RU2203476C1

RU2203476C1 - Contact fuze

Info

Publication number: RU2203476C1
Application number: RU2002101516A
Authority: RU
Inventors: Н.М. Варёных; Г.А. Бидеев; В.А. Гайдук; А.В. Морозов
Original assignee: Варёных Николай Михайлович; Бидеев Геннадий Александрович; Гайдук Виктор Антонович; Морозов Анатолий Васильевич
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-04-27

Abstract

FIELD: military equipment, in particular, contact electric fuzes, applicable in antipersonnel bounding mines, booby-traps, in weapon with electric ignition propellant charge, etc. SUBSTANCE: the contact fuze has a trigger mechanism comprising a spring-loaded striker, and a permanent-magnet generator. The permanent-magnet generator has a yoke consisting of a cylindrical core with a base in the form of a disk with a circular cylindrical magnet secured on it, coil fixed coaxially behind the circular cylindrical magnet, and an armature. The armature is made for longitudinal displacement inside the coil, and the break of the magnetic circuit is effected between the cylindrical core of the yoke and the armature in the plane of the magnet, the gap at a break of the magnetic circuit makes up 30 to 40% of the magnet height. Connected to the output circuit of the fuze is a diode with the cathode towards the positive polarity of the working pulse of the permanent - magnet generator. EFFECT: enhanced reliability of the contact fuze with minimum dimensions, providing the maximum value of generated electric power. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике, а именно к контактным электрическим взрывателям, и может найти применение в противопехотных минах, минах ловушках, в оружии с электрическим воспламенением патронов и т.п. The invention relates to military equipment, namely to contact electric fuses, and can find application in anti-personnel mines, mine traps, in weapons with electric ignition of cartridges, etc.

Из уровня техники известны различные варианты выполнения электрических взрывателей. Во взрывателе (DE 2225509, F 42 C 11/04, 06.09.1973) используется электромагнитный генератор запального тока, в котором наружная часть генератора - магнит - вращается в корпусе взрывателя, а внутренняя - катушка якоря - неподвижна. Данное решение является громоздким по размерам и работает только при определенных внешних условиях. The prior art various embodiments of electric fuses. The fuse (DE 2225509, F 42 C 11/04, 09/06/1973) uses an electromagnetic ignition current generator, in which the outer part of the generator — the magnet — rotates in the fuse’s body, while the inner part — the armature coil — is stationary. This solution is cumbersome in size and only works under certain environmental conditions.

Известен контактный взрыватель в виде импульсного магнитоэлектрического генератора, принятый в качестве прототипа (RU 2122177 С1, F 42 C 11/00, 20.11.1998), содержащий ярмо из цилиндрического сердечника и основания в форме диска с закрепленным на нем трубчатым цилиндрическим магнитом. Внутри магнита размещена катушка и дисковый якорь, удерживаемый у торцов магнита и сердечника ярма срезным предохранителем. Данный взрыватель срабатывает лишь при определенных условиях, громоздкий по размерам из-за якоря, имеет сложную конструкцию и не обеспечивает необходимую величину генерируемой электрической энергии. Known contact fuse in the form of a pulsed magnetoelectric generator, adopted as a prototype (RU 2122177 C1, F 42 C 11/00, 11/20/1998), containing a yoke from a cylindrical core and a base in the form of a disk with a tubular cylindrical magnet fixed to it. Inside the magnet there is a coil and a disk armature, held at the ends of the magnet and the core of the yoke by a shear fuse. This fuse works only under certain conditions, bulky in size due to the anchor, has a complex structure and does not provide the necessary amount of generated electrical energy.

Задачей изобретения является создание надежного простого универсального контактного взрывателя с минимальными размерами и одновременно обеспечивающего максимальную величину генерируемой электрической энергии. The objective of the invention is to provide a reliable simple universal contact fuse with a minimum size and at the same time providing the maximum amount of generated electrical energy.

Данная задача решается тем, что контактный взрыватель, содержит ударно-спусковой механизм, включающий подпружиненный ударник, и магнитоэлектрический генератор. Магнитоэлектрический генератор содержит ярмо, состоящее из цилиндрического сердечника с основанием в форме диска с закрепленным на нем кольцевым цилиндрическим магнитом, и катушку, закрепленную соосно неподвижно за кольцевым цилиндрическим магнитом, и якорь. Якорь имеет возможность продольного перемещения внутри катушки, а разрыв магнитной цепи осуществляется между цилиндрическим сердечником ярма и якорем в плоскости магнита, при этом величина зазора при разрыве магнитной цепи составляет 30-40% от высоты магнита. This problem is solved in that the contact fuse contains a trigger mechanism, including a spring-loaded striker, and a magnetoelectric generator. The magnetoelectric generator comprises a yoke consisting of a cylindrical core with a disk-shaped base with an annular cylindrical magnet fixed to it, and a coil fixed coaxially fixed to the annular cylindrical magnet, and an armature. The anchor has the ability to move longitudinally inside the coil, and the magnetic circuit is broken between the cylindrical core of the yoke and the anchor in the plane of the magnet, while the gap when the magnetic circuit breaks is 30-40% of the magnet height.

К выходной цепи взрывателя подключен диод катодом в сторону положительной полярности рабочего импульса магнитоэлектрического генератора. A diode is connected to the output circuit of the fuse by the cathode in the direction of the positive polarity of the working pulse of the magnetoelectric generator.

Новым в изобретении является то, что катушка закреплена соосно неподвижно за кольцевым цилиндрическим магнитом, якорь имеет возможность продольного перемещения внутри катушки, разрыв магнитной цепи осуществляется между цилиндрическим сердечником ярма и якорем в плоскости магнита, при этом величина зазора при разрыве магнитной цепи составляет 30÷40% от высоты магнита, а ударно-спусковой механизм содержит подпружиненный ударник. К выходной цепи контактного взрывателя может быть подключен диод катодом в сторону положительной полярности рабочего импульса магнитоэлектрического генератора. New in the invention is that the coil is fixed coaxially fixed to the annular cylindrical magnet, the anchor has the possibility of longitudinal movement inside the coil, the magnetic circuit is broken between the cylindrical core of the yoke and the armature in the plane of the magnet, while the gap at break of the magnetic circuit is 30 ÷ 40 % of the height of the magnet, and the trigger mechanism contains a spring-loaded striker. A diode with a cathode can be connected to the output circuit of the contact fuse in the direction of the positive polarity of the working pulse of the magnetoelectric generator.

На чертеже показан контактный взрыватель в разрезе. The drawing shows a contact fuse in section.

Контактный взрыватель работает следующим образом. При внешнем воздействии (нажатии, ударе, за счет сил инерции, за счет набегающего воздушного потока и т.п.) на ударно-спусковой механизм 1, состоящий из пружины 2 и штока 3, происходит отрыв якоря 4 от ярма 5. Ярмо 5 выполнено в виде цилиндрического сердечника с основанием в форме диска, на ярме 5 закреплен кольцевой цилиндрический магнит 6, намагниченный в осевом направлении. Кольцевой цилиндрический магнит 6 одним торцом соприкасается с основанием ярма, а другим упирается в неметаллический каркас 7 катушки 8. Отрыв якоря 4 от цилиндрического сердечника ярма 5 происходит в плоскости постоянного кольцевого цилиндрического магнита 6. Якорь 4 соединен со штоком 3, а жесткость пружины 2 подбирается в соответствии с необходимым усилием сжатия. Например, для использования данного устройства в огнестрельном оружии усилие сжатие пружины выбирается из условий безопасности обращения с оружием для предотвращения самопроизвольного срабатывания и равно 2,5÷3,5 кг. Contact fuse operates as follows. With external influence (pressing, impact, due to inertia, due to the incoming air flow, etc.) on the trigger mechanism 1, consisting of a spring 2 and a rod 3, the armature 4 breaks off from the yoke 5. Yoke 5 is executed in the form of a cylindrical core with a base in the form of a disk, an annular cylindrical magnet 6 magnetized in the axial direction is fixed on the yoke 5. The annular cylindrical magnet 6 is in one end in contact with the base of the yoke, and the other abuts against the non-metallic frame 7 of the coil 8. The anchor 4 is torn off from the cylindrical core of the yoke 5 in the plane of the permanent annular cylindrical magnet 6. The anchor 4 is connected to the rod 3, and the stiffness of the spring 2 is selected in accordance with the necessary compression force. For example, to use this device in firearms, the compression force of the spring is selected from the conditions of safe handling of weapons to prevent spontaneous operation and is equal to 2.5 ÷ 3.5 kg.

При отрыве якоря 4 от ярма 5 резко изменяется сопротивление магнитной цепи магнитопровода 9 генератора, в результате чего в обмотке катушки 8 генерируется электродвижущая сила (ЭДС), которая передается на нагрузку (электровоспламенитель мины, капсюль патрона и т.п.). When the armature 4 is separated from the yoke 5, the resistance of the magnetic circuit of the magnetic circuit 9 of the generator changes sharply, as a result of which an electromotive force (EMF) is generated in the coil of coil 8, which is transmitted to the load (mine igniter, cartridge capsule, etc.).

В данном контактном взрывателе разрыв магнитной цепи может происходить в двух плоскостях катушки 8: между якорем 4 и ярмом 5 и якорем 4 и магнитопроводом 9. В результате этого сопротивление магнитной цепи изменяется еще резче. In this contact fuse, magnetic circuit breaking can occur in two planes of coil 8: between armature 4 and yoke 5 and armature 4 and magnetic core 9. As a result, the resistance of the magnetic circuit changes even more sharply.

Во время движения якоря 4 происходит одновременное сжатие возвратной пружины 10, которая обеспечивает возврат якоря в исходное положение. Из конструктивных соображений усилие возвратной пружины выбирается таким образом, чтобы обеспечить оптимальную величину зазора Δ (рабочего хода) якоря 4. Оптимальная величина зазора при разрыве магнитной цепи составляет 30÷40% от высоты магнита. Данное соотношение было получено экспериментальным путем. При зазоре меньше данной величины не обеспечивается максимальная величина ЭДС. Увеличение зазора приводит к увеличению габаритов изделия. В результате опытов были получены оптимальные размеры: высота магнита 5 мм, величина зазора 1,5÷2 мм. During the movement of the armature 4, the return spring 10 is simultaneously compressed, which ensures the armature returns to its original position. From design considerations, the force of the return spring is selected in such a way as to ensure the optimal value of the gap Δ (working stroke) of the armature 4. The optimal size of the gap when the magnetic circuit breaks is 30 ÷ 40% of the magnet height. This ratio was obtained experimentally. With a gap less than this value, the maximum value of the EMF is not provided. The increase in the gap leads to an increase in the dimensions of the product. As a result of the experiments, optimal sizes were obtained: the magnet height is 5 mm, the gap is 1.5 ÷ 2 mm.

При использовании данного контактного взрывателя в оружии необходимо подавить отрицательную составляющую ЭДС, которая возникает при обратном ходе якоря 4. С этой целью к выходной цепи взрывателя подключен диод 11 катодом в сторону положительной полярности рабочего импульса генератора. When using this contact fuse in weapons, it is necessary to suppress the negative component of the EMF that occurs when the armature 4 is backtracked. To this end, a diode 11 is connected to the output circuit of the fuse by the cathode in the direction of the positive polarity of the generator operating pulse.

Данный контактный взрыватель имеет вероятность срабатывания 99,99% при небольших габаритных размерах и высокие энергетические выходные характеристики. This contact fuse has a 99.99% response probability for small overall dimensions and high energy output characteristics.

Использование данного изобретения позволило добиться следующих размеров: диаметр изделия (d) 18 мм, длина (1) 48 мм, при этом полученное напряжение (U) равно 3÷4 В на нагрузке около (R) 10 Ом и длительности импульса (τ) 1÷1,5 мс. Using this invention, it was possible to achieve the following dimensions: product diameter (d) 18 mm, length (1) 48 mm, and the resulting voltage (U) is 3 ÷ 4 V at a load of about (R) 10 Ohms and pulse duration (τ) 1 ÷ 1.5 ms.

Данное изобретение было испытанно в различных условиях и может использоваться для приведения в действие различных устройств. В частности, данное устройство используется при изготовлении бесствольного оружия самообороны, где превосходно зарекомендовало себя. The present invention has been tested under various conditions and can be used to drive various devices. In particular, this device is used in the manufacture of barrelless self-defense weapons, where it has proven itself excellently.

Claims

1. A contact fuse containing a trigger mechanism, and a magnetoelectric generator consisting of a yoke made in the form of a cylindrical core with a base in the form of a disk, with an annular cylindrical magnet fixed to it, a coil fixed motionless, and an anchor, characterized in that the anchor has the ability to move longitudinally inside the coil, which is coaxial to the annular cylindrical magnet, and the magnetic circuit is broken between the cylindrical core of the yoke and the anchor in the m plane agnite, while the gap when breaking the magnetic circuit is 30 ÷ 40% of the magnet height, and the trigger mechanism contains a spring-loaded striker.

2. Contact fuse according to claim 1, characterized in that the diode is connected to the output circuit of the fuse by the cathode in the direction of the positive polarity of the working pulse of the magnetoelectric generator.