Особенности конструкций взрывательных устройств к боеприпасам ствольной артиллерии и ракетным снарядам

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

В.И. Козлов

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ
ВЗРЫВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
К БОЕПРИПАСАМ
СТВОЛЬНОЙ АРТИЛЛЕРИИ
И РАКЕТНЫМ СНАРЯДАМ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов
по университетскому политехническому образованию
в качестве учебного пособия для студентов
высших учебных заведений, обучающихся по специальности
«Взрыватели и системы управления средствами
поражения» направления подготовки
«Оружие и системы вооружения»

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2012

УДК 623.451.741(075.8)
ББК 68.8я7
К59

К59

Рецензенты: О.Ф. Андрюшин, Н.А. Имховик

Козлов В.И.
Особенности конструкций взрывательных устройств к боеприпасам ствольной артиллерии и ракетным снарядам : учеб.
пособие / В.И. Козлов. — М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2012. — 76, [4] с. : ил.

В пособии проанализированы особенности конструкций взрывательных устройств к боеприпасам ствольной артиллерии и ракетным
снарядам. Установлена их взаимосвязь с условиями эксплуатации и
проведена оценка их функционирования в современных условиях при
боевом применении.
Для студентов 4-го и 5-го курсов факультета «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

УДК 623.451.741(075.8)
ББК 68.8я7

c⃝ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие посвящено весьма актуальной проблеме —
особенностям конструкций взрывательных устройств (ВУ) к боеприпасам (БП) различного назначения. Изложенные в пособии материалы, практически не рассмотренные в литературе специального назначения, позволяют студентам устранить этот пробел при
выполнении НИРС, курсовых и дипломных проектов, а также более глубоко изучить кафедральные дисциплины.
Характеристики ВУ, касающиеся взаимосвязей в системе взрыватель — боеприпас — цель — особенности эксплуатации БП, называют визитными карточками ВУ. Они определяют, в каких БП
используется данное ВУ, для каких целей оно предназначается,
чем обеспечивается надежное срабатывание у цели. Три-четыре
подобные визитные карточки никогда не повторяются и, следовательно, однозначно устанавливают принадлежность ВУ к тому или
иному БП.
Учебное пособие является продолжением цикла подобных работ, написанных автором самостоятельно, а также в соавторстве с
представителями других кафедр факультета «Специальное машиностроение».
Ценность материала, изложенного в пособии, подтверждена практикой чтения автором лекций сотрудникам МВД РФ и
МЧС РФ.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЗРЫВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Под взрывателем или взрывательным устройством (ВУ) понимают автоматическое устройство, обеспечивающее управление
действием БП. Подрыв БП должен быть осуществлен в нужное
время и на требуемом участке траектории.
Первый разрывной снаряд (граната) в виде полого чугунного
ядра, начиненного порохом и снабженного взрывателем, появился
в России на рубеже XVII—XVIII вв. В ядро вгонялась деревянная
трубка конической формы с запрессованным в нее дымным порохом в качестве замедлительного состава. По существу, это был
простейший дистанционный взрыватель.
Контактные взрыватели появились в 1960-х годах после перехода в России к нарезным орудиям и продолговатым снарядам.
Первый головной контактный взрыватель был принят на вооружение в 1863 г. В этот же период одновременно с контактными разрабатывались и дистанционные взрыватели. Первый из них был
разработан в 1873 г.
В структурную схему любого современного взрывателя входят инициирующая система, огневая цепь (ОЦ) и система предохранения.
Инициирующая система — совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие ОЦ в момент, установленный
программой функционирования ВУ.
Огневая цепь, формирующая выходной детонационный или
воспламенительный импульс, состоит из срабатывающих устройств
инициирования и пиротехнических элементов.

4

Система предохранения — совокупность устройств, предназначенных для обеспечения безопасности взрывателя в служебном
обращении, при выстреле и на траектории до момента окончания
взведения. Под взведением понимается процесс перехода взрывателя, его отдельных узлов и механизмов в состояние готовности к
действию.
Будем различать такие понятия, как взрыватель и ВУ. Взрывательное устройство состоит из нескольких самостоятельных (отдельных) блоков, устанавливаемых в различных местах БП и функционально связанных. Обычно ВУ включает в себя головную часть,
донную часть, прибор управления взрывателями (ПУВ), основные
детонаторы (ОД), соединение кабелями между собой и с приборами управления БП.
В том случае, когда ВУ выполнено в виде одного блока, оно
называется взрывателем. Взрывательные устройства обычно представляют собой ту или иную совокупность механических, пиротехнических, электрических и других механизмов, обеспечивающих
как безопасность в служебном обращении, при пуске и в полете,
так и безотказное действие БП у цели в заданной точке траектории.
Под заданной точкой траектории понимают либо точку с определенным значением какой-либо координаты либо точку разрыва БП,
в которой обеспечивается наибольшее поражающее действие.
Для нахождения заданной точки траектории или оптимального
момента времени для срабатывания ВУ можно использовать различные физические характеристики, значение которых непосредственно соответствует искомой координате, или отсчитывать пройденный путь или время от одной из характерных точек траектории
с известными координатами, выбранной за начало отсчета.
К физическим характеристикам относятся статическая плотность воздуха, скоростной напор, отрицательное ускорение при
входе БП в плотные слои атмосферы, сила реакции преграды, излучение и отражение электромагнитных волн и др.
За начало отсчета можно принять точку или момент старта,
момент выключения двигателя, точку или момент контакта с преградой, момент вхождения БП в плотные слои атмосферы.
Основные параметры и характеристики ВУ определяются
ГОСТ В2С143–82. Наиболее важными из них являются:

5

• высота безопасного падения взрывателя (Нб) — максимальная
высота, при падении БП с которой не нарушается безопасность
взрывателя;

• дальность взведения взрывателя (ДВ) — расстояние от орудия,
пусковой установки в момент окончания взведения взрывателя;

• время срабатывания контактного взрывателя — интервал времени от момента соприкосновения БП с целью или преградой до
момента срабатывания взрывателя;

• энергия накола ударника взрывателя — кинетическая энергия
ударника в момент соприкосновения жала с капсюлем;

• область срабатывания неконтактного взрывателя — часть пространства вблизи цели, в котором происходит срабатывание неконтактного взрывателя;

• эффективность неконтактного взрывателя — свойство неконтактного взрывателя срабатывать в области поражения БП;

• чувствительность контактного взрывателя — свойство срабатывать при определенных условиях встречи БП с целью или преградой;

• чувствительность неконтактного взрывателя — минимальная
мощность сигнала на входе приемника, обеспечивающая срабатывание взрывателя;

• помехоустойчивость взрывателя — свойство обеспечивать в
составе БП эффективность при боевом применении в условиях
искусственных и естественных помех;

• избирательность контактного взрывателя — свойство срабатывать по целевым преградам и не срабатывать по нецелевым преградам;

• снятие ступени предохранения — взведение устройств, составляющих ступень предохранения;

• преждевременное срабатывание — срабатывание взрывателя
в служебном обращении, при выстреле или на траектории вследствие нарушения условий эксплуатации или неправильного функционирования его механизмов и устройств;

• отказ в срабатывании — несрабатывание контактного взрывателя при встрече с преградой, неконтактного — у цели, а дистанционного — в заданной точке траектории.
К ВУ предъявляют тактико-технические и производственноэкономические требования.

6

К тактико-техническим требованиям (ТТТ) относятся:
а) безопасность в производстве и в служебном обращении,
под которой понимают отсутствие преждевременных срабатываний взрывателей как в условиях производства, так и в обращении,
т. е. при хранении, транспортировке, монтаже и при случайных
падениях. Основные мероприятия, обеспечивающие выполнение
этого требования, связаны с применением стойких к перегрузкам
служебного обращения капсюлей и детонаторов, с возможно минимальным количеством взрывчатого вещества (ВВ) в их составе,
и использованием предохранительных механизмов (ПМ) и механизмов изоляции капсюлей (МИК), раздельным хранением взрывателей и БП;
б) безопасность при выстреле, под которой понимают отсутствие преждевременного срабатывания взрывателя в процессе самого выстрела (в момент выстрела, при движении в канале ствола
или по направляющей) и на активном участке траектории в пределах дальности, представляющей опасность для орудийного расчета
в случае разрыва БП. Основные мероприятия, обеспечивающие безопасность взрывателя при выстреле, связаны с применением ПМ,
механизмов дальнего взведения (МДВ), блокирующих механизмов
(противоклевковых механизмов) и МИК;
в) безотказность действия, зависящая от надежного взведения ПМ, переводящих взрыватель из служебного положения
в боевое, разработки достаточно чувствительных ударных механизмов (с учетом характера преграды), применения бокобойных
устройств, использования дублирующих механизмов и дублирующих взрывателей, обеспечения достаточной мощности детонатора;
г) обеспечение наибольшей эффективности действия, для
которой взрыватель должен срабатывать в момент достижения
наибольшей эффективности его действия. Очевидно, что все меры обеспечения безотказности действия взрывателя являются
одновременно и мерами повышения его эффективности. Однако принимают и чисто конструктивные меры, способствующие
повышению эффективности действия взрывателя. К ним можно
отнести обеспечение повышенной точности действия механизмов, определяющих момент срабатывания взрывателя; введение
во взрыватель механизмов и устройств, фиксирующих момент

7

наиболее выгодного расположения БП относительно цели (механизмы авторегулируемого замедления);
д) оптимальные габариты, обтекаемая форма и достаточная
механическая прочность. Понятие не требует разъяснений, необходимо лишь обратить внимание на исключение возможности разрушения или вывинчивания взрывателя, проникания грунтов или
воды к пороховым замедлителям до момента срабатывания ОЦ;
е) простота и удобство эксплуатации взрывателя. Оптимальная конструкция современных неконтактных взрывателей должна
предусматривать возможность замены вышедших из строя узлов,
т. е. иметь блочную структуру. Кроме того, все взрыватели должны
переустанавливаться без снятия с БП;
ж) неизменяемость боевых свойств при длительном хранении. Срок хранения современных ВУ должен составлять не менее
10 лет. Основными мероприятиями, обусловливающими стойкость
взрывателя при длительном хранении, являются:

• обеспечение герметичности ВУ благодаря смазыванию резьбовых соединений суриковой замазкой, щелочным лаком или другими составами;

• применение антикоррозионных покрытий металлических деталей взрывателя, использование коррозионно-стойких материалов;

• хранение взрывателя в герметичной укупорке до момента соединения с БП.
Производственно-экономические требования к ВУ включают:

• простоту конструкции;

• низкую себестоимость и недефицитность материала;

• экономичность производства, возможность использования
прогрессивных технологий;

• простоту контроля и изготовления;

• применение унифицированных стандартных деталей, узлов и
блоков;

• ориентацию на отечественные материалы.
Важнейшим элементом структурной схемы ВУ является OЦ,
схема которой приведена на рис. 1.1.
Обычно создание начального импульса в контактных и дистанционных ВУ происходит под действием механических сил. Однако

8