчатые пружины 21, расположенные тангенциально (фиг.5) и консольно закрепленные под углом в направлении ампулы 15 (фиг.1, 3, 4). Пластинчатые пружины 21 закреплены в дисковой опоре 22 со стороны, противной вращению боеприпаса.The ampoule 15 is supported by leaf springs 21 located tangentially (FIG. 5) and cantilevered at an angle in the direction of the ampoule 15 (FIGS. 1, 3, 4). Leaf springs 21 are fixed in the disk support 22 from the side opposite to the rotation of the munition.

Сверху ампула 15 через демпфирующий кожух 23 (фиг.1) нагружена массивной втулкой 24, в центральном окне которой помещен контактный выступ 10 крышки 9 и металлический колпачок 25 кожуха 23.On top of the ampoule 15 through the damping casing 23 (Fig. 1) is loaded with a massive sleeve 24, in the central window of which is placed the contact protrusion 10 of the cover 9 and the metal cap 25 of the casing 23.

Электронный блок 6 электрически связан с источником 14 питания и электровоспламенителем 5.The electronic unit 6 is electrically connected to a power source 14 and an electric igniter 5.

Шиберная заслонка 2 (фиг.2) имеет пружинный привод 26 поперечного ее перемещения. В исходном положении заслонка 2 находится в крайнем левом по чертежу положении, когда лучевой капсюль-детонатор 3 расположен за огневой цепью, где удерживается стержневыми стопорами 27, закрепленными на центробежных каретках 28, нагруженных пружинами 29. При этом пружинный контакт 30 электровоспламенителя 5 закорочен на шиберную заслонку 2.The gate valve 2 (figure 2) has a spring drive 26 transverse to its movement. In the initial position, the shutter 2 is in the leftmost position according to the drawing, when the radial detonator capsule 3 is located behind the fire chain, where it is held by the rod stoppers 27, mounted on centrifugal carriages 28, loaded with springs 29. In this case, the spring contact 30 of the electric igniter 5 is shorted to the gate damper 2.

Работает взрыватель следующим образом.The fuse works as follows.

При выстреле из артиллерийского оружия под действием сил инерции стеклянная ампула 15 динамично под действием импульса массы втулки 24 и кожуха 23 перемещается книзу относительно электродов 17, сжимая пластинчатые пружины 21, и раскалывается о боек 18. При этом крышка 9 неподвижно удерживается спиральной пружиной 12.When fired from artillery weapons under the action of inertia, the glass ampoule 15 dynamically moves under the action of the mass pulse of the sleeve 24 and the casing 23 downward relative to the electrodes 17, compressing the leaf springs 21, and breaks against the firing pin 18. At the same time, the cover 9 is fixedly held by a spiral spring 12.

Электролит 16 разливается между пластинчатыми электродами 17, на которых за счет электрохимических реакций появляется напряжение и вырабатывается электрический ток, запитывающий микросхему 6.The electrolyte 16 is poured between the plate electrodes 17, on which the voltage appears due to electrochemical reactions and an electric current is generated that feeds the microcircuit 6.

При вылете гранаты из ствола оружия от внешнего источника посредством приемной антенны 7 в электронный блок 6 передается информация о времени задержки, дальнего взведения (соответствующего дистанции 50 м). Время самоликвидации (в частности 32 с) задано в программе микросхемы 6.When the grenade leaves the barrel of the weapon from an external source by means of a receiving antenna 7, information on the delay time, long-range cockpit (corresponding to a distance of 50 m) is transmitted to the electronic unit 6. The self-destruction time (in particular 32 s) is set in the program of the microcircuit 6.

Под действием центробежных сил вращающейся гранаты раскручивается спиральная пружина 12, освобождая кольцевой паз 13 в корпусе 4, и сжимаются пружины 29 (фиг.2) кареток 28, которые перемещаются на периферию, в результате чего стержневые стопоры 27 освобождают шиберную заслонку 2. Под действием сил упругости пружины 26 заслонка 2 перемещается в противное крайнее положение, устанавливая лучевой капсюль-детонатор 3 на огневую цепь взаимодействия с электровоспламенителем 5 и исполнительным детонатором 1. Взрыватель готов к функционированию.Under the action of the centrifugal forces of the rotating grenade, a spiral spring 12 is released, freeing the annular groove 13 in the housing 4, and the springs 29 (Fig. 2) of the carriages 28 are compressed, which move to the periphery, as a result of which the rod stops 27 release the slide gate 2. Under the action of the forces elasticity of the spring 26, the shutter 2 is moved to the opposite extreme position, installing the beam detonator capsule 3 on the fire chain of interaction with the electric igniter 5 and the executive detonator 1. The fuse is ready for operation.

При встрече боеприпаса на траектории полета с целью происходит кинетический удар, в результате чего крышка 9, сжимая пружины 11, перемещается книзу, выступом 10 взаимодействуя с колпачком 25 (фиг.1). Электрический импульс от этого замыкания поступает в электронный блок 6, который вырабатывает команду на подрыв электровоспламенителя 5.When the ammunition meets on the flight path with a view, a kinetic blow occurs, as a result of which the cover 9, compressing the springs 11, moves downward, with the protrusion 10 interacting with the cap 25 (Fig. 1). The electrical impulse from this circuit enters the electronic unit 6, which generates a command to detonate the electric igniter 5.

Факелом продуктов горения пиротехнического состава электровоспламенителя 5 инициируется лучевой капсюль-детонатор 3, взрывной волной которого через влияние инициируется исполнительный детонатор 1, подрывающий наполнение гранаты.The torch of the combustion products of the pyrotechnic composition of the electric igniter 5 initiates a beam detonator capsule 3, the blast wave of which triggers an executive detonator 1 through the influence, which undermines the filling of the grenade.

Аналогична последовательность действия при встрече боеприпаса на максимальной дальности полета с преградой на «нулевых» углах.The sequence of actions is similar when the ammunition meets at maximum flight range with an obstacle at “zero” angles.

При встрече боеприпаса с преградой под рикошетными углами, когда силы упругости пружин 11 удерживают крышку 9 в исходном положении, ампула 15 совместно с кожухом 23 инерционно продолжают продольное движение, в результате чего колпачок 25 замыкается на выступ 10 крышки 9. При этом электрический импульс поступает в электронный блок 6, который инициирует электровоспламенитель 5.When the ammunition encounters an obstacle at ricochet angles, when the elastic forces of the springs 11 hold the cover 9 in the initial position, the ampoule 15 together with the casing 23 inertially continue longitudinal movement, as a result of which the cap 25 closes on the protrusion 10 of the cover 9. In this case, an electric pulse enters an electronic unit 6 that initiates an electric igniter 5.

Дальность дистанционного подрыва на траектории задается в виде кода времени, поступающего на электронный блок 6 через антенну 7 при выстреле, а время самоликвидации записано в ее программе управления, но принципиально может передаваться как время дистанционного подрыва.The distance of remote detonation on the trajectory is set in the form of a time code entering the electronic unit 6 through the antenna 7 when fired, and the self-destruction time is recorded in its control program, but in principle it can be transmitted as the time of remote detonation.

На заданной дистанции полета управляющий импульс с блока 6 передается на электровоспламенитель 5 и подобно вышеописанному происходит подрыв боеприпаса.At a given flight distance, a control pulse from block 6 is transmitted to an electric igniter 5 and, similar to the above, ammunition is undermined.

Преимуществом описанной конструкции является пригодность для стрельбы из артиллерийских систем, не оборудованных устройством ввода информации. В этом случае головной взрыватель с источником тока по изобретению функционирует как штатный контактный взрыватель.An advantage of the described construction is its suitability for firing from artillery systems not equipped with an information input device. In this case, a head fuse with a current source according to the invention functions as a standard contact fuse.

Claims (1)

Энергосодержащий источник питания головного взрывателя малокалиберного артиллерийского выстрела, включающий стеклянную ампулу с электролитом, помещенную внутри пластинчатых электродов с возможностью продольного перемещения относительно бойка и опирающуюся на упругий элемент, отличающийся тем, что ампула нагружена массивной втулкой, упругий элемент выполнен в виде пластинчатых пружин, консольно закрепленных на периферии дискового основания в тангенциальном направлении, выступающих над ним противоположно вращению выстрела, а боек имеет форму клина или пирамиды.An energy-containing power source for a small-caliber artillery shot main fuse, including a glass ampoule with an electrolyte placed inside the plate electrodes with the possibility of longitudinal movement relative to the striker and resting on an elastic element, characterized in that the ampoule is loaded with a massive sleeve, the elastic element is made in the form of plate springs, cantilever fixed on the periphery of the disk base in a tangential direction, protruding above it is opposite to the rotation of the shot, and the firing pin has the form of a wedge or a pyramid.

Images