Разработка электронного дистанционно-контактного взрывателя для снарядов нарезной минометной артиллерии калибра 120 мм

Уважаемый председатель, уважаемые члены ВАК!

Вашему вниманию предлагается дипломный проект на тему "Разработка электронного дистанционно-контактного взрывателя для снарядов нарезной минометной артиллерии калибра 120-мм''. Работа выполняется в соответствии с техническим заданием на дипломный проект, утвержденным кафедрой Н5.

В дипломном проекте рассматриваются вопросы, посвященные созданию электронного дистанционно-контактного взрывателя, предназначенного для комплектации ОФС калибра 120-мм.

Основные технические требования, предъявляемые к взрывателю, представлены на плакате №1:

1. Отсчитываемое время дистанционного действия (Т_Д) – от 0,6 до 60, с.

2.   Шаг установки (дискретность отсчета времени) не более – 0,1 с.

3.   Дальность взведения взрывателя – 60…200 м.

4.   Коэффициент осевой взводимости  К₁ – 8000 – 12000.

5.   Угловая скорость вращения на траектории – 13000 – 20000 об/мин.

6.   Высота безопасного падения – 5 м.

7.  Интервал рабочих температур -  ± 50°C.

8.  Взрыватель имеет габаритно-присоединительные размеры взрывателя АР-32.

Установка взрывателя на время дистанционного действия осуществляется неконтактным способом через индуктивную линию связи с помощью электронного установщика по временному интервалу. Время хранения введенной во взрыватель информации составляет не менее 20 минут, а время установки не более 0,6 секунды. Требования по установке ЭДКВ и конкретные параметры представлены  на плакате №2. При этом обратная связь взрывателя с установщиком может отсутствовать.

Актуальность работы определяется тем, что на вооружении отечественных самоходных артиллерийских систем до сих пор отсутствуют электронные взрыватели, а имеющиеся механические взрыватели М-12, М-16, 3В35 уже не отвечает современным требованиям, предъявляемым к взрывателям. В тоже время за рубежом создан целый ряд взрывателей для 120-мм минометов. На плакатах № 3-5 представлены американские взрыватели: М734А1 (НКВ) и М784 (ЭКВ) - комплектуют мины калибра 60 и 81-мм, ЭДКВ ХМ784 (комплектуют мины калибра 60 и 120-мм) и ХМ785 (81-мм), и ЮАРовский ЭДКВ  МТF 01.

Так во взрывателе ХМ784, в отличие от взрывателя М734А1, изъято неконтактное действие, а вместо него есть дистанционное. Также осталась ручная установка, ЖКИ индикатор, а точность отсчета времени дистанционного действия Тд повышена с 0,1 с до 0,01 с (смотри плакат №5). Приемная катушка располагается в носовой части и выполнена на ферритовом сердечнике. Источник питания (литиевая батарея) активируется на траектории и имеет две независимые схемы активации - при выстреле от перегрузки или электрической команды после заряда конденсатора.

Взрыватели конструктивно состоят из следующих основных узлов (сверху вниз):

-  неконтактный датчик цели;

-  приемная катушка, обеспечивающая индуктивную связь взрывателя с установщиком;

-  контактный датчик цели, обеспечивающий срабатывание взрывателя при встрече с целью (может использоваться турбогенератор, например, при отсутствии питания);

-  электронный блок с ЭВУ, обеспечивающее отсчет установленного времени дистанционного действия и обработку сигналов от цели;

-  инерционный замыкатель (ИЗ), обеспечивающий запуск ЭВУ при выстреле;

-  источник питания, обеспечивающий функционирование электронного блока взрывателя (литиевая батарея или турбогенератор);

-  предохранительно-детонирующее устройство (ПДУ), обеспечивающее безопасность взрывателя в служебном обращении;

-  детонатор, обеспечивающий подрыв взрывчатого вещества снаряда.

Таким образом, разработка взрывателя удовлетворяющего требованиям ТЗ актуальна.

При разработке взрывателя удовлетворяющего требованиям ТЗ основным вопросом является выбор источника питания. Источник должен обеспечивать возможность установки ЭВУ до выстрела, хранение этой информации и работу электронной части ЭВУ на траектории,  а также обеспечивать заданный срок гарантийного хранения. Из всех известных источников питания (пиротехнические, тепловые, литиевые, конденсаторные и др.), которые работоспособны в условиях оговоренных в ТЗ, была выбрана ампульная батарея СДС-5. В качестве промежуточного источника выбран конденсатор, который заряжается при установке и держит заряд в течение времени порядка 90 с. За это время ЭВУ, построенное на микросхеме 512ПС8, может хранить введенную установку.

Разработанная конструкция взрывателя представлена на плакате № 6. Взрыватель состоит из следующих основных узлов:

-  контактный датчик цели;

-  электронный блок;

-  электронное временное устройство;

-  приемная катушка;

-  инерционный замыкатель;

-  источник питания;

-  предохранительно-детонирующее устройство (ПДУ);

-  детонатор.

Электронный блок включает в себя:

- приемную катушку. Приемная катушка предназначена для приема сигналов, устанавливающих электронно-временное устройство взрывателя в исходное состояние, и обеспечивает заряд аккумулирующего конденсатора;

- двухполупериодный  выпрямитель;

- ограничитель напряжения;

- делитель и стабилизатор напряжения;

- цепь  установки  предназначена для формирования импульсов установки;

- цепь сброса предназначена для формирования импульсов сброса;