CN115682845B - 一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，装配在侵彻爆破子弹弹体后端，用于拦截巡航导弹，包括本体、传爆管、垂直转子隔爆模块、前冲针刺发火模块、后坐保险模块及其反恢复模块。该引信利用后坐环境和母弹开舱抛撒环境解除保险。后坐保险模块在解除保险后，其反恢复机构横向移动实现反恢复功能。前冲针刺发火模块利用剪切销实现保险，保证只有侵彻来袭导弹时引信才会作用，而在落地时不会作用，确保爆炸物处理安全。本发明引信尺寸较小：直径12 mm、有效高度60 mm，并且结构简约，成本低廉，满足GJB373B‑2019《引信安全性设计准则》的相关要求。

Description

一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信

技术领域

本发明属于炮射子母弹引信技术，具体涉及一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信。

背景技术

现代战争已成为一种立体化的战争，高技术装备在军事领域已得到广泛应用，使得现代战场呈现出大纵深、多方位和高立体的特点。为了适应这些特点，美、欧、俄已将其作战重点向实施大纵深打击敌后方各类重要目标转移。巡航导弹因体积小、射程远、命中精度高和摧毁能力强等优点被广泛应用。

巡航导弹主要由弹体、制导系统、动力装置和战斗部组成，其飞行弹道通常由起飞爬升段、巡航（水平飞行）段和俯冲段组成。巡航导弹的巡航状态即导弹在火箭助推器加速后，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，以近于恒速、等高度飞行的状态。在这种状态下，单位航程的耗油量最少。但此状态下巡航导弹飞行速度慢、航线相对固定，容易被拦截。巡航导弹战斗部主要由装填物、壳体和引信等部分组成。拦截巡航导弹通常要保证能够摧毁其战斗部。

目前拦截巡航导弹的方法主要是分层拦截。在预警捕获目标之后，首先用携带空空导弹的战斗机实施外层消耗性打击；其次采用地面或舰队区域防空实行第二层拦截；最后由小口径高射速火炮和制导炮弹拦截。由于巡航导弹战斗部壳体较厚，同时拦截弹药命中率低，致使对巡航导弹的拦截有效性不高。

发明内容

本发明的目的在于为有效拦截巡航导弹所用的炮射子母弹侵彻爆破子弹提供一种弹底机械触发引信，主要用于攻击其战斗部，可保证只有在侵彻来袭巡航导弹时引信才会触发，并且在侵彻到战斗部内部后再爆炸，而在未命中目标落地时不会作用，确保爆炸物处理安全。

实现本发明技术解决方案：一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，

包括本体、传爆管、垂直转子隔爆模块、前冲针刺发火模块、后坐保险模块和后坐保险机构的反恢复模块；自本体顶端沿其中心轴线向下开有第一阶梯孔，第一阶梯孔自上向下依次包括第一阶孔、第二阶孔、第三阶孔、第四阶孔、第五阶孔、第六阶孔、第七阶孔和第八阶孔；本体的外侧壁沿径向设有一个连通其第四阶孔的第二阶梯孔，第二阶梯孔的轴线与第一阶梯孔的轴线垂直；本体中下部沿轴向偏心设置一个连通其第二阶梯孔的第三阶梯孔，第三阶梯孔与第二阶梯孔垂直；本体的外侧壁还设有一个连通其第三阶梯孔的第四阶梯孔，第四阶梯孔的轴线与第二阶梯孔的轴线夹角为40°～65°；本体侧壁上沿径向分别开有两个连通第一阶孔且其轴线与第一阶孔轴线共面但高低错开的第一通孔和第二通孔；传爆管设置在第一阶梯孔的第一阶孔和第二阶孔内，第一阶孔前端留有空位，垂直转子隔爆模块设置在第二阶梯孔内，前冲针刺发火模块设置在第一阶梯孔的第七阶孔和第八阶孔内，后坐保险模块设置在第三阶梯孔内，后坐保险机构的反恢复模块设置在第四阶梯孔内；前冲针刺发火模块作为引信触发发火机构，垂直转子隔爆模块使前冲针刺发火模块中的雷管在平时处于隔爆状态，并在引信解除保险后使雷管对正其后垂直转子内的导爆管；后坐保险模块实现对垂直转子隔爆模块的后坐保险功能；后坐保险机构的反恢复模块防止后坐保险模块在解除保险后恢复保险；传爆管用来在引信发火后放大雷管的输出能量。垂直转子转轴与后坐保险模块配合的一端，外延出本体，用于与母弹弹体内的子弹定位瓣配合构成引信的另一道保险机构即约束保险机构。该保险机构依靠母弹开舱抛撒子弹时的空气动力作用解除保险。具体结构涉及母弹结构如定位瓣等，在此未画出。

与现有技术相比，本发明的显著优点是：

结构简单约，成本低廉、可靠性高。

外形尺寸小：直径可到12 mm，有效高度可到60 mm。

剪切销剪切力大，只有碰目标才会剪切发火，跌落和落地（软目标）不会发火，有助于未爆子弹爆炸物安全处理。

附图说明

图1为本发明炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信结构沿轴线剖面的结构示意图。

图2为本发明炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信的A向示意图。

图3为本发明炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信的B向示意图。

图4为本发明炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信的C-C剖面剖视图。

图5为本发明炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信的D-D剖面剖视图。

图6为本发明炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信的F-F剖面剖视图。

图中，1本体、2传爆管、3垂直转子隔爆模块、4前冲针刺发火模块、5后坐保险模块；21爆管壳、22传爆药、23加强帽、31止转销、32导爆管、33垂直转子、34扭簧、35挡板、36螺钉、37定位销、41针刺延期雷管、42击针、43垫圈、44剪切销、51保险销、52后坐簧、53簧堵、61垫片、62挡销簧、63挡销。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

结合图1～图6，本发明所述的一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，包括本体1、传爆管2、垂直转子隔爆模块3、前冲针刺发火模块4、后坐保险模块5和后坐保险机构的反恢复模块；自本体1顶端沿其中心轴线向下开有第一阶梯孔，第一阶梯孔自上向下依次包括第一阶孔、第二阶孔、第三阶孔、第四阶孔、第五阶孔、第六阶孔、第七阶孔和第八阶孔；本体1的外侧壁沿径向设有一个连通其第四阶孔的第二阶梯孔，第二阶梯孔的轴线与第一阶梯孔的轴线垂直；本体1中下部沿轴向偏心设置一个连通其第二阶梯孔的第三阶梯孔，第三阶梯孔与第二阶梯孔垂直；本体1的外侧壁还设有一个连通其第三阶梯孔的第四阶梯孔，第四阶梯孔的轴线与第二阶梯孔的轴线夹角为40°～65°；本体1侧壁上沿径向分别开有两个连通第一阶孔且其轴线与第一阶孔轴线共面但高低错开的第一通孔和第二通孔；传爆管2设置在第一阶梯孔的第一阶孔和第二阶孔内，第一阶孔前端留有空位，垂直转子隔爆模块3设置在第二阶梯孔内，前冲针刺发火模块4设置在第一阶梯孔的第七阶孔和第八阶孔内，后坐保险模块5设置在第三阶梯孔内，后坐保险机构的反恢复模块设置在第四阶梯孔内；本体1尾部螺纹用于连接侵彻爆破子弹尾翼，头部螺纹用于连接侵彻爆破子弹弹体；前冲针刺发火模块4作为引信触发发火机构，垂直转子隔爆模块3使前冲针刺发火模块4中的针刺延期雷管41在平时处于隔爆状态，并在引信解除保险后使雷管对正其后垂直转子33内的导爆管32；后坐保险模块5实现对垂直转子隔爆模块3的后坐保险功能；后坐保险机构的反恢复模块防止后坐保险模块5在解除保险后恢复保险；传爆管2用来在引信发火后放大雷管的输出能量。

所述第二阶梯孔为三阶通孔，自左向右依次是第九阶孔、第十阶孔和第十一阶孔；垂直转子隔爆模块3包括止转销31、导爆管32、垂直转子33、扭簧34、挡板35和定位销37，挡板35位于第九阶孔内，其内端面紧贴第九阶孔孔底，挡板35通过定位销37和两颗螺钉36固定在本体1上；垂直转子33由自左向右的第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱、第四圆柱和第五圆柱构成，第一圆柱向左穿过挡板35，第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱设置在第十阶孔内，第五圆柱设在第十一阶孔内并向右穿出本体1，第一圆柱上开有第一轴向通槽，第五圆柱上开有第二轴向通槽，垂直转子33通过其第四圆柱和第十阶孔孔底即第十阶孔与第十一阶孔之间的台阶面以及挡板35实现其轴向限位；垂直转子33第三圆柱侧面开有平行于其轴线的第一盲孔，止转销31装入第一盲孔，止转销31一端抵在孔底，另一端穿过挡板35且位于挡板35上开设的弧形槽内；止转销31粘接固定在垂直转子33上；第三圆柱侧面沿其径向开有二阶通孔，其中直径大的为第十二阶孔，直径小的为第十三阶孔，导爆管32位于第十二阶孔内并靠粘接和点铆固定；在装配状态下，导爆管32轴线与引信轴线垂直。扭簧34处于预扭状态，其一端套在第一轴向通槽内，另一端穿过挡板35嵌入本体1内，上述两个端头均通过粘接固定；垂直转子33转轴右端径向槽配合后坐保险模块5实现后坐保险，同时外延伸出本体1用于实现另一道保险即结构约束保险：子弹装入母弹后，子弹定位瓣伸入垂直转子33的第二轴向通槽内，约束垂直转子33转动，实现预定保险功能；母弹开舱抛撒后子弹定位瓣与子弹在空气动力作用下分离，即解除了对垂直转子33的约束保险，这一道保险的结构实现涉及母弹定位瓣设计，在此未给出具体图形；作用在垂直转子33上的保险按预定程序全部解除后，垂直转子33在扭簧34预扭力矩的作用下旋转，转过90°角，第十二阶孔中的导爆管32会正对前冲针刺发火模块4中针刺延期雷管41以及其后传爆管2，即引信传爆序列对正。

所述前冲针刺发火模块4包括针刺延期雷管41、击针42、垫圈43和剪切销44，针刺延期雷管41位于第六阶孔内，孔口进行点铆固定；针刺延期雷管41实现侵彻爆破子弹对目标侵彻所需延时；垫圈43顶端抵在第七阶孔与第八阶孔之间的台阶面上，其底端收铆固定在第八阶孔内；垫圈43外端面伸出本体1作为凸起，上述凸起形成薄弱结构，有助于实现跌落缓冲进而保证跌落安全；垫圈43沿其径向开有第三通孔，第三通孔沿垫圈43的轴向位置居中；击针42由自上而下依次连接的针尖、第六圆柱和第七圆柱构成，针尖和第六圆柱位于第七阶孔内且第六圆柱紧贴第七阶孔，由第七阶孔为第六圆柱提供轴向运动导向，第七圆柱位于垫圈43的轴向中心通孔内；击针42外端面内凹于垫圈43外端面，从而保证意外跌落时击针42不会受到地面直接撞击而被破坏；第七圆柱沿其径向开有第四通孔；第三通孔和第四通孔同轴安装；剪切销44位于第三通孔和第四通孔内；剪切销44剪切抗力较大，只有侵彻爆破子弹命中目标时才会被剪断使击针42戳击发火，而意外跌落和落地（软目标）均不会发火，有助于未爆子弹的爆炸物安全处理。

所述第三阶孔、第五阶孔和第十三阶孔均为传爆通道。

进一步地，本体1前端内螺纹空位用于与侵彻爆破子弹侵彻体或战斗部相连，简化了子弹和子弹引信结构，节省了空间。

进一步地，本体1尾端外螺纹部用于连接尾翼，简化了子弹和子弹引信结构，节省了空间。

进一步地，本体1尾端外螺纹设置一块缺失，以助于实现后坐保险机构的安装，简化了子弹和子弹引信结构，节省了空间。

进一步地，本体1上传爆管2部位设有径向通孔，有助于起爆被拦截战斗部内的炸药装药。

进一步地， 整个引信通过结构布局、零件形状和尺寸设计以及材料选择，保证形状误差为零、平均尺寸状态下质心位于轴线上，且气动力特性基本关于轴线对称，因而有助于子弹稳定飞行。

本发明一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信的主要安全原理如下：

勤务处理期间，引信处于隔爆状态即出厂装配状态，引信受到可信的冲击、振动，包括意外跌落和运输振动等，都不会使引信意外解除保险和意外爆炸。剪切销44可保证引信在意外跌落地面时不会被剪断即不会解除保险，即剪切销44不会意外解除对击针42的保险。保险销51对垂直转子33实现后坐保险，即引信头向上意外跌落和运输震动冲击过程中，保险销51会始终对垂直转子33保险。垂直转子33在未转正的情况下，爆炸序列不会对正，即使针刺延期雷管41意外发火，也不会引发垂直转子33中的导爆管32，引信处于隔爆安全状态。

构成引信冗余保险的另一道保险机构是约束保险机构。该约束保险机构由侵彻爆破子弹和子母弹内的子弹定位瓣共同构成。侵彻爆破子弹引信垂直转轴右端延长出本体1。在母弹装配状态下由定位瓣通过垂直转轴上的通槽约束垂直转子33，而在未装入母弹之前，针对单个子弹则由缠绕在引信外的子弹运输保险销（图中未画出）临时约束垂直转子33。

本发明一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信的主要工作过程如下：

炮射子母弹出厂前须进行总体组装，包括引信头部内螺纹连接侵彻爆破子弹弹体，引信尾部螺纹连接子弹尾翼，垂直转子33第二轴向通槽改由子弹定位瓣等结构件深入所约束，等等。

炮射子母弹在火炮膛内发射时，在后坐力的作用下，保险销51向下压缩后坐簧52，直到保险销51前端面与垂直转子33的第二轴向通槽完全脱离，保险销51解除对垂直转子33的保险。在保险销51后坐到位后，挡销63会在挡销簧62的抗力作用下相对于本体1由孔口到孔底运动，使挡销63前端头插入保险销51的环槽，从而阻挡保险销51在后坐力消失后的向上恢复运动，保证保险销51不会再对垂直转子33恢复保险作用。

炮射子母弹在空中开舱后会从母弹壳体中推出子弹以及子弹的定位瓣等内部结构件，子弹定位瓣与子弹在空气动力作用下会迅速分离，从而解除对垂直转子33的保险，垂直转子33在扭簧34的预扭力矩的作用下旋转，第十二阶孔中的导爆管32会正对前冲针刺发火模块4中针刺延期雷管41以及传爆管2，即引信传爆序列对正。

在炮射子母弹侵彻爆破弹过程中，当冲击过载在20000g以下时，剪切销44不能被剪断；当冲击过载在32000g以上时，剪切销44能被可靠剪断，从而解除对击针42的保险，保证只有侵彻来袭导弹时引信才会可靠作用。击针42被释放后顺势刺入针刺延期雷管41，针刺延期雷管41延期发火，保证弹丸侵彻到被攻击战斗部内部再爆炸。针刺延期雷管41通过第五阶孔传火引爆导爆管32，导爆管32爆炸引爆传爆管2，最终引爆战斗部装药或直接引爆来袭巡航导弹战斗部。

侵彻爆破子弹若未能命中来袭导弹而落地，剪切销44不会被剪断，侵彻爆破子弹不会被引爆，确保其爆炸物处理安全。

Claims (5)

1.一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，其特征在于：包括本体（1）、传爆管（2）、垂直转子隔爆模块（3）、前冲针刺发火模块（4）、后坐保险模块（5）和后坐保险机构的反恢复模块；自本体（1）顶端沿其中心轴线向下开有第一阶梯孔，第一阶梯孔自上向下依次包括第一阶孔、第二阶孔、第三阶孔、第四阶孔、第五阶孔、第六阶孔、第七阶孔和第八阶孔；本体（1）的外侧壁沿径向设有一个连通其第四阶孔的第二阶梯孔，本体（1）中下部沿轴向偏心设置一个连通第二阶梯孔的第三阶梯孔，第三阶梯孔与第二阶梯孔垂直；本体（1）的外侧壁设有一个连通第三阶梯孔的第四阶梯孔，第四阶梯孔的轴线与第二阶梯孔的轴线夹角为40°～65°；本体（1）侧壁上沿径向分别开有两个连通第一阶孔且其轴线与第一阶孔轴线共面但高低错开的第一通孔和第二通孔；传爆管（2）设置在第一阶梯孔的第一阶孔和第二阶孔内，第一阶孔前端留有空位，垂直转子隔爆模块（3）设置在第二阶梯孔内，前冲针刺发火模块（4）设置在第一阶梯孔的第七阶孔和第八阶孔内，后坐保险模块（5）设置在第三阶梯孔内，后坐保险机构的反恢复模块设置在第四阶梯孔内；前冲针刺发火模块（4）作为引信触发发火机构，垂直转子隔爆模块（3）使前冲针刺发火模块（4）中的针刺延期雷管在平时处于隔爆状态，并在引信解除保险后使针刺延期雷管对正其后垂直转子内的导爆管；后坐保险模块（5）实现对垂直转子隔爆模块（3）的后坐保险功能；后坐保险机构的反恢复模块防止后坐保险模块（5）在解除保险后恢复保险；传爆管（2）用来在引信发火后放大雷管的输出能量；

所述第二阶梯孔为三阶通孔，自左向右依次是第九阶孔、第十阶孔和第十一阶孔；垂直转子隔爆模块（3）包括止转销（31）、导爆管（32）、垂直转子（33）、扭簧（34）、挡板（35）和定位销（37），挡板（35）位于第九阶孔内，其内端面紧贴第九阶孔孔底，挡板（35）通过定位销（37）和两颗螺钉（36）固定在本体（1）上；垂直转子（33）由自左向右的第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱、第四圆柱和第五圆柱构成，第一圆柱向左穿过挡板（35），第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱设置在第十阶孔内，第五圆柱设在第十一阶孔内并向右穿出本体（1），第一圆柱上开有第一轴向通槽，第五圆柱上开有第二轴向通槽，垂直转子（33）通过其第四圆柱和第十阶孔孔底即第十阶孔与第十一阶孔之间的台阶面以及挡板（35）实现其轴向限位；垂直转子（33）的第三圆柱侧面开有平行于其轴线的第一盲孔，止转销（31）装入第一盲孔，止转销（31）一端抵在孔底，另一端穿过挡板（35）且位于挡板（35）上开设的弧形槽内；止转销（31）粘接固定在垂直转子（33）上；第三圆柱侧面沿其径向开有二阶通孔，其中直径大的为第十二阶孔，直径小的为第十三阶孔，导爆管（32）位于第十二阶孔内并靠粘接和点铆固定；在装配状态下，导爆管（32）轴线与引信轴线垂直；扭簧（34）处于预扭状态，其一端套在第一轴向通槽内，另一端穿过挡板（35）嵌入本体（1）内，上述两个端头均通过粘接固定；垂直转子（33）转轴右端径向槽配合后坐保险模块（5）实现后坐保险，同时外延伸出本体（1）用于实现另一道保险即结构约束保险：子弹装入母弹后，子弹定位瓣伸入垂直转子（33）的第二轴向通槽内，约束垂直转子（33）转动，实现预定保险功能；母弹开舱抛撒后子弹定位瓣与子弹在空气动力作用下分离，即解除了对垂直转子（33）的约束保险；

前冲针刺发火模块（4）包括针刺延期雷管（41）、击针（42）、垫圈（43）和剪切销（44），针刺延期雷管（41）位于第六阶孔内，孔口进行点铆固定；针刺延期雷管（41）实现侵彻爆破子弹对目标侵彻所需延时；垫圈（43）顶端抵在第七阶孔与第八阶孔之间的台阶面上，其底端收铆固定在第八阶孔内；垫圈（43）外端面伸出本体（1）作为凸起，上述凸起形成薄弱结构，有助于实现跌落缓冲进而保证跌落安全；垫圈（43）沿其径向开有第三通孔，第三通孔沿垫圈（43）的轴向位置居中；击针（42）由自上而下依次连接的针尖、第六圆柱和第七圆柱构成，针尖和第六圆柱位于第七阶孔内且第六圆柱紧贴第七阶孔，由第七阶孔为第六圆柱提供轴向运动导向，第七圆柱位于垫圈（43）的轴向中心通孔内；击针（42）外端面内凹于垫圈（43）外端面，从而保证意外跌落时击针（42）不会受到地面直接撞击而破坏；第七圆柱沿其径向开有第四通孔；第三通孔和第四通孔同轴安装；剪切销（44）位于第三通孔和第四通孔内；剪切销（44）剪切抗力大，只有侵彻爆破子弹命中目标时才会被剪断使击针（42）戳击发火，而意外跌落和落地均不会发火，有助于未爆子弹的爆炸物安全处理。

2.根据权利要求1所述的一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，其特征在于：本体（1）前端空位设有内螺纹，用于与侵彻爆破子弹侵彻体或战斗部相连。

3.根据权利要求1所述的一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，其特征在于：本体（1）尾端设有外螺纹，用于连接尾翼。

4.根据权利要求3所述的一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，其特征在于：本体（1）尾端外螺纹设置一块缺失，以助于实现后坐保险机构的安装。

5.根据权利要求1所述的一种炮射子母弹侵彻爆破子弹弹底机械触发引信，其特征在于：整个引信通过结构布局、零件形状和尺寸设计以及材料选择，保证形状误差为零、平均尺寸状态下质心位于轴线上，且气动力特性基本上关于轴线对称。