Выбор и обоснование схемно-конструктивных решений электронного дистанционного взрывателя

4  Выбор и обоснование схемно-конструктивных решений ЭДКВ

4.1. Анализ патентно-информационных материалов

Взрыватели танкового выстрела в силу особенностей их применения в составе  боеприпаса  и танка  имеют отличия от артиллерийских. Вместе с тем, танковые взрыватели могут содержать технические решения из электронных взрывателей морской и сухопутной артиллерии. Поэтому для оценки возможности использования в ЭДКВ известных технических решений целесообразно рассмотреть  концепцию построения взрывателей к нарезной артиллерии.

Электронные взрыватели ствольной артиллерии – морской и   сухопутной -  разрабатываются на основе определенного набора технических решений – концепции построения. Основные положения  зарубежной   концепции приведены в работах [1-3]. Концепция  отражена и в   патентах США №№ 4750424, 5473986, 6176168, 6289780, 6675715 и патентом WO2004/015361.

Отечественная концепция предлагается  в статьях [4-6].  Технические решения частично   заявлены   в патентах РФ  №№2040493, 2240494, 2240495.

К основным техническим решениям, определяющим содержание концепции построения электронных  взрывателей артиллерии,  можно отнести принцип работы и  тип вычислительного (временного) устройства, тип и  режим работы линии управления, а также тип  источника питания электронных взрывателей.

Основу зарубежных взрывателей головного расположения в артиллерийском снаряде среднего калибра 155 мм составляет однокристальный микропроцессор с прецизионным тактированием мегагерцовой частоты. Установка взрывателей осуществляется посредством индуктивной линии управления, а в качестве источника питания используется электрохимическая ампульная батарея резервного типа. Такие  взрыватели артиллерийского выстрела  описаны, например, в патентах  США №№ 4750424, 5473986 и рекламируются в различных интернет-источниках (взрыватели США -  М762, М782, Мк432, Мк437,  ФРГ -  DM74 и др.) 

Изначально, основанием для принятия решения о применении процессора, по имеющимся сведениям, стало выполнение требования по оснащению взрывателей сухопутной артиллерии ручным установочным устройством и дисплеем. В дальнейшем процессор, как функционально изменяемое программным способом устройство, позволил выполнить в ходе последующих модернизаций расширение функциональных  возможностей взрывателей. Это расширение было использовано, например, при решении задачи  по обеспечению функции коррекции траектории полета снаряда взрывателем (взрыватель М782), при оснащении  взрывателей приемо-передатчиком и преобразователем сигналов космической навигационной системы.

Наличие микропроцессора в составе  взрывателей  артиллерии предопределило и  принцип действия – метод цифровых преобразований с записью информации в блок энергонезависимой памяти. Из-за этого  возникла необходимость передачи двоичных сигналов в обоих направлениях (от установщика на взрыватель и обратно), что определило режим работы неконтактной индуктивной линии управления – настройка на резонанс индуктивно связанных контуров при каждой стыковке передающей и приемной катушек.

Метод преобразования (масштабирования) установочных временных интервалов использовался американскими специалистами в 80-е годы во всех разрабатываемых электронных дистанционных взрывателях неуправляемого выстрела (взрыватель М443 для неуправляемых авиационных ракет, артиллерийский взрыватель М762, танковый – ХМ742 с установкой радиосигналами после выстрела).  Применяется этот метод и в настоящее время во взрывателях малокалиберной артиллерии, во взрывателях с установкой на дульной срезе ствола  [ ]. Возможно, что метод масштабирования временного интервала  или его аналог (установка с учетом фактической частоты задающего RC-генератора) использованы в разрабатываемых в настоящее время взрывателей к многоцелевым снарядам  танков «Абрамс» и «Леопард».

Индуктивная линия управления  нашла широкое применение во взрывателях ствольной артиллерии многих стран мира. Выбранные американскими специалистами режим работы индуктивного узла (настраиваемый автоматически сложный резонанс индуктивно связанных контуров, импульсные закоротки катушек), параметры управляющих сигналов (рабочая частота, амплитуда наведенного напряжения, повышенный уровень коэффициента связи между катушками до 11 % [ ] ) – все это подчинено возможности обмена информации с микропроцессором сигналами в виде последовательного двоичного кода.  Требования к выполнению индуктивного узла нашли отражение в стандарте НАТО STANAG 4369, получившем распространение в развитых странах мира,  а технические решения построения узла подробно   описаны в патенте США №6176168.

Индуктивная линия управления применяется и в электронном взрывателе 3ВМ17, разработанном в СССР для танковой системы дистанционного подрыва «Айнет».  

В силу наличия энергонезависимой памяти и высокочастотного тактирования в составе процессора,  в зарубежных электронных взрывателях артиллерии применяется источник резервного типа – ампульная батарея. Этот источник, например, типа М762, имеет нагрузочную способность  несколько десятков миллиампер.