CN109506527B - 高炮防雹增雨弹机电时间引信 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高炮防雹增雨弹机电时间引信，包括上体1、风帽2、机电定时发火机构3、引信体4、球转子安全和解除保险机构5和传爆管7。所述风帽2覆盖于上体1前端，其底部收口固定在上体1外侧环形凹槽内，所述机电定时发火机构3包括磁后坐电源和电子定时与发火模块，位于上体1空腔内部，后端与无起爆药雷管17相邻，所述球转子安全和解除保险机构5位于引信体4内部腔体中，顶端与无起爆药雷管17相邻，所述传爆管7前端凸起部分与球转子安全和解除保险机构5相邻，后端作为引信输出端，用于起爆弹丸装药。本发明的高炮防雹增雨弹机电时间引信，定时准确，可生产性好，可靠性高。

Description

高炮防雹增雨弹机电时间引信

技术领域

本发明属于防雹增雨弹引信技术领域，特别是一种高炮防雹增雨弹机电时间引信。

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、泰国和西欧多国，开展人工防雹作业规模较大的有俄罗斯。目前未见国外有使用高炮射击人工防雹增雨弹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，引信瞎火造成的哑弹伤亡事故也是年年存在。防雹增雨作业是防灾减灾行为，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。而且延期药盘的再现性和可生产性较差。

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，延期药盘的再现性和可生产性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特点是可生产性好、可靠性高、安全性好。

实现本发明目的的技术解决方案：

一种高炮防雹增雨弹机电时间引信，包括上体、机电定时发火机构、引信体、球转子安全和解除保险机构和传爆管，所述上体的底部与引信体对接，所述机电定时发火机构设置于所述上体的内部，所述机电定时发火机构包括位于上体顶部内的磁后坐发电机、设置于所述磁后坐发电机底部的支架，支架顶部开设有阶梯孔，所述阶梯孔内设置有保险片，磁后坐发电机的底部表面贴紧保险片上表面，且支架上表面与磁后坐发电机的电枢下表面平齐，支架位于保险片的下部在轴向与磁后坐发电机对应的位置开设有一凹槽，支架内部具有一内腔，所述内腔内设置有电路盒，电路盒内设置有定时电路部件，所述上体上部侧面具有一侧槽，所述机电定时发火机构的接线板不接线一侧表面固定于所述侧槽内表面，接线板与磁后坐发电机通过导线相连，接线板的接线通过支架的偏心孔与定时电路部件相连，设置于所述电路盒底部阶梯小孔腔体内的电点火头通过导线与定时电路部件相连，所述引信体位于电点火头的下方，所述引信体的上部具有一通孔，所述通孔内设置有雷管套，所述雷管套内设置有无起爆药雷管，所述球转子安全和解除保险机构位于引信体内部腔体中，所述球转子安全和解除保险机构顶端与无起爆药雷管相邻，所述球转子安全和解除保险机构包括隔离球、导爆管、大开口环、小开口环和后坐保险机构，所述隔离球内部设置有导爆管，所述隔离球通过所述大开口环和小开口环实现定位，所述后坐保险机构包括球座、垫圈、保险销和剪切销，所述球座沿圆周均匀设置四个轴向通孔，其中三个既为球座装配时的扳手孔，还是泄压孔，另一个轴向孔内设置有保险销，保险销上端表面贴紧隔离球底部的开口槽内表面，所述剪切销横向插入到保险销的径向通孔中，将保险销固定在球座中，所述垫圈贴紧球座下端面，所述传爆管顶端凸起部分与球转子安全和解除保险机构相邻，后端作为引信输出端。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)可生产性好：电子定时原理相比于延期药盘可生产性好；

(2)可靠性高：相比于现有产品，使用机电定时发火机构起爆引信，即通过延时起爆电路精确控制降雨弹引信中爆炸元件的起爆时间，而且装定时间可检测，不会像延期药盘那样易于发生窜火和瞎火，无起爆药雷管外设置有增强径向约束的雷管套，可以提高起爆可靠性，传爆威力大，起爆可靠性好；

(3)安全性好：无起爆药雷管内部药剂均为满足GJB373A《引信安全性设计准则》要求的许用导、传爆药，雷管采用燃烧转爆轰原理引爆，安全性高，引信内采用了多个泄爆孔，能提高引信在勤务处理和使用过程中意外发火时的隔爆安全性，此外机电定时发火机构具有电发火能量耗散特性，提高了爆炸物处理安全性，全面满足GJB373A-1997《引信安全性设计准则》相关要求，特别是延期解除保险的要求；

(4)成本低：各零件形状几乎均为回转体，便于加工和检验，并降低成本。

附图说明

图1是本发明高炮防雹增雨弹机电时间引信的结构示意图。

图2是图1中A-A向剖视图。

图3是球转子及其内导爆管和隔离环的剖视图。

图中1为上体，2为风帽，3为机电定时发火机构，4为引信体，5为球转子安全和解除保险机构，6为球转子的后坐保险机构，7为传爆管，8为接线板，9为磁后坐发电机，10为保险片，11为支架，12为电路盒，13为定时电路部件，14为电点火头，15为缓冲垫，16为支板，17为无起爆药雷管，18为雷管套，19为止转销，20为隔离球，21为导爆管，22为大开口环，23为小开口环，24为球座，25为垫圈，26为保险销，27为剪切销，28为加强帽，29为传爆药，30为传爆管壳，31为隔离环，511为导爆管室，512为第一月牙槽，513为第二月牙槽，514为开口槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

结合附图1，本发明的高炮防雹增雨弹机电时间引信，包括上体1、风帽2、机电定时发火机构3、引信体4、球转子安全和解除保险机构5和传爆管7。所述风帽2覆盖于上体1前端，其底部收口固定在上体1外侧环形凹槽内，所述机电定时发火机构3包括磁后坐电源和电子定时与发火模块，位于上体1空腔内部，后端与雷管相邻，所述球转子安全和解除保险机构5位于引信体4内部腔体中，顶端与无起爆药雷管17相邻，所述传爆管7前端凸起部分与球转子安全和解除保险机构5相邻，后端作为引信输出端，用于起爆弹丸装药。

所述机电定时发火机构3包括磁后坐电源和电子定时与发火模块，具体包括接线板8、磁后坐发电机9、保险片10、支架11、电路盒12、定时电路部件13、电点火头14、缓冲垫15和支板16。所述接线板8不接线一侧表面固定于上体1侧槽内表面，磁后坐发电机9置于上体1中心空腔内，其中磁芯轴线与引信轴线重合，其底部表面贴紧保险片10上表面，接线板8与磁后坐发电机9通过导线相连。所述支架11轴线与上体1轴线重合，其直径较小一段与上体1内腔中预留阶梯孔形成孔轴配合，且支架11上表面与磁后坐发电机9的电枢下表面平齐，保险片10下表面与支架11顶部开设的阶梯孔内表面贴紧。所述电路盒12轴线与支架11轴线重合，其顶部端面贴紧支架11内腔上表面。所述定时电路部件13置于电路盒12内腔中，接线板8的接线通过支架11的偏心孔与定时电路部件13相连。所述电点火头14通过导线与定时电路部件13相连，放置于电路盒12内部阶梯孔小孔腔体内，定时电路部件13为一可预先设定定时时间的部件，当其接收到接线板8的信号后，经过预设的时间后启动电点火头14。所述缓冲垫15中心设一通孔，电路盒12直径较小一端伸入中心孔中，缓冲垫15上表面与电路盒12底部阶梯端面贴紧。所述支板16轴线与上体1轴线重合，其上表面与缓冲垫15底部端面贴紧。其中电路盒12底部通孔、支板16中心孔、雷管套18阶梯孔组成传火通路，用于无起爆药雷管17的火焰引爆。所述无起爆药雷管17内部药剂均为满足GJB373A《引信安全性设计准则》要求的许用直列火炸药，雷管采用燃烧转爆轰原理，提高了生产安全性。

进一步地，结合图2，所述球转子安全和解除保险机构5包括隔离球20、导爆管21、大开口环22、小开口环23和后坐保险机构6。所述隔离球20放置在引信体4内部球形腔体内，并在引信体4球形腔体开有六个泄压通孔能提高隔爆安全性。所述隔离球20包括第一月牙槽512和第二月牙槽513，所述第一月牙槽512被大开口环22卡持，第二月牙槽513被小开口环23卡持，大开口环22和小开口环23交错90°设置。

进一步地，所述无起爆药雷管17放置在加厚、加重的加强壳体即雷管套18中，可以提高无起爆药雷管燃烧转爆轰的可靠性。雷管套18底部平面贴紧引信体4顶部腔体的内表面。

进一步地，上体1与支架11之间设置有止转销19，起到止转的作用。

进一步地，参见图3，导爆管21内设有隔离环31，用以改善隔爆安全性。

进一步地，所述后坐保险机构6包括球座24、垫圈25、保险销26和剪切销27。所述球座24沿圆周均匀设置四个轴向通孔，其中三个既为球座装配时的扳手孔，又可通过该孔观察球转子装配位置的正确性，还是泄压孔以提高隔爆安全性。另一个轴向孔内设置有保险销26，保险销26靠近横向通孔的一侧表面贴紧隔离球底部的开口槽514内表面，实现后坐保险。所述剪切销27插入到球座24与保险销26横向共轴线的通孔中，将保险销26固定在球座24中。所述垫圈25贴紧球座24下端面，垫圈25采用塑性较好的材质如纯铝，以防止保险销26在解除保险后撞击回弹而干涉球转子转正。

结合附图，对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，引信所受到的冲击过载无法使磁后坐发电机9中的磁芯克服保险片10的保险作用而后坐，进而无法接通机电定时发火机构3的延时电路，即无起爆药雷管17无法发火；同时隔离球20受大、小开口环22、23和保险销26的刚性锁定，无法转正而处于错位隔爆状态，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26后坐，剪断剪切销27，解除对隔离球20的第一道锁定；同时，机电定时发火机构3中的磁后坐发电机9的磁芯后坐剪切保险片10，后坐运动产生电信号，由接线板8传递给定时电路部件13，进而按定时电路部件13中预先的设定接通延时起爆电路。弹丸在膛内运动接近炮口处，因弹丸高速旋转，大、小开口环22、23在离心力作用下甩开，释放了隔离球20，解除对隔离球20的第二道锁定。弹丸飞出炮口后，隔离球20在离心力矩作用下克服摩擦力矩并在陀螺力矩的参与下逐渐转正，爆炸序列对正，引信解除保险，处于待发状态。对应球转子转正经历的时间，弹丸飞过安全距离，引信实现延期解除保险。再经过一段时间后，定时电路部件13中的延时起爆电路给电点火头14通电，使得无起爆药雷管17发火，无起爆药雷管17经由电路盒12底部通孔、支板16中心孔、雷管套18阶梯孔组成传火通路，引爆隔离球20中的导爆管21。导爆管21中的各药柱被逐级引爆，继而引爆传爆管7，传爆药29又引爆弹丸。

如果球转子安全和解除保险机构5意外未能转正，延时起爆电路通过电点火头14引爆无起爆药雷管17，引信实现空中绝火。此时的哑弹状态能保证爆炸物处理安全。

不论球转子安全和解除保险机构是否解除保险，万一引信瞎火后哑弹落地，如果地面比较松软，引信头部没有被破坏，则在发射后30min内，引信电发火能量会耗散掉，引信能保证哑弹的爆炸物处理安全。如果地面比较坚硬，哑弹落地后头部就会损坏，机电定时发火机构就会解体，机电定时发火机构下方的电点火头很有可能也会被损坏，此时引信下半部分已无敏感装药，因此仍然能够保证哑弹的爆炸物处理安全。

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 (8)

1.一种高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，包括上体(1)、机电定时发火机构(3)、引信体(4)、球转子安全和解除保险机构(5)和传爆管(7)，所述上体(1)的底部与引信体(4)对接，所述机电定时发火机构(3)设置于所述上体(1)的内部，所述机电定时发火机构(3)包括位于上体(1)顶部内的磁后坐发电机(9)、设置于所述磁后坐发电机(9)底部的支架(11)，支架(11)顶部开设有阶梯孔，所述阶梯孔内设置有保险片(10)，磁后坐发电机(9)的底部表面贴紧保险片(10)上表面，且支架(11)上表面与磁后坐发电机(9)的电枢下表面平齐，支架(11)位于保险片(10)的下部在轴向与磁后坐发电机(9)对应的位置开设有一凹槽，支架(11)内部具有一内腔，所述内腔内设置有电路盒(12)，电路盒(12)内设置有定时电路部件(13)，所述上体(1)上部侧面具有一侧槽，所述机电定时发火机构(3)的接线板(8)不接线一侧表面固定于所述侧槽内表面，接线板(8)与磁后坐发电机(9)通过导线相连，接线板(8)的接线通过支架(11)的偏心孔与定时电路部件(13)相连，设置于所述电路盒(12)底部阶梯小孔腔体内的电点火头(14)通过导线与定时电路部件(13)相连，所述引信体(4)位于电点火头(14)的下方，所述引信体(4)的上部具有一通孔，所述通孔内设置有雷管套(18)，所述雷管套(18)内设置有无起爆药雷管(17)，所述球转子安全和解除保险机构(5)位于引信体(4)内部腔体中，所述球转子安全和解除保险机构(5)顶端与无起爆药雷管(17)相邻，所述球转子安全和解除保险机构(5)包括隔离球(20)、导爆管(21)、大开口环(22)、小开口环(23)和后坐保险机构(6)，所述隔离球(20)内部设置有导爆管(21)，所述隔离球(20)通过所述大开口环(22)和小开口环(23)实现定位，所述后坐保险机构(6)包括球座(24)、垫圈(25)、保险销(26)和剪切销(27)，所述球座(24)沿圆周均匀设置四个轴向通孔，其中三个既为球座(24)装配时的扳手孔，还是泄压孔，另一个轴向孔内设置有保险销(26)，保险销(26)上端表面贴紧隔离球底部的开口槽(514)内表面，所述剪切销(27)横向插入到保险销(26)的径向通孔中，将保险销(26)固定在球座(24)中，所述垫圈(25)贴紧球座(24)下端面，所述传爆管(7)顶端凸起部分与球转子安全和解除保险机构(5)相邻，后端作为引信输出端。

2.根据权利要求1所述的高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，所述上体(1)还包括风帽(2)，所述风帽(2)覆盖于上体(1)顶端，其底部收口固定在上体(1)外侧环形凹槽内。

3.根据权利要求1所述的高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，所述机电定时发火机构(3)还包括设置于电路盒(12)底部的缓冲垫(15)，所述缓冲垫(15)中心设一中心通孔，电路盒(12)底部直径较小一端的阶梯小孔腔体伸入中心孔中。

4.根据权利要求3所述的高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，所述机电定时发火机构(3)还包括支板(16)，所述支板(16)位于缓冲垫(15)的下方其上表面与缓冲垫(15)底部端面贴紧，所述支板(16)具有一中心孔。

5.根据权利要求4所述的高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，所述支架(11)轴线、上体(1)的轴线、所述缓冲垫(15)的轴线和所述支板(16)的轴线重合。

6.根据权利要求1所述的高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，所述垫圈(25)的材质为纯铝。

7.根据权利要求1所述的高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，所述的导爆管(21)内设有隔离环(31)。

8.根据权利要求1所述的高炮防雹增雨弹机电时间引信，其特征在于，所述隔离球(20)包括第一月牙槽(512)和第二月牙槽(513)，所述第一月牙槽(512)被大开口环(22)卡持，第二月牙槽(513)被卡持小开口环(23)卡持，大开口环(22)和小开口环(23)交错90°设置。

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