Тема: «Общая характеристика и принципы построения огневых цепей взрывателей».

Лекция № 6

Тема: «Общая характеристика и принципы построения огневых цепей взрывателей».

Вопросы:

Назначение и классификация огневых цепей взрывателей.

Требования к огневым цепям.

Состав и структура огневых цепей взрывателей.

4. Принципы построения систем предохраненияогневых цепей взрывателей.

Устройство элементов огневых цепей.

Учебно-материальное обеспечение:

Демонстрационные схемы и стенды боеприпасов и взрывателей в аудиториях № 1-145, 1-151, слайды, учебная литература.

Учебная литература:

1. Янишевский Б.В. Взрыватели к боеприпасам ствольной и реактивной артиллерии. Часть 2. Устройство и действие взрывателей. Альбом рисунков. С.: СВМИ им. П.С. Нахимова, 2003.

2. Алферов К.Д., Горбушин А.Т., Смирнов Ю.М. Взрывчатые вещества, часть ІІІ. Разрывные заряды и средства инициирования. – Пенза, 1997. – С54 – 116.

3. Котасонов Ю.И. “Взрывчатые вещества и их применение в боеприпасах” 230с. СВМИ. 2004.

 

Назначение и классификация огневых цепей взрывателей.

Огневая цепь взрывателя формирует выходной детонационный или воспламенительный импульс для приведения в действие заряда боеприпаса (разрывного или вышибного) в соответствии с его назначением. Огневая цепь взрывателя представляет собой цепь из последовательно срабатывающих огневых и детонационных элементов.

Классификация огневых цепей зависит от назначения боеприпаса и взрывателя и определяется:

- видом оружия;

- назначением боеприпаса;

- размерами и массой боеприпаса;

- видом действия боеприпаса;

- требуемой степенью безопасности огневой цепи взрывателя;

- принципом возбуждения огневой цепи взрывателя;

- требуемым временем подрыва боеприпаса и другими признаками.

1. По виду оружия различаются огневые цепи взрывателей к артиллерийским и минометным выстрелам, авиационным бомбам, торпедам, минам, управляемым и неуправляемым реактивным снарядам и ракетам, боевым элементам кассет.

2. В зависимости от назначения боеприпаса различаются огневые цепи взрывателей боеприпасов основного назначения и огневые цепи взрывателей для боеприпасов специального назначения. Боеприпасы основного назначения (бронебойные, полубронебойные, осколочно-фугасные, осколочные, химические, зажигательные и др.) снаряжены бризантным взрывчатым веществом – разрывным зарядом. Огневая цепь взрывателя боеприпаса основного назначения должна для приведения в действие бризантного разрывного заряда формировать выходной детонационный импульс. Специальные боеприпас ы (дымовые, осветительные, агитационные и др.) вместо разрывного заряда имеют вышибной пороховой заряд из дымного или бездымного пороха. Для воспламенения вышибного порохового заряда специальных боеприпасов их взрыватели являются источником запального импульса в виде луча огня, а не детонационного импульса.

3. Состав и структура огневых цепей взрывателей зависит от размеров боеприпаса и массы его разрывного заряда. В боеприпасах с небольшой массой д етонация разрывного заряда ВВ возбуждается обычно с помощью капсюля-детонатора (КД). При достаточно бодьшой массе заряда бризантных ВВ взрывного импульса от капсюля-детонатора недостаточно. Чтобы вызвать детонацию таких зарядов, в огневой цепи взрывателей применяют капсюль-детонатор совместно с детонатором (Д) и передаточным зарядом, а у зарядов больших размеров применяют даже дополнительные детонаторы (ДД), устанавливаемые внутри основного разрывного заряда.

4. По виду действия боеприпаса различаются огневые цепи взрывателей для боеприпасов фугасных, осколочных, осколочно-фугасных, бронебойных, бетонобойных, кумулятивных, кассетных, специальных, химических, зажигательных, дымовых, осветительных, агитационного действия, с объемно-детонационной смесью, с постановкой помех и др.

5. По степени безопасности огневые цепи бывают:

- непредохранительного типа, у которых в огневой цепи нет предохранительных элементов;

- полупредохранительного типа, у которых до момента окончательного взведения капсюль-воспламенитель (электровоспламенитель) огневой цепи механически изолирован от капсюля-детонатора;

- предохранительного типа, у которых до момента окончательного взведения капсюль-детонатор (электродетонатор) огневой цепи механически изолирован от детонатора.

6. По принципу возбуждения огневой цепи:

- накольные (ударные), срабатывающие от накола жалом ударного устройства;

- электрические, срабатывающие от нагрева электрическим током мостика накаливания в электровоспламенителе или в электродетонаторе;

- комбинированные, срабатывающие от накола жалом и от нагрева электрическим таком средств инициирования.

7. В зависимости от требуемого времени подрыва боеприпаса различаются огневые цепи мгновенного подрыва и огневые цепи замедленного действия.

Огневые цепи взрывателей мгновенного действия вызывают взрыв не более, чем через 0,001 с после встречи с преградой и обеспечивают осколочное действие боеприпаса. Огневые цепи взрывателей с замедлением вызывают взрыв через 0,05—0,1 с, обеспечивая осколочно-фугасное или фугасное действие боеприпаса.

Требования к огневым цепям.

Огневая цепь является взрывоопасной системой взрывателя боеприпаса. Именно поэтому во взрывателях предусматривается применение разных предохранительных устройств и механизмов, которые исключают возможность преждевременного действия огневой цепи как в условиях изготовления так и на всех этапах служебного обращения.

Требования к ОЦ по безопасности, чувствительности, времени срабатывания, теплостойкости, сохраняемости, технологичности, стойкости при длительном хранении определяют требования ко взрывателю в целом.

Под безопасностью огневой цепи взрывателя понимается отсутствие несанкционированных взрывов, как в условиях изготовления, так и в служебном обращении.

Преждевременное действие огневой цепи взрывателя может возникнуть по конструктивным, производственным и эксплуатационным причинам.

Устранение причин преждевременного действия огневой цепи взрывателя обеспечивается тщательной отработкой конструкции взрывателя, разработкой технологического процесса изготовления и проведения работ и суровым его соблюдением, изучением и соблюдением правил обращения со взрывателями.

Основными мероприятиями, которые обеспечивают безопасность взрывателей при изготовлении и в служебном обращении - это мероприятия, которые обеспечивают безопасность огневой цепи.

1. Безопасность огневой цепи взрывателей при изготовлении и в служебном обращении обеспечивают:

¨ применение стойких в служебном обращении капсюлей-воспламенителей, капсюлей-детонаторов, электровоспламенителей и электродетонаторов, имеющих рациональные пределы чувствительности к внешним воздействиям и обеспечивающие, с одной стороны, безопасность в служебном обращении, а с другой стороны, — легкость возбуждения взрыва;

¨ сведение количества капсюлей-воспламенителей и капсюлей-детонаторов к минимуму;

¨ применение надежных предохранителей и предохранительных механизмов;

¨ применение надежных механизмов для изоляции капсюлей-детонаторов (электродетонаторов) от детонатора;

¨ отсутствие напряжения на выводах источника тока в электрических взрывателях, шунтирование отдельных цепей (электровоспламенителя, электродетонатора, воспламенительных конденсаторов, пьезогенераторов и др.) или их отключение от источника питания;

¨ раздельное хранение взрывателей и боевых частей и приведение боевых частей в окончательно-снаряженный вид на окончательном этапе подготовки к стрельбе.

¨ разрыв огневой цепи взрывателя путем сдвига капсюлей или передаточных зарядов в сторону, а также введением между отдельными элементами огневой цепи дополнительных перегородок и заслонок, которые удаляются при взведении взрывателя.

Для проверки безопасности элементы огневой цепи взрывателей подвергают испытаниям бросанием, тряской, перевозкой разными видами транспорта по разным дорогам при разных условиях.

Высота безопасного падения взрывателя, при падении с которой он не должен взвестись приводится в тактико-техническом задании на взрыватель.

Дальность перевозки при определенных условиях устанавливается в эксплуатационной документации на взрыватель.

Под безопасностью при выстреле понимается отсутствие преждевременного срабатывания огневой цепи взрывателя в процессе самого выстрела (в момент пуска, при движении по направляющим), на активном и пассивном участках траектории в границах расстояния, которое представляет опасность для стреляющего объекта в случае взрыва боеприпаса.

Безопасность огневой цепи взрывателей при выстреле обеспечивается:

¨ применением предохранительных механизмов, которые имеют более позднее взведение;

¨ применением механизмов дальнего взведения, которые обеспечивают готовность огневой цепи взрывателей к действию на безопасном расстоянии от носителя;

¨ проверкой исправности электрических цепей взрывательных устройств.

Надежность – это свойство огневой цепи взрывателя хранить во времени в установленных границах значения всех параметров, которые характеризуют способность выполнять необходимые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортировки.

Надежность ОЦ характеризуется выходным импульсом, зависящим от вида ВВ в детонаторе или пиротехнического состава в петарде, а также его массы и формы.

Надежность ОЦ повышается применением в детонаторах и передаточных зарядах новых мощных и теплостойких ВВ (октоген, амидин, НТФА и др.).

Надежность является сложным свойством, которое для огневой цепи взрывателей состоит из сочетания таких свойств, как:

– безотказность;

– долговечность;

– сохраняемость.

Долговечность и сохраняемость огневой цепи в условиях длительного хранения в первую очередь зависит от физической и химической стойкости применяемых ВВ.

Под безотказностью действия огневой цепи взрывателя понимают свойство непрерывно хранить работоспособное состояние при заданных условиях эксплуатации на протяжении заданного времени.

Количественно безотказность действия оценивается вероятностью безотказной работы. ВБР элементов ОЦ должна быть не ниже 0,999 при доверительной вероятности 0,8.

Безотказность действия огневой цепи обеспечивается:

¨ надежным взведением предохранительных механизмов и устройств, которые переводят состояние взрывателя из служебного положения в боевое - взведение должно обеспечиваться в самых неблагоприятных условиях;

¨ разработкой достаточно чувствительных механизмов ударного действия;

¨ резервированием (дублированием);

¨ многоточечным инициированием;

¨ применением малогабаритных элементов;

¨ использованием теплостойких элементов и составов;

¨ применением в передаточных зарядах новых мощных и теплостойких ВВ (октоген, амидин, НТФА и др.).

К инициирующим элементам огневой цепи (капсюль–воспламенитель (КВ), капсюль–детонатор (КД), электровоспламенитель (ЭВ), электродетонатор (ЭД), предъявляются более жесткие требования по безопасности, чем к взрывателю в целом.

Инициирующие элементы должны быть безопасными при падении в корпусе массой 500 г с высоты 10 м в любом положении на стальную или чугунную плиту.

Для увеличения безопасности огневая цепь выполняется так, чтобы потребные количества инициирующих ВВ, чувствительных к внешним воздействиям, были минимальными.

Чувствительность – важнейшее свойство ОЦ, определяемое параметрами начального элемента ОЦ и характеризуемое для КВ и накольных КД энергией накола, а для ЭВ и ЭД – энергией срабатывания.

Время срабатывания ОЦ современных взрывателей колеблется в пределах от десятков микросекунд до нескольких миллисекунд и более в зависимости от применяемых элементов и энергии, приводящей в действие начальный элемент ОЦ.

Основные требования к огневой цепи приведены в т аблице 1.

Таблица 1

Требования к ОЦ

Требования	Серийное производство	Опытная отработка	Перспектива
Вероятность безотказной работы	0,98	0,995	0,999...0,9999
Чувствительность механических элементов, мДж			4...5
Чувствительность электрических элементов, мкДж	400...500		40...50
Теплостойкость, ^0С
Сохраняемость, лет			20...25

Таблица 2

Тип ОЦ	Состав ОЦ	Область применения (назначение взрывателя)
Предохранительный	КВ–Зм–КД–ПЗ–Дт	Артиллерийские снаряды и БЧ проникающего действия
	КВ–КД–ПЗ–Дт КД–ПЗ–Дт	Артиллерийские снаряды и БЧ осколочного действия
	ЭД–ПЗ–Дт	Кумулятивные снаряды и БЧ осколочного действия
Полупредохранительный и непредохранительный	КВ–Зм–КД–Дт	Авиабомбы, неуправляемые реактивные снаряды
Непредохранительный	КД–Дт	Авиабомбы осколочного действия
	КВ–Пт–Зм–КД–Дт	Боевые саморассеивающиеся элементы кассетных боеприпасов

ОЦ последнего типа (КВ–Пт–Зм–КД–Дт) выполняет две функции: формирует воспламенительный импульс с последующим разделением блоков взрывателя и создаёт детонационный импульс для разрыва разделённых элементов боевых частей.

4. Принципы построения системы предохраненияогневых цепей взрывателей.

Для возбуждения взрыва заряда боеприпаса служит огневая цепь взрывателя. Для возбуждения взрыва огневой цепи взрывателя служит инициирующая система - либо ударное устройство механического взрывателя либо запальная электроцепь электрического взрывателя.

В общем случае боевая цепь механического взрывателя (рис. 2) состоит из ударника 1 инициирующей системы и элементов огневой цепи: капсюля-воспламенителя 2, замедлителя 3, капсюля-детонатора 4, передаточного заряда 5, детонатора 6.

Наиболее опасными элементами, которые могут вызвать несанкционированное действие боеприпаса, являются капсюли-воспламенители и капсюли-детонаторы огневой цепи взрывателя, так как они снаряжаются инициирующими ВВ и обладают наибольшей чувствительностью к механическим перегрузкам, которые возникают в условиях служебного обращения (при падении, ударах, транспортировке) и особенно при выстреле. Все другие элементы (передаточные заряды, детонаторы) состоят из бризантных взрывчатых веществ, которые относительно нечувствительны к механическим перегрузкам.

Безопасность взрывателя и боеприпаса в условиях эксплуатации и на начальном участке траектории полета (до взведения), а также предотвращение преждевременного (несанкционированного) срабатывания взрывателя после взведения обеспечивается предохранительными устройствами.

Безопасность взрывателей до взведения обеспечивается тремя основными средствами:

1. Разрывом огневой цепи путем сдвига капсюлей или передаточных зарядов в сторону, а также введением между отдельными элементами огневой цепи дополнительных перегородок и заслонок 8, которые удаляются при взведении взрывателя (рис. 2, поз. 8).

2. Стопорением подвижных элементов ударного устройства в электромеханических взрывателях (рис. 2, поз. 7).

3. Разрывом боевой электроцепи предохранительными выключателями у электрических взрывателей.

Основным фактором безопасности боеприпаса является механический разрыв огневой цепи взрывателя путём изоляции капсюлей от остальных элементов. По степени безопасности огневые цепи взрывателей делятся на непредохранительные, полупредохранительные и предохранительные.

Степень безопасности взрывателей в служебном обращении определяется, в первую очередь, степенью изоляции элементов огневых цепей.

По степени изоляции элементов огневые цепи делятся на три типа (рис. 3):

1. Огневые цепи предохранительного типа (рис.3а), в которых капсюль-детонатор изолируется от детонатора таким образом, что срабатывание капсюль-детонатора до момента взведения не вызывает действия детонатора. Изоляционными элементами могут быть металлическая заслонка, движок, втулка, диск; Взрыватели предохранительного типа наиболее сложны по построению и в изготовлении, но они обеспечивают и наибольшую безопасность, а надежная конструкция изоляционного устройства обеспечивает и высокую безотказность действия.

2. Огневые цепи полупредохранительного типа (рис. 3б), в которых капсюль-воспламенитель изолируется от капсюля-детонатора или петарды таким образом, что срабатывание капсюль-воспламенителя до момента взведения не вызывает действия капсюля-детонатора или петарды. Так как лучевые капсюли-детонаторы имеют относительно невысокую чувствительность, то такие взрыватели можно отнести к группе взрывателей, которые обеспечивают высокую безопасность не только в условиях служебного обращения, но и при стрельбе.

3. Огневые цепи непредохранительного типа (рис. 3в), в которых элементы не изолируются один от другого. Взрыватели, в которых капсюли не изолированы от детонатора, могут применяться главным образом в снарядах и минах, преждевременный взрыв которых не представляет большой опасности для обслуги и носителя и на которые не действуют значительные перегрузки при выстреле, при невозможности осуществить изоляцию капсюлей из-за малых габаритов.

Конструктивно механический разрыв огневой цепи может выполняться различным образом: введением металлической заслонки между капсюлем-детонатором (электродетонатором) и детонатором, боковым сдвигом капсюля-детонатора (электродетонатора) относительно детонатора, боковым сдвигом передаточного заряда между капсюлем-детонатором и детонатором.

На рис. 4а показана схема разрыва огневой цепи предохранительной заслонкой 1, закрепленной на валу 2 в корпусе 4. Предохранение по огневой цепи снимается после поворота заслонки в положение, при котором отверстие 3 становится по линии электродетонатор—детонатор. Поворот заслонки осуществляется от электропривода с редуктором либо от устройства с другим принципом действия.

На рис. 4б показана схема разрыва огневой цепи боковым смещением в пазу корпуса 4 движка 1 с капсюлем-детонатором. При взведении взрывателя сдвигается стопор 3, движок 1 под действием сжатой пружины 2 смещается в боевое положение, при котором электровоспламенитель, капсюль-детонатор и детонатор оказываются на одной линии (разделены тонкими преградами). Пока не снято предохранение по огневой цепи, самопроизвольное срабатывание средств инициирования не влечет за собой взрыва детонатора.

Требования к огневым цепям.

Лекция № 6

Тема: «Общая характеристика и принципы построения огневых цепей взрывателей».

Вопросы: