Пьезогенератор взрывателя
Полезная модель относится к области военной техники, конкретно к пьезоэлектрическим взрывателям бронебойных оперенных кумулятивных снарядов. Сущность предлагаемого решения заключается в том, что пьезогенератор взрывателя содержит пьезоэлемент из цирконата-титаната свинца, опирающийся на контакт, запрессованный через изоляцию в металлический корпус, и ударник из сплава АМг6, прижатый к пьезоэлементу с осевым давлением 9-10 МПа поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус. При встрече с преградой (целью) происходит сжатие пьезоэлемента между контактом и ударником, в результате чего возникает разность потенциалов на электродах пьезоэлемента, которая подается на подрыв искрового электрического детонатора в детонационной части взрывателя. В момент раскрытия оперения после вылета снаряда из ствола пушки под действием силы инерции гайка давит на ударник, вызывая разность потенциалов (помеху) на электродах пьезоэлемента. Вследствие того, что ударник выполнен из сплава АМг6, гайка врезается в ударник. Это демпфирует усилие сжатия пьезоэлемента и снижает выходное напряжение пьезогенератора ниже уровня срабатывания искрового электродетонатора. Техническим результатом является расширение возможности изготовления пьезогенератора за счет использования выпускаемого более технологичного пьезоэлемента из цирконата-титаната свинца и ударника, выполненного из сплава АМг6, прижатого к пьезоэлементу с установленным осевым давлением, что обеспечивает помехоустойчивость взрывателя при раскрытии оперения снаряда. Одновременно сокращается отход пьезоэлементов при изгоиовлении пьезогенераторов.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.
Настоящая полезная модель относится к области военной техники, а именно к пьезоэлектрическим взрывателям бронебойных оперенных снарядов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.
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.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является головодонный взрыватель В-15 (Головодонный взрыватель В-15. Описание устройства и действия. Воениздат МО СССР, Москва - 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.
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.
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.
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.
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.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Полезная модель иллюстрируется описанием и примером практического использования.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид пьезогенератора.
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.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Работа пьезогенератора происходит следующим образом.
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.
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.
