Взрыватели: состояние и тенденции развития

дистанционный М762 для КАС (полетное время до 200 сек, шаг 0,1 сек) (рис., см. ниже);

Рис. Дистанционный взрыватель М7 62

дистанционный М7 67 для ОФС (полетное время до несколько десятков секунд, шаг, вероятно, 0,012 сек);

многорежимный М773 (неконтактное, дистанционное, контактное с замедлением и контактное мгновенное действие) для ОФС и его дальнейшая модификация М7 82 с тормозными щитками (рис., см. ниже).

Рис. Многорежимный взрыватель М7 82

- М7 82 объединяет четыре режима: неконтактный, дистанционный, контактный с замедлением и контактный мгновенный. В режиме контактный с замедлением взрыватель отрабатывает задержку инициирования от 5 до 10 мс, а в режиме дистанционный задавать время срабатывания с шагом 0,1 с в диапазоне 0,5-199,9 с.

В основе концепции развития американских взрывателей ствольной артиллерии лежат принципы узловой и межвидовой унификации.

Взрыватели выполняются на основе единых и унифицированных узлов - индуктивная линия управления, унифицированные электронные компоненты, источник питания, авторегулируемый запреградный замедлитель, ПДУ и др.

Взрыватель Omicron M18 0 израильской фирмы Reshef является более новой разработкой. Он принят на вооружение в 1999 г. Взрыватель имеет два режима - контактный и неконтактный. Электронный таймер включает неконтактный блок на основе РЛС непрерывного излучения с частотной модуляцией за 1,8 с до установленного времени.

Многорежимный взрыватель DM7 4 фирмы Junghans (рис., см. ниже), предназначенный для 105-203 мм ОФС, имеет также четыре вида действия.

Рис. Многорежимный взрыватель DM7 4

Все перечисленные выше взрыватели программируются с помощью индуктивного установщика, как переносного, так и установленного в состав артиллерийской системы.

Многофункциональные (многорежимные) взрыватели разрабатываются и для средних калибров. Примером такого взрывателя является контактно-неконтактный дистанционный взрыватель, разработанный в ЮАР. Аналогичные разработки имеются и в других странах.

Возрастающая потребность обеспечения высокой точности стрельбы на большую дальность привела к появлению программ разработки взрывателей, объединяющих в одном устройстве выполнение классических функций с той или иной формой коррекции траектории полета снаряда. Это является неизбежным шагом вверх по лестнице, ведущей к усложнению устройства и повышению стоимости взрывателя, но наградой за этот шаг является повышение эффективности поражения цели, уменьшение расхода боеприпасов и сокращение сопутствующих разрушений.

Траектория артиллерийских снарядов с «интеллектуальными» взрывателями может корректироваться либо только по дальности, либо и по дальности и по направлению. Наибольшее распространение имеет коррекция только по дальности, так как при стрельбе на большие дистанции именно промах по дальности является преобладающей компонентой общего промаха. Этот промах по дальности можно скорректировать, изменяя лобовое аэродинамическое сопротивление снаряда. Коррекция траектории по дальности и направлению привела бы к необходимости оснащения взрывателя стабилизированными по крену (горизонтальными) рулями, и большинство групп разработчиков высокоточных боеприпасов, исходя из практических соображений, предпочли разрабатывать специальные снаряды, чем подобные взрыватели.

Фирма GIAT Industries работает совместно с TDA Armements и Thales Avionics над проектом SAMPRASS (Systeme d'Amelioration de la Precision de I'Artillerie Sol-Sol - система повышенной точности стрельбы полевой артиллерией) и совместно с DGA - над проектом SPACIDO (Systeme a Precision Amelioree par Cinemometre Doppler - система повышенной точности стрельбы с применением до- плеровского измерителя скорости). Оба проекта предполагают установку на 155-мм снаряды «интеллектуальных» взрывателей, оснащенных раскрывающимися аэродинамическими тормозами.

В проекте SAMPRASS (рис., см. ниже) с помощью встроенного во взрыватель приемника системы GPS осуществляется определение координат боеприпаса, эти координаты передаются на наземную станцию, которая сравнивает параметры действительной траектории с параметрами эталонной траектории полета к цели и передает на боеприпас команду на раскрытие аэродинамического тормоза в нужный для коррекции действительной траектории момент времени.

Рис. Взрыватель проекта SAMPRASS

В проекте SPACIDO использованы те же механические узлы, а для расчета параметров действительной траектории полета снаряда применяется наземная станция с доплеровским измерителем скорости, которая рассчитывает момент раскрытия аэродинамического тормоза и передает соответствующую команду на боеприпас.

Отделением MLM фирмы Israel Aircraft Industries (IAI) разрабатывается «компактная система коррекции огня» Compact Fire Adjustment System (CFAS), использующая специальный пристрелочный снаряд, оснащенный приемником системы GPS и каналом связи для определения координат снаряда на траектории и передачи их на наземную станцию. Используя методы дифференциального GPS, наземная станция определяет траекторию полета пристрелочного снаряда, сравнивает ее с расчетной траекторией полета к цели и рассчитывает поправки вертикального и горизонтального углов прицеливания, которые необходимо ввести для стрельбы боевыми снарядами.

Группа Team Star в 1999 г. провела первые стрельбовые испытания по проекту Smart Trajectory Artillery Round (STAR) с использованием «интеллектуального» взрывателя с приемником системы GPS и однократно раскрывающимся аэродинамическим тормозом.

Перед выстрелом во взрыватель с помощью индуктивного установщика вводятся координаты огневой позиции, координаты цели и задается режим срабатывания (контактный или неконтактный). Снаряд выстреливается по цели с заведомым перелетом при некорректируемой траектории. Через три секунды после выстрела с помощью бортового приемника GPS определяются точные координаты снаряда и рассчитывается точный момент раскрытия аэродинамического тормоза для компенсации промаха по дальности.

На выставке Eurosatory 2002 фирма Diehl Munitionssysteme представила данные о разрабатываемом совместно с фирмой Junghans взрывателе с коррекцией дальности полета на основе приемника GPS (рис., см. ниже) . Взрыватель, разрабатывающийся по контракту с МО Германии, имеет неконтактный, контактный и контактный с замедлением режимы срабатывания для применения с осколочно-фугасным снарядом и дистанционный режим срабатывания для применения с кассетными снарядами. Стрельбовые испытания, проведенные в июне 2001 года, продемонстрировали полную функциональность конструкции, включая прием сигнала GPS вращающимся снарядом.



Рис. Взрыватель с коррекцией дальности полета на основе приемника GPS

Великобритания проводит самостоятельные исследования по созданию систем коррекции для 155-мм артиллерийских снарядов. Удачно, по заявлению разработчиков, прошли испытания системы коррекции траектории полета снаряда, включающей процессор обработки сигналов и систему торможения. Снаряд L15, оснащенный системой коррекции траектории полета, на дальности 30 км имел такое же рассеивание, как без коррекции на расстоянии 18 км.

США и Великобритания разрабатывают снаряд с процессором обработки сигналов, размещаемым на снаряде. Такая конструкция обладает рядом преимуществ. Но в то же время при расположении процессора на орудии или наземном пункте управления огнем снаряды могли бы быть дешевле.

Французские и шведские фирмы совместно проводят исследования по созданию снаряда с коррекцией траектории, но данные о параметрах реальной траектории его полета будут поступать не от GPS, а от баллистической станции. Все элементы системы наведения, кроме тормозного механизма, выполнены в наземном варианте.

Пожалуй, наиболее революционным взрывателем, разрабатываемым в настоящее время, является взрыватель для малоизвестного перспективного управляемого снаряда DART (Driven Ammunition Reduced Time of Flight - управляемый высокоскоростной снаряд), разрабатываемого для ВМФ Италии. Сообщается, что DART будет подкалиберным снарядом для орудий 76-мм корабельных пушек Compact и Super Rapid фирмы OTO-Breda. Будет применено наведение по лучу (предположительно лазерному), а снаряд будет оснащен комбинированным взрывателем. DART - очень смелая концепция, но пока неизвестно, будет ли она воплощена в жизнь.

Одной из проблем, при разработке новых взрывателей, является необходимость их снабжения надежным источником питания. Данный источник должен иметь срок хранения не менее 10 лет и после активации стабильно обеспечивать взрыватель электропитанием.

Одним из возможных решений этой проблемы является использование в качестве основного источника питания химические источники тока, имеющие длительный срок хранения. Этим требованиям отвечают литиевые элементы, которые также имеют высокую удельную мощность. Альтернативным решением является использование резервной батареи, для активации которой необходимо расплавить электролит, находящийся в батарее. На рис. (см. ниже) представлена ампульная батарея к современному взрывателю.

Рис. Ампульная батарея для 7 6-мм взрывателя MFF фирмы Thales

Взрыватели нового поколения требуют применения механических узлов меньших размеров и обладающих большей надежностью. Изготовление таких узлов возможно с использование МЭМС (микро электромеханические системы) технологий. Использование МЭМС технологий и технологий микроэлектроники открывает широкие перспективы создания миниатюрных, объемом в несколько кубических миллиметров, акселерометров, гироскопов, а также других элементов взрывателя. По опубликованным данным, такие работы за рубежом проводятся достаточно интенсивно. Имеются сообщения о разработке в Технологическом институте штата Джорджия США интеллектуального взрывателя с использованием микромеханических технологий. По этим технологиям механические и электрические компонент взрывателя выполняются на общей кремниевой подложке с использованием фототравления и аналогичных процессов. В рекламных материалах по этим работам указывается на создание взрывателя размером меньше спичечной головки. Элементная база, используемая в зарубежных взрывателях, приведена на рис., см. ниже.

Рис. Элементная база зарубежных взрывателей

Интересны примеры радикальных технических решений по МЭМС в США. Акселерометры на базе МЭМС повышают точность перспективных снарядов высокой кинетической энергии, выдерживая ускорение свыше 7 0000 g. Один из образцов таких снарядов - противотанковый боеприпас калибра 120 мм М830А1 HEAT (High Energy AntiTank). Его датчики-акселерометры обеспечивают измерение ускорения как при нахождении снаряда в стволе оружия, так и на траектории полета к цели. Кроме того, датчики измеряют ускорение и вибрацию в двух ортогональных плоскостях.

Трехосевые акселерометры на базе МЭМС были испытаны при стрельбе из гаубицы М25 6 калибра 120 мм при ускорении 47 000 g. Компоненты приборного отсека нормально работали при таких условиях, передавая телеметрическую информацию на КП в течение 90 мс. Трехосевые акселерометры откалиброваны в пределах 25-50 g.

Из сказанного выше видно, что за рубежом активно проводятся НИОКР по созданию перспективных дальнобойных снарядов. При разработке боеприпасов для полевой артиллерии зарубежных стран акцент сместился на решение проблемы повышения точности стрельбы. Пристальное внимание уделяется не только разработке нового класса взрывателей, но и их элементной базе, возможности использования перспективных технологий при разработке и изготовлении взрывателей.

Заключение

Одной из важнейшей составной частью артиллерийского выстрела (реактивного снаряда) является взрыватель.

Артиллерийские взрыватели представляют собой устройства, предназначенные для приведения в действие снаряжения снаряда в требуемой точке траектории.

По виду действия взрыватели подразделяются: на ударные, на дистанционные, на дистанционно-ударные и неконтактные.

Ударные взрыватели срабатывают при встрече с преградой (целью). По времени (быстроте) действия ударные взрыватели подразделяются на взрыватели мгновенного (время срабатывания не превышает 0,001 с), инерционного действия (от 0,001 до 0,01 с) и замедленного действия (0,01-0,1 с).

Дистанционные взрыватели срабатывают на траектории в соответствии с произведенной перед выстрелом установкой. Они могут быть пиротехнические, механические, электрические и электромеханические. Наибольшее распространение получили взрыватели с часовым механизмом (механические).

Дистанционно-ударные взрыватели представляют собой сочетание двух механизмов: дистанционного и ударного.

Неконтактные взрыватели вызывают взрыв снаряда при сближении с целью, срабатывая под воздействием какой-либо энергии или поля, отраженных или излучаемых ею.

Неконтактные взрыватели (радиовзрыватели) излучают энергию и реагируют на нее после отражения от цели.

В России взрыватели производят несколько предприятий: НИИ «Дельта», НИИ «Импульс», НИИЭП, ЦНИИ ТОЧМАШ, ГНПП «Прибор» и ФГУП «НИИ «Поиск».

К настоящему времени прослеживается тенденция вытеснения механических взрывателей превосходящими по техническим и экономическим характеристикам электронными аналогами, что особенно заметно на фоне быстро растущего рынка электронных взрывателей. При этом данные типы взрывателей, так же как и механические, имеют ряд особенностей, рассмотрение которых заслуживает отдельного внимания.

Например, в состав современных взрывателей для РСЗО входит электронное временное устройство собранное из специализированных микросхем, обеспечивающих высокую точность отсчета установленного времени действия без использования прецизионных элементов в задающем генераторе временного устройства. Требуемое время дистанционного действия устанавливается аппаратурой дистанционного управления.

Таким образом, тенденции совершенствования взрывателей направлены, как на модернизацию существующих, так и создание технически новых систем, соответствующих требованиям современного общевойскового боя.

Размещено на Allbest.ru