контактное взрывательное устройство для противокорабельных ракет

Формула изобретения

1. Контактное взрывательное устройство для противокорабельных ракет, содержащее систему контактных датчиков с экранированными соединительными проводами, предохранительно-исполнительный механизм с исполнительным устройством, с взрывными реле и с накопительными конденсаторами, заряжающимися от бортового источника питания, отличающееся тем, что в цепь каждого датчика включены накопительный конденсатор и подключенные к нему два взрывных реле, причем один контакт датчика подключен к накопительному конденсатору, экран проводов подключен к первому взрывному реле, а другой контакт датчика подключен ко второму взрывному реле, при этом нормально замкнутый контакт первого взрывного реле и нормально разомкнутый контакт второго взрывного реле соединены в последовательную цепь, подключенную с одной стороны к накопительному конденсатору, а с другой стороны к исполнительному устройству, при этом количество последовательных цепей равно количеству датчиков, а время размыкания нормально замкнутых контактов первого взрывного реле t1 и время замыкания нормально разомкнутых контактов второго взрывного реле t2 связаны соотношением

t2=(1,1÷5,0)t1.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что экранированные соединительные провода выполнены в виде триаксиального кабеля, наружная оплетка которого подключена к одному контакту датчика и накопительному конденсатору, внутренняя оплетка подключена к первому взрывному реле, а центральная жила подключена к другому контакту датчика и второму взрывному реле.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области военной техники, в частности к контактным взрывательным устройствам противокорабельных ракет (ПКР).

Для таких взрывательных устройств, кроме требований по обеспечению оптимального момента срабатывания исполнительного (взрывного) устройства, при котором достигается наибольшая эффективность поражения различных целей, одним из основных критериев является требование надежности действия в условиях противодействия противника с помощью малокалиберных зенитных артиллерийских комплексов (МЗАК), в том числе типа «вулкан-фаланс».

Основной особенностью применения ПКР является большое разнообразие морских и береговых целей, к которым относятся авианесущие корабли, фрегаты, экранопланы, корабли на воздушной подушке, катера и различного рода береговые фортификационные сооружения. При этом все современные цели могут быть оснащены высокоэффективными МЗАК калибра от 20 до 40 мм.

Вероятность попадания снарядов МЗАК в ПКР на конечном участке траектории, в том числе снарядами типа «вулкан-фаланс», на расстояниях до 3-х километров от цели составляет по оценкам российских и американских специалистов 0,7...0,8. При этом ПКР даже с поврежденной системой управления может преодолеть оставшееся до цели расстояние по баллистической траектории и донести до нее боевую часть.

Вероятность попадания снарядов и осколков непосредственно в контактные датчики ничтожно мала из-за малых размеров датчиков. Вероятность же попадания снарядов и осколков в кабели и провода, соединяющие датчики с предохранительно-исполнительным механизмом взрывательного устройства, довольно высока и составляет величину порядка 0,1...0,2 и более, в зависимости от протяженности кабельной сети, проложенной по ракете от датчиков к предохранительно-исполнительному механизму. В этих условиях взрывательное устройство должно обеспечить организованный подрыв боевой части при встрече ПКР с целью.

Учитывая, что ПКР является дорогостоящим средством поражения, должна иметь высокую надежность функционирования, в том числе и на конечном участке траектории, к взрывательным устройствам ПКР предъявляется требование устойчивости к прямому попаданию снарядов или осколков МЗАК в элементы взрывательного устройства. Другими словами, попадание снарядов и осколков МЗАК в кабели и провода, соединяющие систему контактных датчиков с предохранительно-исполнительным механизмом, не должно приводить к срабатыванию взрывательного устройства и подрыву боевой части.

Задача обеспечения устойчивости взрывательного устройства к воздействию снарядов и осколков МЗАК решается путем автоматического отключения пораженных элементов взрывательного устройства от исполнительного (взрывного) устройства, при этом взрывательное устройство остается работоспособным при встрече с целью.

Известны взрывательные устройства, описанные в патентах ФРГ №1089304 и США №4019441, №4480550, №4799427, содержащие контактные датчики с предохранительно-исполнительными механизмами, которые обеспечивают подрыв боевой части с замедлением с момента срабатывания датчиков при встрече ракеты с преградой.

Известны контактные взрывательные устройства, позволяющие распознать тип преграды и отличить соударение с различными объектами. Так, в устройстве для подрыва управляемой ракеты (патент США №4799427), проникающей в цель, имеется электронное устройство замедления, регулируемое в соответствии с сигналами датчиков ускорения. Пороговая электрическая цепь генерирует выходные сигналы, которые активизируют электрическое устройство времени замедления, имеющее два интервала замедления, одно для прочных преград и одно для мягких преград.

Недостатком перечисленных выше устройств является отсутствие их устойчивости к воздействию снарядов МЗАК на конечном участке траектории.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является контактное взрывательное устройство по патенту РФ №2186334, принятое за прототип. Оно содержит систему контактных датчиков, выполненную в виде двух групп, одна из которых установлена на оболочке ракеты, другая - непосредственно в боевой части, и предохранительно-исполнительный механизм с огневой цепью предохранительного типа. При пробитии преграды обеспечивается замедленный подрыв боевой части, при этом срабатывает группа датчиков цели, расположенных на оболочке ракеты. При встрече ракеты с непробиваемой преградой обеспечивается мгновенный подрыв боевой части от датчиков, расположенных внутри боевой части ракеты.

К недостаткам контактного взрывательного устройства, принятого за прототип, следует отнести тот факт, что при попадании снарядов МЗАК в кабели и провода, соединяющие систему контактных датчиков с предохранительно-исполнительным механизмом, на конечном участке траектории полета ракеты после взведения взрывательного устройства происходит срабатывание огневой цепи в исполнительном устройстве и преждевременный подрыв боевой части, не наносящий никакого ущерба цели.

Общими признаками прототипа с предлагаемым изобретением является наличие системы контактных датчиков и предохранительно-исполнительного механизма с исполнительным устройством, взрывными реле и накопительными конденсаторами, заряжающимися от бортового источника питания.

Задачей предлагаемого изобретения являлось создание контактного взрывательного устройства, которое после взведения на траектории полета ракеты было бы устойчиво к воздействию прямого попадания снарядов МЗАК в провода и кабели, соединяющие систему контактных датчиков с предохранительно-исполнительным механизмом.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, выражается в обеспечении устойчивости взрывательного устройства к воздействию снарядов МЗАК, что позволяет создать новый класс высокоэффективных противокорабельных ракет, устойчивых к воздействию противоракетных средств противника.

Технический результат обеспечения устойчивости взрывательного устройства к воздействию снарядов МЗАК достигается путем автоматического отключения поврежденных цепей взрывательного устройства от исполнительного устройства за счет введения в схему взрывных реле с временем замыкания нормально разомкнутых контактов в (1,1...5,0) раз большим времени размыкания нормально замкнутых контактов.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в контактном взрывательном устройстве для противокорабельных ракет, содержащем систему контактных датчиков с экранированными соединительными проводами, предохранительно-исполнительный механизм с исполнительным устройством, с взрывными реле и с накопительными конденсаторами, заряжающимися от бортового источника питания, в цепь каждого датчика включены накопительный конденсатор и подключенные к нему два взрывных реле, причем один контакт датчика подключен к накопительному конденсатору, экран проводов подключен к первому взрывному реле, а другой контакт датчика подключен ко второму взрывному реле, при этом нормально замкнутый контакт первого взрывного реле и нормально разомкнутый контакт второго взрывного реле соединены в последовательную цепь, подключенную, с одной стороны, к накопительному конденсатору, а с другой стороны, к исполнительному устройству, при этом количество последовательных цепей равно количеству датчиков, а время размыкания нормально замкнутых контактов первого взрывного реле t₁ и время замыкания нормально разомкнутых контактов второго взрывного реле t₂ связаны соотношением

t₂=(1,1...5,0)t ₁.

Взрывательное устройство предлагаемого технического решения поясняется чертежом.

На чертеже представлена схема электрическая принципиальная предлагаемого контактного взрывательного устройства.

На схеме (в качестве примера) представлена система контактных датчиков, включающая в себя четыре датчика Д1...Д4, один контакт которых выполнен в виде колпака, а второй контакт - в виде штыря. Датчики соединены со схемой предохранительно-исполнительного механизма экранированными проводами.

Предохранительно-исполнительный механизм содержит пять накопительных конденсаторов, четыре из которых С1...С4 подсоединены к системе контактных датчиков, а один - С5 к исполнительному устройству ИУ. Накопительные конденсаторы С1...С4 подключены к колпакам датчиков Д1...Д4 и через диоды VD1...VD4 и ограничительные резисторы R1, R2, R3, R4 соответственно к бортовому источнику питания Vcc. Накопительный конденсатор С5 через диод VD5 и ограничительный резистор R5 подключен к бортовому источнику питания Vcc.

Взрывные реле КЕ1, КЕ3, КЕ5 и КЕ7 подключены к экранам соединительных проводов, а реле КЕ2, КЕ4, КЕ6 и КЕ8 к штырям датчиков Д1...Д4.

Между накопительным конденсатором С5 и исполнительным устройством ИУ предохранительно-исполнительного механизма параллельно включены четыре цепи (по количеству датчиков), каждая из которых состоит из последовательно соединенных нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов взрывных реле от каждого датчика.

Необходимым условием работоспособности устройства является отключение датчика при повреждении идущих от него соединительных проводов раньше, чем появится сигнал на срабатывание исполнительного устройства ИУ. Другими словами, время размыкания нормально замкнутых контактов t₁ взрывных реле КЕ1, КЕ3, КЕ5 и КЕ7 должно быть меньше времени замыкания нормально разомкнутых контактов t₂ взрывных реле КЕ2, КЕ4, КЕ6 и КЕ8. Опытным путем установлено, что работоспособность схемы обеспечивается при выполнении соотношения

t₂ =(1,1...5,0)t₁.

Как правило, известные конструкции взрывных реле удовлетворяют вышеприведенному соотношению. В случае если это соотношение не выполняется, можно увеличить время t ₂ за счет введения в цепь между штырем каждого датчика и взрывными реле КЕ2, КЕ4, КЕ6 и КЕ8 ограничительных резисторов. Эти резисторы будут ограничивать ток разряда конденсаторов С1...С4 при срабатывании взрывных реле КЕ2, КЕ4, КЕ6 и КЕ8, поэтому время замыкания их контактов t₂ возрастет. Номинал резисторов выбирается исходя из обеспечения выполнения вышеприведенного соотношения между временами t₁ и t₂.

Контактное взрывательное устройство, схема которого приведена на чертеже, работает следующим образом.

На полете ракеты накопительные конденсаторы С1...С5 через диоды VD1...VD5 и ограничительные резисторы R1...R5 соответственно заряжаются до напряжения бортового источника питания.

Если на конечном участке траектории полета ракеты после взведения предохранительно-исполнительного механизма произойдет попадание снаряда МЗАК в соединительные провода, идущие, например, от датчика Д1, то произойдет замыкание проводов, идущих от колпака и штыря, на экран. При этом сработают взрывные реле КЕ1 и КЕ2. Так как время замыкания контактов реле t₁ больше времени размыкания t₂, то сначала в последовательной цепи разомкнется контакт КЕ1-1, а затем замкнется контакт КЕ2-1. Тем самым последовательная цепь останется разомкнутой, автоматически отключив датчик Д1 от исполнительного устройства.

При встрече с преградой происходит замыкание колпака на штырь датчиков Д2, Д3 и Д4. При этом срабатывают взрывные реле КЕ4, КЕ6 и КЕ8 и замыкаются контакты КЕ4-1, КЕ6-1 и КЕ8-1. Конденсатор С5 разряжается через замкнутые последовательные цепи на исполнительное устройство ИУ, которое вызывает срабатывание боевой части.

Необходимо отметить, что взрывательное устройство, схема которого приведена на чертеже, остается работоспособным даже при повреждении снарядами МЗАК соединительных проводов от трех датчиков и автоматическом их отключении от исполнительного устройства, при этом срабатывание боевой части при встрече с преградой будет обеспечено одним оставшимся подключенным датчиком.

В качестве экранированных соединительных проводов в конструкции взрывательного устройства может быть использован триаксиальный кабель, представляющий собой центральную жилу, экранированную через изолятор внутренней оплеткой, которая в свою очередь через изолятор экранирована наружной оплеткой. В этом случае наружная оплетка триаксиального кабеля подключается к одному контакту датчика и накопительному конденсатору, внутренняя оплетка подключается к первому взрывному реле, а центральная жила подключается к другому контакту датчика и второму взрывному реле.

Технический результат заявляемого изобретения подтвержден результатами испытаний взрывательного устройства в лабораторных и стендовых условиях.