CN109405676A - 具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信，包括上体、膛内点火机构、火药计时机构、离心自毁机构、球转子保险和解除保险机构、引信体、导爆管和传爆管，膛内点火机构位于上体上部，实现定时起爆功能的火药计时机构位于膛内点火机构与离心自毁机构之间，离心自毁机构后端紧压着球转子保险和解除保险机构使其不能转动，所述导爆管前端与球转子保险和解除保险机构相邻，所述传爆管前端与导爆管后端相邻，后端作为引信输出端，用于起爆弹丸内含碘化银药柱的炸药装药。本发明的高炮防雹增雨弹时间起爆引信，具有离心自毁功能，可以大幅度降低哑弹率，安全性好。

Description

具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信

技术领域

本发明属于防雹增雨弹引信技术领域，具体涉及一种具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信。

背景技术

小口径高炮防雹增雨弹普遍用于人工防雹增雨作业。其增雨防雹机理是：将防雹增雨弹发射到云层中爆炸，对可能产生冰雹的云层施加影响，使冰雹胚胎不能发展成冰雹或者使小冰粒在变成大冰雹之前就降落到地面而达到防雹的目的；通过使装在弹体内的催化剂被爆轰波播撒在积雨云层中，产生大量的晶核，使“雨云”或“雹云”转化，达到增雨的目的。

目前国外开展人工增雨作业的有俄罗斯、美国、以色列、泰国和西欧诸国，开展人工防雹作业规模较大的有俄罗斯。目前未见国外有以使用高炮射击人工防雹增雨弹方式进行防雹增雨的报道。

目前国内的防雹增雨弹安全性问题突出，主要体现在：破片过大，落地之后有可能伤人；弹丸膛炸导致炮毁甚至人亡的事故频发；作为民用产品，目前由退役的小口径高炮发射的防雹增雨弹及其引信所经受的发射环境和使用环境与军用产品基本相同，甚至更为苛刻，但其引信设计不满足军用引信所必须满足的GJB373A-1997《引信安全性设计准则》的相关要求；由于使用量大，限于引信作用可靠性性能水平，引信瞎火形成的未爆弹意外爆炸伤亡事故也是年年存在。防雹增雨作业本是防灾减灾行为，其经济性非常重要。因此小口径高炮防雹增雨弹引信的技术关键是：提高安全性和降低成本。

为了解决这些技术关键问题，国内研究人员作了相关的研究。如中国发明专利200620001167.0所述人工降雨弹引信设计，通过2～4个延期药盘串联的方式延长了空炸时间，但这些延期药盘及以其为主构成的传火序列无隔离设计不满足隔爆安全性要求。中国发明专利00201925.6所述人工降雨弹引信设计的起爆管内装黑火药和太安，不满足GJB373A-1997中许用导传爆药的感度要求，这些设计均有可能在勤务处理和发射过程中不经点火机构点火而意外提前作用，造成膛炸事故。中国发明专利200610095035.3虽然设置了火药延期解除保险机构和离心保险机构，但其离心保险机构只有一个，而不是通常对称设置的一对。该离心保险机构难以独立履行保险职能，不满足冗余保险要求。此外，该引信隔爆机构采用垂直圆盘转子结构而不是公认的三角形转子机构，在火药延期解除保险药柱意外碎裂的情况下在膛内即有可能意外解除保险进而发生膛炸。中国发明专利200820100586.9和201220363259.9所述人工防雹增雨弹围绕引信安全性进行了相关改进，但中国发明专利200820100586.9所设计的滑块隔离机构未设置冗余保险和延期解除保险机构，膛内就有可能解除保险，并且隔爆安全性未必能完全满足GJB573A-1998《引信环境与性能试验方法》中的相关要求，安全性隐患仍然未能彻底解决。而中国发明专利201220363259.9虽然采用了双发火引爆通道以提供作用可靠性，但每条发火引爆通道均无隔爆机构，存在非常大的安全性隐患。

总之，现有技术存在的问题是：高炮防雹增雨弹引信可靠性低、安全性差，无自毁功能，一旦瞎火形成未爆弹落到地面，有伤及平民的巨大安全隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信，包括上体、膛内点火机构、火药计时机构、离心自毁机构、球转子保险和解除保险机构、引信体、导爆管和传爆管，所述上体的内部具有一沿其中轴线贯穿的通孔，所述上体的通孔的上部连接有所述膛内点火机构，所述上体的通孔的中部设置有火药计时机构，所述膛内点火机构的底面与所述火药计时机构的顶面相接触，所述火药计时机构包括延期管壳以及位于所述延期管壳内的延期管，所述离心自毁机构包括至少部分位于所述上体的通孔内的击发体，所述击发体为一上下贯穿的结构，所述火药计时机构的下部伸入所述击发体，所述离心自毁机构还包括一位于所述延期管壳外部的自毁簧，所述自毁簧的下部抵靠在击发体内的一台阶面上，所述自毁簧的上部抵靠在所述上体的通孔内的一台阶面上，所述击发体的底端设置有针刺瞬发雷管，所述击发体的周向侧面包括多个离心球孔，每个离心球孔内包括一个离心球，所述起爆引信的下部包括一上下贯穿的引信体，所述离心自毁机构的下部伸入所述引信体设置，所述引信体的上部内侧面包括一自上至下减缩延伸的斜面，所述离心球与所述斜面的下端相接触，所述引信体的内部设置有隔离球，所述引信体的下部开口内设置有球座，所述球座的顶部与隔离球的底部相接触抵靠，所述隔离球的左右两侧对称设有两个小导爆管室，每个小导爆管室内均设有一小导爆管和位于小导爆管外部的隔爆套，每个小导爆管包括导爆药、位于导爆药外部的小导爆管壳以及位于导爆药外侧面的小击针，所述隔离球后端外侧设有月牙槽，所述月牙槽外卡持有开口环，所述开口环的开口端设置有保险销，保险销的上端顶面贴近所述月牙槽顶端面，保险销的上端侧面与所述月牙槽侧面贴靠，所述保险销设置于球座侧面的孔内，底端由一剪切销支撑，所述导爆管设置于球座底面的导爆管孔内，所述传爆管连接在引信体的底部。

进一步地，所述膛内点火机构包括头帽、头帽中心盲孔内顶部的大击针、支撑所述大击针的击针簧、在击针簧底端封口用的挡圈，所述头帽的下部外壁面与上体的通孔内壁面之间通过螺纹连接，在头帽与上体之间设置有密封圈。

进一步地，所述头帽的底面与延期管壳的顶面相接触，所述大击针的击针尖正对延期管。

进一步地，所述导爆管包括盖片、大导爆管壳和大导爆药，所述盖片盖在大导爆药顶端，大导爆管壳置于盖片和大导爆药之外。

进一步地，所述传爆管包括加强帽、传爆管壳和传爆药，所述加强帽盖在传爆药顶端，所述传爆管壳连接在引信体的底部，所述加强帽和传爆药位于所述传爆管壳与引信体之间形成的空间中。

进一步地，所述隔离球为钢球。

进一步地，所述延期管的底部设置有纸垫。

进一步地，所述延期管内包括发火药。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)安全性好：引信具有离心自毁功能，能够保证在火药计时机构即延期管瞎火的情况下利用弹丸转速的衰减使弹丸在距离地面的安全炸高之上发火，从而消除引信发火机构和延期管瞎火形成的未爆弹；球转子可双向转动，经一定时间的延期能使其上的导爆管轴线与弹丸轴线的重合，球转子转正所经历的时间能够保证其在安全距离之外解除保险，即实现延期解除保险；

(2)成本低：除球座和击发体外各零件均为回转体，球座和击发体的基本结构要素也是回转体，便于加工和检验，并降低成本。

附图说明

图1是本发明具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信整体剖视图。

图2是本发明膛内点火机构剖视图。

图3是本发明隔离球剖视图。

图4是图1中B-B向截面图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信，包括上体1、膛内点火机构2、火药计时机构3、离心自毁机构4、球转子保险和解除保险机构5、引信体58、导爆管6和传爆管7，所述上体1的内部具有一沿其中轴线贯穿的通孔，所述上体1的通孔的上部连接有所述膛内点火机构2，所述上体1的通孔的中部设置有火药计时机构3，所述膛内点火机构2的底面与所述火药计时机构3的顶面相接触，所述火药计时机构3包括延期管壳31以及位于所述延期管壳31内的延期管33，所述离心自毁机构4包括至少部分位于所述上体1的通孔内的击发体41，所述击发体41为一上下贯穿的结构，所述火药计时机构3的下部伸入所述击发体41，所述离心自毁机构4还包括一位于所述延期管壳31外部的自毁簧44，所述自毁簧44的下部抵靠在击发体41内的一台阶面上，所述自毁簧44的上部抵靠在所述上体1的通孔内的一台阶面上，所述击发体41的底端设置有针刺瞬发雷管43，所述击发体41的周向侧面包括多个离心球孔，每个离心球孔内包括一个离心球42，多个离心球42在弹道上所受离心力的作用下能够沿引信轴线压缩自毁簧44将击发体41向上抬起，所述起爆引信的下部包括一上下贯穿的引信体58，所述离心自毁机构4的下部伸入所述引信体58设置，所述引信体58的上部内侧面包括一自上至下减缩延伸的斜面，所述离心球42与所述斜面的下端相接触，所述引信体58的内部设置有隔离球57，所述引信体58的下部开口内设置有球座56，所述球座56的顶部与隔离球57的底部相接触抵靠，引信体58和球座56构成的腔室内壁与其内的隔离球57存在间隙，引信体58与上体1通过螺纹连接。

结合图3-4，所述隔离球57的左右两侧对称设有两个小导爆管室512，每个小导爆管室512内均设有一小导爆管52和位于小导爆管52外部的隔爆套51，每个小导爆管52包括导爆药521、位于导爆药521外部的小导爆管壳522以及位于导爆药521外侧面的小击针523，击针尖背离球心向外，能保证隔离球57在双向随机转动的情况下均能刺发针刺瞬发雷管43并由其输出的爆轰引爆小导爆52，所述隔离球57后端外侧设有月牙槽514，所述月牙槽514外卡持有开口环53，所述开口环53的开口端设置有保险销54，保险销54的上端顶面贴近所述月牙槽514顶端面，保险销54的上端侧面与所述月牙槽514侧面贴靠，所述保险销54设置于球座56侧面的孔内，底端由一剪切销55支撑，所述导爆管6设置于球座56底面的导爆管孔内，所述传爆管7连接在引信体58的底部。所述隔离球57顶端面与击发体41底端面接触。

进一步地，结合图2，所述膛内点火机构2包括头帽25、头帽25中心盲孔内顶部的大击针21、支撑所述大击针21的击针簧23、在击针簧23底端封口用的挡圈24，所述头帽25的下部外壁面与上体1的通孔内壁面之间通过螺纹连接，在头帽25与上体1之间设置有密封圈22，能保证长期储存过程中引信内部处于密封状态而不易使零件发生锈蚀，所述击针簧23的抗力能保证勤务处理中所产生的冲击不会使大击针21压缩击针簧23而刺发延期管，所述头帽25的底面与延期管壳31的顶面相接触，所述大击针21的针头正对延期管33，所述延期管33的底部设置有纸垫32。

进一步地，所述导爆管6包括盖片61、大导爆管壳62和大导爆药63，所述盖片61盖在大导爆药63顶端，大导爆管壳62置于盖片61和大导爆药63之外。所述传爆管7包括加强帽71、传爆管壳72和传爆药73，所述加强帽71盖在传爆药73顶端，所述传爆管壳72连接在引信体58的底部，所述加强帽71和传爆药73位于所述传爆管壳72与引信体58之间形成的空间中。传爆管7后端作为引信输出端，用于起爆含碘化银药柱的弹丸内的炸药装药。

进一步地，所述隔离球57为钢球。

进一步地，所述延期管33内包括发火药。

勤务处理过程中所产生的跌落、振动等冲击不会使剪切销被剪切断，将保险销设置于球座内侧面能够节省引信轴向空间；隔离球下侧设置有月牙槽，月牙槽外侧卡持有开口环，能防止隔离球在球腔内转动，跌落和振动时不会张开释放隔离球，剪切销、保险销和开口环组成了隔离球的冗余保险。装配状态下隔离球受开口环和保险销锁定，无法转动而处于错位状态，此时即使火药计时机构内的延期管和/或击发体内的针刺瞬发雷管意外发火爆炸，由于有隔离球的存在，也不会引爆小导爆管和大导爆管、传爆管，从而确保了引信的隔爆安全性。当球转子保险和解除保险机构装入上体后，可以从上部中心孔采取拨动检查的方式防止装配成解除保险状态，并防止出现隔离球漏装、装配错误以及由于杂质、硬棱和毛刺等将隔离球“压死”的现象。发射后解除约束的球转子(隔离球及其内的小导爆管)受离心力矩和陀螺力矩共同作用，在球腔内做绕球心的三自由度定点转动，由于装配初始位置的随机性，球转子可发生双向转动，但经一定时间的延期均能实现小导爆管轴线与弹丸轴线的重合，球转子转正所经历的时间能够保证其在炮口安全距离之外解除保险，即实现延期解除保险。

导、传爆药满足GJB373A《引信安全性设计准则》中关于导、传爆药的感度要求，能保证在勤务处理和发射过程中不会意外发火而引起过早炸。

本发明高炮防雹增雨弹时间起爆引信的工作过程详述如下：

勤务处理期间，大击针21与延期管33之间的击针簧23保证弹药或弹丸或引信以1.5m以下高度意外跌落时大击针21无法刺入延期管33即无法发火；自毁簧44紧压着击发体41，击发体41底端中心内置针刺瞬发雷管43，紧压着球转子保险和解除保险机构5，同时球转子保险和解除保险机构5受开口环53和保险销54的刚性锁定，无法转正而处于装配时的错位隔爆状态，确保引信在勤务处理阶段的安全性。

弹丸发射时，在后坐力作用下，后坐保险机构的保险销54后坐，剪断剪切销55，解除对隔离球57的第一道保险；同时，膛内点火机构中的大击针21后坐，压缩击针簧23，刺入延期管33，使延期管33发火，延期管开始计时工作。

弹丸在膛内运动接近炮口处，因弹丸高速旋转，在离心力作用下开口环53甩开，释放了隔离球57，解除对隔离球57的第二道保险。击发体41内的离心球42在离心力的作用下向外甩，作用于引信体58的斜面上。弹丸飞出炮口后，后坐力消失或接近消失，自毁簧44受离心球42与引信体58斜面作用的分力而被压缩。同时，击发体41带动针刺瞬发雷管43上升，释放球转子保险和解除保险机构5，隔离球57在离心力矩作用下克服摩擦力矩并在陀螺力矩的参与作用下逐渐转正，爆炸序列对正，引信解除保险，处于待发状态。对应球转子保险和解除保险机构5转正经历的时间，弹丸飞过炮口安全距离，引信实现延期解除保险。再经过一段时间后，延期管33工作结束，输出爆轰引爆针刺瞬发雷管43，瞬发雷管43引爆隔离球中一侧的小导爆管52，小导爆管52又引爆另一侧的小导爆管，继而引爆球座中导爆管6，导爆管6引爆传爆管7，传爆药7引爆弹丸，完成引爆工作。

如果球转子保险和解除保险机构5未能转正，延期管33工作结束，输出爆轰引爆针刺瞬发雷管43，引信实现空中绝火。

如果引信延期管因其膛内点火机构点火失效或因其自身熄火而未能正常起爆，在飞行过程中弹丸转速不断减小，当弹丸转速减小到特定值时，离心球42离心力使击发体41向上运动的力就会小于被压缩的自毁簧44的抗力。结果，自毁簧44推动击发体41向下运动，使针刺瞬发雷管43戳击小击针而发火，瞬发雷管43引爆隔离球中一侧的小导爆管52，小导爆管52又引爆另一侧的小导爆管，继而引爆球座中导爆管6，导爆管6引爆传爆管7，传爆药7引爆弹丸，最终引爆弹丸内装药使弹丸在空中实现自毁。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种具有离心自毁功能的高炮防雹增雨弹时间起爆引信，包括上体(1)、膛内点火机构(2)、火药计时机构(3)、离心自毁机构(4)、球转子保险和解除保险机构(5)、引信体(58)、导爆管(6)和传爆管(7)，其特征在于，所述上体(1)的内部具有一沿其中轴线贯穿的通孔，所述上体(1)的通孔的上部连接有所述膛内点火机构(2)，所述上体(1)的通孔的中部设置有火药计时机构(3)，所述膛内点火机构(2)的底面与所述火药计时机构(3)的顶面相接触，所述火药计时机构(3)包括延期管壳(31)以及位于所述延期管壳(31)内的延期管(33)，所述离心自毁机构(4)包括至少部分位于所述上体(1)的通孔内的击发体(41)，所述击发体(41)为一上下贯穿的结构，所述火药计时机构(3)的下部伸入所述击发体(41)，所述离心自毁机构(4)还包括一位于所述延期管壳(31)外部的自毁簧(44)，所述自毁簧(44)的下部抵靠在击发体(41)内的一台阶面上，所述自毁簧(44)的上部抵靠在所述上体(1)的通孔内的一台阶面上，所述击发体(41)的底端设置有针刺瞬发雷管(43)，所述击发体(41)的周向侧面包括多个离心球孔，每个离心球孔内包括一个离心球(42)，所述起爆引信的下部包括一上下贯穿的引信体(58)，所述离心自毁机构(4)的下部伸入所述引信体(58)设置，所述引信体(58)的上部内侧面包括一自上至下减缩延伸的斜面，所述离心球(42)与所述斜面的下端相接触，所述引信体(58)的内部设置有隔离球(57)，所述引信体(58)的下部开口内设置有球座(56)，所述球座(56)的顶部与隔离球(57)的底部相接触抵靠，所述隔离球(57)的左右两侧对称设有两个小导爆管室(512)，每个小导爆管室(512)内均设有一小导爆管(52)和位于小导爆管(52)外部的隔爆套(51)，每个小导爆管(52)包括导爆药(521)、位于导爆药(521)外部的小导爆管壳(522)以及位于导爆药(521)外侧面的小击针(523)，所述隔离球(57)后端外侧设有月牙槽(514)，所述月牙槽(514)外卡持有开口环(53)，所述开口环(53)的开口端设置有保险销(54)，保险销(54)的上端顶面贴近所述月牙槽(514)顶端面，保险销(54)的上端侧面与所述月牙槽(514)侧面贴靠，所述保险销(54)设置于球座(56)侧面的孔内，底端由一剪切销(55)支撑，所述导爆管(6)设置于球座(56)底面的导爆管孔内，所述传爆管(7)连接在引信体(58)的底部。

2.根据权利要求1所述的起爆引信，其特征在于，所述膛内点火机构(2)包括头帽(25)、头帽(25)中心盲孔内顶部的大击针(21)、支撑所述大击针(21)的击针簧(23)、在击针簧(23)底端封口用的挡圈(24)，所述头帽(25)的下部外壁面与上体(1)的通孔内壁面之间通过螺纹连接，在头帽(25)与上体(1)之间设置有密封圈(22)。

3.根据权利要求2所述的起爆引信，其特征在于，所述头帽(25)的底面与延期管壳(31)的顶面相接触，所述大击针(21)的击针尖正对延期管(33)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的起爆引信，其特征在于，所述导爆管(6)包括盖片(61)、大导爆管壳(62)和大导爆药(63)，所述盖片(61)盖在大导爆药(63)顶端，大导爆管壳(62)置于盖片(61)和大导爆药(63)之外。

5.根据权利要求4所述的起爆引信，其特征在于，所述传爆管(7)包括加强帽(71)、传爆管壳(72)和传爆药(73)，所述加强帽(71)盖在传爆药(73)顶端，所述传爆管壳(72)连接在引信体(58)的底部，所述加强帽(71)和传爆药(73)位于所述传爆管壳(72)与引信体(58)之间形成的空间中。

6.根据权利要求1所述的起爆引信，其特征在于，所述隔离球(57)为钢球。

7.根据权利要求1所述的起爆引信，其特征在于，所述延期管(33)的底部设置有纸垫(32)。