RU154400U1

RU154400U1 - FUSE PIEZOGENERATOR

Info

Publication number: RU154400U1
Application number: RU2015100394/03U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Игнатьев; Сергей Николаевич Муратов; Евгений Ефимович Пиастро; Андрей Евгеньевич Пиастро
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Курганприбор"
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Пьезогенератор взрывателя бронебойных оперённых снарядов, характеризующийся тем, что содержит пьезоэлемент, опирающийся на контакт, запрессованный через изоляцию в металлический корпус, и ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус, при этом пьезоэлемент изготовлен из цирконата-титаната свинца, а ударник из сплава АМг6 поджат к пьезоэлементу с осевым давлением 9-10 МПа для снижения напряжения помехи при раскрытии оперения снаряда.The piezoelectric generator of the fuse of armor-piercing feathered shells, characterized in that it contains a piezoelectric element based on a contact pressed through the insulation into a metal body, and a hammer, pressed against the piezoelectric element with a compression nut screwed onto the body, while the piezoelectric element is made of lead and titanium zirconate AMg6 alloy is pressed to a piezoelectric element with an axial pressure of 9-10 MPa to reduce the interference voltage when opening the plumage of the projectile.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.FIELD OF TECHNOLOGY.

Настоящая полезная модель относится к области военной техники, а именно к пьезоэлектрическим взрывателям бронебойных оперенных снарядов.This utility model relates to the field of military equipment, namely to piezoelectric fuses of armor-piercing feathered shells.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.BACKGROUND OF THE INVENTION

Применение бронебойных кумулятивных невращающихся артиллерийских снарядов для поражения различных бронированных целей связано со стабилизацией их положения в полете с помощью оперения. Оперение раскрывается при вылете снаряда из ствола пушки. При этом в кумулятивных снарядах используются надежные пьезоэлектрические взрыватели мгновенного действия.The use of armor-piercing cumulative non-rotating artillery shells to defeat various armored targets is associated with the stabilization of their position in flight using plumage. The plumage is revealed when the projectile leaves the gun barrel. Moreover, in cumulative shells reliable piezoelectric fuses of instant action are used.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является головодонный взрыватель В-15 (Головодонный взрыватель В-15. Описание устройства и действия. Воениздат МО СССР, Москва - 1966).The closest analogue (prototype) is the V-15 frantic fuse (V-15 frantic fuse. Description of the device and action. Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, Moscow - 1966).

В состав взрывателя В-15 входит пьезогенератор, располагающийся в головной части снаряда. Пьезогенератор взрывателя В-15 содержит пьезоэлемент из титаната бария марки ТБ-1 (по ГОСТ В 16437-86 «Элементы пьезокерамические для взрывателей и взрывательных устройств»), опирающийся на контакт, запрессованный через изоляцию в металлический корпус, и стальной ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус. Сверху пьезогенератор закрыт предохранительным колпаком. При встрече с преградой удар через поджимную гайку и ударник передается на пьезоэлемент, который при сжатии вырабатывает электрический высоковольтный импульс для срабатывания искрового электродетонатора.The structure of the fuse B-15 includes a piezoelectric generator located in the head of the projectile. The fuse piezoelectric generator V-15 contains a piezoelectric element made of TB-1 barium titanate (according to GOST B 16437-86 “Piezoceramic elements for fuses and explosive devices”), based on a contact pressed through insulation into a metal case, and a steel hammer pressed against the piezoelectric element a compression nut screwed onto the housing. The piezoelectric generator is closed by a safety cap on top. When encountering an obstacle, a blow through a compression nut and a striker is transmitted to a piezoelectric element, which, when compressed, generates an electric high-voltage pulse to trigger a spark detonator.

Недостатком данного технического решения является применение пьезоэлемента из титаната бария с малым значением пьезомодуля, ограниченным сверху, в то время как при производстве пьезомодуль ограничен снизу (не менее 133*10^-12 Кл/Н). При отборе пьезоэлементов из титаната бария по верхнему значению пьезомодуля 200*10^-12 Кл/Н до 60% элементов непригодны для использования в данном пьезогенераторе. Ограничение пьезомодуля по верхнему значению, т.е. ограничение чувствительности пьезогенератора к удару, связано с тем, что при раскрытии оперения корпус снаряда испытывает динамический удар, который передается на пьезогенератор и может вызвать ложное срабатывание взрывателя. Кроме того, производство элементов из из титаната бария прекращено в связи с утратой технологии. В настоящее время пьезоэлементы для взрывателей изготовляются только из цирконата-титаната свинца (ЦТС-19) с пьезомодулем не менее 270*10^-12 Кл/Н; использовать эти пьезоэлементы в пьезогенераторе описанной конструкции невозможно. Известен способ повышения помехоустойчивости пьезогенератора за счет демпфирования контактного давления на пьезоэлемент с применением пластичных неметаллических материалов (резины, сукна), обернутых фольгой по патенту РФ на полезную модель №77039 класс F42C 11/02. Такое решение требует больших габаритов взрывателя и для надежности действия применения нескольких пьезоэлементов. Испытания показали, что реакция такой системы носит при малых нагрузках колебательный характер с достаточно большими выбросами напряжения и может привести к ложному срабатыванию детонатора.The disadvantage of this technical solution is the use of a piezoelectric element from barium titanate with a small value of the piezoelectric module, limited from above, while in the production of the piezoelectric module is limited from below (not less than 133 * 10 ^-12 C / N). When selecting piezoelectric elements from barium titanate according to the upper value of the piezoelectric module 200 * 10 ^-12 C / N, up to 60% of the elements are unsuitable for use in this piezoelectric generator. Restriction of the piezoelectric module to the upper value, i.e. the limitation of the sensitivity of the piezoelectric generator to shock is due to the fact that when the plumage is opened, the shell of the shell experiences a dynamic shock, which is transmitted to the piezoelectric generator and can cause a false fuse. In addition, the production of elements from barium titanate was discontinued due to the loss of technology. Currently, piezoelectric elements for fuses are made only of lead zirconate-titanate (TsTS-19) with a piezoelectric module of at least 270 * 10 ^-12 C / N; it is impossible to use these piezoelectric elements in the piezoelectric generator of the described construction. There is a method of increasing the noise immunity of a piezoelectric generator by damping contact pressure on a piezoelectric element using plastic non-metallic materials (rubber, cloth) wrapped with foil according to the RF patent for utility model No. 77039 class F42C 11/02. This solution requires a large fuse and for the reliability of the action of the application of several piezoelectric elements. Tests have shown that the reaction of such a system is oscillating at low loads with sufficiently large voltage spikes and can lead to false detonator tripping.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании конструкции пьезогенератора взрывателя, свободной от указанных недостатков, присущих техническому решению, представляющему известный уровень техники.The problem to which the claimed technical solution is directed is to create a design of the piezoelectric generator of the fuse, free from these shortcomings inherent in the technical solution representing the prior art.

Данная задача решается за счет того, что в пьезогенератор взрывателя, содержащий пьезоэлемент и ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус, устанавливается пьезоэлемент из цирконата-титаната свинца, при этом для снижения чувствительности пьезогенератора к удару до необходимого уровня ударник выполнен из сплава АМг6 и прижат к пьезоэлементу с осевым давлением 9-10 МПа по всей поверхности, устраняющим возникновение сигналов помех («дребезг») пьезогенератора в момент раскрытия оперения.This problem is solved due to the fact that a piezoelectric element made of lead zirconate-titanate is installed in the piezoelectric generator of the fuse, which contains the piezoelectric element and the striker pressed against the piezoelectric element by the screw nut, while to reduce the sensitivity of the piezoelectric generator to impact to the required level, the striker is made of alloy AMg6 and pressed against the piezoelectric element with an axial pressure of 9-10 MPa over the entire surface, eliminating the occurrence of interference signals ("bounce") of the piezoelectric generator at the time of opening of the plumage.

Техническим результатом полезной модели является расширение возможности изготовления пьезогенератора за счет использования выпускаемого более технологичного пьезоэлемента из цирконата-титаната свинца и ударника, выполненного из сплава АМг6 и прижатого к пьезоэлементу с установленным осевым давлением. Одновременно сокращается отход пьезоэлементов при изготовлении пьезогенераторов.The technical result of the utility model is the expansion of the possibility of manufacturing a piezoelectric generator through the use of a more technologically advanced piezoelectric element made of lead zirconate titanate and a striker made of AMg6 alloy and pressed to the piezoelectric element with a set axial pressure. At the same time, the waste of piezoelectric elements in the manufacture of piezoelectric generators is reduced.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.DISCLOSURE OF A USEFUL MODEL.

Полезная модель иллюстрируется описанием и примером практического использования.The utility model is illustrated by a description and an example of practical use.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид пьезогенератора.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a piezoelectric generator.

Пьезогенератор состоит из корпуса 4, контакта 5, запрессованного в трубку 2, изолированных от корпуса пластмассой 6, пьезоэлемента 7 из цирконата-титаната свинца, ударника 8 из сплава АМг6, поджимной гайки 9, колпака 10, пластикатовой прокладки 3 и контактной пружины 1. При сборке пьезогенератора гайка 9 закручивается с моментом, обеспечивающим осевое давление 9-10 МПа по всей поверхности пьезоэлемента. Прокладка 3 обеспечивает герметичность при монтаже пьезогенератора в снаряд. Корпус 4 и контактная пружина 1 являются выводами пьезогенератора.The piezoelectric generator consists of a housing 4, a contact 5 pressed into a tube 2, isolated from the housing with plastic 6, a piezoelectric element 7 made of lead zirconate titanate, a hammer 8 of alloy AMg6, a compression nut 9, a cap 10, a plastic gasket 3 and a contact spring 1. When the assembly of the piezoelectric generator, the nut 9 is twisted with a moment providing an axial pressure of 9-10 MPa over the entire surface of the piezoelectric element. Gasket 3 provides tightness when installing the piezoelectric generator in the projectile. The housing 4 and the contact spring 1 are the outputs of the piezoelectric generator.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.IMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL.

Работа пьезогенератора происходит следующим образом.The operation of the piezoelectric generator is as follows.

При встрече с преградой (целью) происходит деформация колпака 10 и сжатие пьезоэлемента 7 между контактом 5 и ударником 8, в результате чего возникает разность потенциалов на электродах пьезоэлемента 7, которая подается на искровой электрический детонатор в детонационной части взрывателя. В момент раскрытия оперения после вылета снаряда из ствола пушки смятия колпака 10 не происходит, но под действием силы инерции гайка 9 давит на ударник 8, вызывая разность потенциалов (помеху) на электродах пьезоэлемента 7, которая могла бы вызвать срабатывание искрового электродетонатора. Вследствие того, что ударник выполнен из сплава АМг6, гайка 9 врезается в ударник. Это демпфирует усилие сжатия пьезоэлемента 7 и снижает выходное напряжение пьезогенератора ниже уровня срабатывания искрового электродетонатора. Устойчивая работа пьезогенератора в описанном режиме обеспечивается только при создании первоначального осевого давления в 9-10 МПа по всей поверхности пьезоэлемента. Испытания опытных партий подтвердили работоспособность пьезогенератора, предложенной конструкции.When meeting with an obstacle (target), the cap 10 deforms and the piezoelectric element 7 is compressed between the contact 5 and the drummer 8, as a result of which a potential difference arises on the electrodes of the piezoelectric element 7, which is fed to the spark electric detonator in the detonation part of the fuse. At the moment of opening of the plumage after the projectile leaves the barrel of the cannon, the cap 10 does not collapse, but under the influence of inertia the nut 9 presses on the hammer 8, causing a potential difference (interference) on the electrodes of the piezoelectric element 7, which could trigger the spark detonator. Due to the fact that the hammer is made of AMg6 alloy, the nut 9 cuts into the hammer. This dampens the compression force of the piezoelectric element 7 and reduces the output voltage of the piezoelectric generator below the level of operation of the spark detonator. Stable operation of the piezoelectric generator in the described mode is provided only when creating the initial axial pressure of 9-10 MPa over the entire surface of the piezoelectric element. Tests of experimental batches confirmed the performance of the piezoelectric generator of the proposed design.

Claims

The piezoelectric generator of the fuse of armor-piercing feathered shells, characterized in that it contains a piezoelectric element based on a contact pressed through the insulation into a metal body, and a hammer, pressed against the piezoelectric element with a compression nut screwed onto the body, while the piezoelectric element is made of lead and titanium zirconate AMg6 alloy is pressed to a piezoelectric element with an axial pressure of 9-10 MPa to reduce the interference voltage when opening the plumage of the projectile.