Взрыватель М734
. Многовариантный взрыватель М734 [1] - дальномерная используемая система обнаружения столкновений, калибра 60, 81 и 120 мм на минометных снарядах в качестве спускового крючка для подрыва снарядов на наиболее поражающих высотах разрыва при борьбе с четырьмя типами угроз на поле боя:
- Дальномер представляет собой доплеровский радар, использующий частотно-модулированный непрерывный сигнал FMCW. [2] Технология излучает радиолокационный сигнал и может быть настроена на запуск двух типов воздушных взрывов: один представляет собой взрыв у поверхности для борьбы с стоящими целями, а другой представляет собой взрыв с большей близости вниз по лежачим или окопавшимся целям. [3]
- Часть взрывателя для обнаружения столкновения состоит из двух механических устройств, одно из которых представляет собой быстродействующий электрический инерционный переключатель для взрыва при столкновении с целью, например транспортным средством, а другое представляет собой механический детонатор с медленным откликом, который позволяет пробить снаряд, например как сквозь полог леса, прежде чем взорваться. [3]
Такая интеграция четырех функций в один взрыватель снижает логистику и затраты на поддержку минометных расчетов на поле боя.
Настройки
[ редактировать ]Типичная процедура стрельбы из миномета заключается в том, что командир отделения выбирает цель и вызывает один из четырех вариантов установки взрывателя. Наводчик наводит миномет на цель, а носитель боеприпасов устанавливает взрыватель. Помощник наводчика сбрасывает снаряд в трубу по команде командира отделения на огонь. [4]
Для установки или настройки взрывателя инструменты не требуются. Его регулировка осуществляется вручную, даже в арктических рукавицах, простым вращением верхней части взрывателя по часовой стрелке до тех пор, пока над индексной линией не окажется трехбуквенная гравировка. Кроме того, настройку можно менять любое количество раз, не повреждая взрыватель. Четыре гравировки по окружности металлического корпуса взрывателя имеют следующие значения высоты детонации: [5]
- PRX = Воздушный взрыв на расстоянии от 3 до 13 футов.
- NSB = приповерхностный взрыв на высоте от 0 до 3 футов.
- IMP = ударный взрыв при контакте. (В случае сбоя настройки IMP детонация происходит через 1/2 секунды после удара.) [6]
- DLY = Задержка после попадания в цепь взрывателя взрывателя 0,05 секунды перед детонацией снаряда. [7]
Во всех четырех вариантах фугасное взрывчатое вещество в минометном снаряде взрывается каскадной последовательностью взрывчатых веществ четырех возрастающих энергий внутри взрывателя. Это электродетонатор «Микродет», зарядное устройство, взрывной ускоритель и узел капсюля замедленного действия, работающие следующим образом: [1]
- В настройках взрывателей PROX, NSB и IMP схема зажигания подает напряжение на небольшой микродеталь, которая обращена к более крупному взрывному устройству и воспламеняет его, который направляется в ускоритель взрывчатого вещества, который инициирует фугасное взрывчатое вещество снаряда.
- В настройке DLY вместо этого взрывной провод инициируется узлом капсюля замедленного действия, который срабатывает даже в случае сбоя питания или электроники.
- Надежность от неразорвавшихся снарядов повышается за счет того, что если M734 не сможет взорвать минометный снаряд при одной настройке, он немедленно и автоматически использует следующую, т. е. ошибка при настройке PRX приводит к выбору детонации NSB. Аналогичным образом, если не произойдет детонация при настройке NSB, автоматически будет выбран IMP и так далее.
- Эта избыточность является фактором безопасности, призванным предотвратить закапывание неисправных минометных снарядов при ударе о землю и их превращение в опасность для гражданского населения после боя или в боеприпасы для действий противника.
Безопасность
[ редактировать ]-
Компоненты взрывателя M734 -
Механическая постановка на охрану
Взрыватели, собранные производителем, настроены на PRX и складируются на минометных снарядах для немедленного использования. Однако с взрывателем безопасно обращаться, поскольку два детонатора установлены в блоке безопасности и взведения (S&A), который удерживает их на 180 градусов от совмещения с зарядным устройством и ускорителем. События, необходимые для поворота цепочки взрывчатых веществ в нужное положение и подачи энергии для электроники взрывателя, не могут быть выполнены случайно или намеренно вандалом, поскольку три действия, которые трудно смоделировать, должны выполняться в быстрой последовательности: [8]
- Импульс осевого ускорения, аналогичный пуску внутри минометной трубы.
- Поток воздуха через воздухозаборник и воздуховыпускное отверстие носового обтекателя аналогичен полету.
- Движение, напоминающее траекторию минометного снаряда в полете (на изделии улучшенный взрыватель М734А1)
Осевое ускорение и силы ветрового потока в совокупности приводят в действие взрыватель на расстоянии 100 и более метров от пусковой установки. [9] Это механическое взведение осуществляется с помощью торсионной пружины, поворачивающей детонаторы на 180 градусов для выравнивания последовательности взрывчатых веществ, как только пружина разблокируется силами ускорения, нажимающими на зигзагообразное устройство возврата, и силой потока ветра, отвинчивающей запирающее устройство с винтовым домкратом.
Эта задержка в механическом взведении после двух независимых выстрелов является основным требованием безопасности. [10] называется «двойной безопасностью». Беспрецедентный третий фактор безопасности, включенный в усовершенствование взрывателя M734A1, заключался в задержке электрического взведения настроек PROX, NSB и IMP за пределы 100 метров до самой высокой точки полета снаряда. [11] [12]
- Это электрическое взведение представляет собой просто подачу питания на цепь зажигания к Microdet, используемую всеми тремя настройками взрывателей.
- Поскольку вершина варьируется в зависимости от типа миномета, угла стрельбы и количества пороха, микропроцессор во взрывателе используется для расчета времени, оставшегося после запуска для достижения максимальной высоты. Это достигается путем мониторинга в реальном времени частот доплеровского радара и ветряного источника питания (узла турбинного генератора) и сравнения с банком данных в памяти.
Источник питания
[ редактировать ] |
 |
 |
Поток ветра в полете обеспечивает как механическую энергию, необходимую для активации S&A, так и электрическую энергию, необходимую для электроники взрывателя. В M734 используется система компонентов для улавливания и регулирования потока воздуха внутри взрывателя и преобразования части энергии воздуха в механическую и электрическую энергию перед выходом из взрывателя. [13]
- В этой системе воздухозаборник направляет поток ветра в сужающееся-расширяющееся сопло ( трубку Вентури ), ограничивающее массовый расход ( дроссельный поток ).
- Затем осевой поток нагнетает центр плоского рабочего колеса и течет радиально через лопасти. Кривизна лопастей постоянно перенаправляет поток, а результирующее давление на вогнутую поверхность создает крутящий момент, который вращает приводной вал.
- Приводной вал постоянно соединен с генератором переменного тока, называемым турбинным генератором, принципы работы которого напоминают автомобильный генератор переменного тока с ременным приводом , миниатюрный, обеспечивающий напряжение 20 В и выдерживающий ускорение 20 000 g.
- Приводной вал также находится в зацеплении с механизмом S&A во время запуска и расцепляется после определенного количества оборотов вала. Это действие отвинчивает стопорное устройство с винтовым домкратом и позволяет взрывной цепи выровняться, тем самым завершая второй этап механического взведения.
Поскольку для трех минометов, имеющих широкий диапазон скоростей пуска, взведение должно происходить после полета на 100 метров, то частота вращения домкрата при наименьшей скорости пуска должна увеличиваться прямо пропорционально любому увеличению скорости пуска. Однако турбина будет иметь тенденцию вращаться быстрее, чем хотелось бы, поэтому, чтобы предотвратить преждевременное включение, для уменьшения вращения используются три регулятора: [14]
- Во-первых, количество, размер и кривизна лопаток турбины рассчитаны на обеспечение взведения на дистанции 100 метров и более при минимальной скорости запуска 45 м/с.
- Во-вторых, трубка Вентури предназначена для ограничения массового расхода воздуха, необходимого для приведения в движение турбины.
- В-третьих, кончики лопаток турбины подрезаны, чтобы обеспечить гибкость, позволяющую центробежной силе изгибать кончики лопаток наружу. Это уменьшает эффективную кривизну лопатки, что снижает поверхностное давление на лопатку, и турбина вращается медленнее, чем с негибкой лопаткой. При достаточно глубокой подрезке вращение приводного вала винтового домкрата происходит достаточно медленно на всех скоростях запуска, чтобы гарантировать, что взведение выходит за пределы минимальных 100 метров.
Когда воздух выходит из наконечников, воздуховыпускное отверстие направляет выхлопные газы в атмосферу под углом к внешнему потоку ветра. Возникающая турбулентность ухудшает точность полета к цели, поэтому выхлоп направляется на вертикальное металлическое ребро, которое направляет поток во внешний поток ветра.
На работу турбины-генератора не повлияет, если минометный снаряд попадет в тропический ливень. [15] на пути к цели. [16]
История
[ редактировать ]
Взрыватель M734 был разработан в лаборатории Harry Diamond Laboratories (HDL) для калибра 60 мм. [13] легкая ротная минометная система, которой сейчас управляет Подразделение взрывателей Научно-исследовательского центра вооружений и инженерно-технических исследований ( ARDEC ). [17] В июле 1977 года он был признан пригодным для использования в армии, и ему был присвоен стандарт классификации типа. [18] Чтобы продемонстрировать готовность Командования по боеприпасам и химическому вооружению (AMCCOM) к переходу на полномасштабное производство, ARDEC/HDL организовала первое производство для военных резервов, а также строительство автоматизированных объектов начального производства (IPF) для мобилизационной готовности. В 1978/79 году HDL заключила три конкурентных контракта: Eastman Kodak (Рочестер, Нью-Йорк) на сборку взрывателя и IPF, Motorola (Скоттсдейл, Аризона) на сборку усилителя и IPF и Alinabal (Милфорд, Коннектикут) на сборку генератора и ИПФ. После успешной проверки первого изделия и приемочных испытаний производственной партии переход был завершен в марте 1983 года. AMCCOM выполнила все закупки для складских запасов при технической поддержке ARDEC. В армейском плане минометов, изданном в 1985 году, использование взрывателя M734 было расширено до минометов калибра 60, 81 и 120 мм. Повышение надежности и характеристик взрывателя инженерами ARDEC привело к производству взрывателя M734A1. [11] [19] производства Л-3 ФОС (ранее КДИ).
-
Первоначальная стоимость производства взрывателя М734 -
Четыре дополнительных настройки поля боя
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б TM 43-0001-28, «Паспорта армейских боеприпасов», Министерство армии, апрель 1977 г., стр. 7-45.
- ^ Тамацу и др., «Радарная система FM-CW», патент США с серийным номером 5,619,208, 8 апреля 1987 г. | Теория FM-CW радара .
- ^ Перейти обратно: а б FM 7-90, «Тактическое применение минометов», Министерство армии, 27 апреля 2005 г., Приложение B-3.
- ↑ FM 23-90, «Момёты», Министерство армии, 1 марта 2000 г., главы 3–7, раздел I.
- ^ FM 23-90, «Мометы», Министерство армии, 1 марта 2000 г., разделы 3-20, 4-21, 5-20.
- ↑ FM 23-90, «Момёты», Министерство армии, 1 марта 2000 г., раздел 3-20.
- ^ «81-мм минометные боеприпасы и взрыватели» Справочное руководство Гэри по пехотному оружию США , 10 мая 2006 г. Дата обращения: 10 июня 2012 г.
- ^ Кампаньуоло, CJ, Файн, JE, «Современные возможности генераторов с напорным приводом, разработанных в HDL, в качестве источников питания для взрывателей », Harry Diamond Labs, HDL-TR-2013, июль 1983 г.
- ^ Кампаньюоло, CJ, Файн, JE, «Современные возможности генераторов с напорным приводом, разработанных в HDL, в качестве источников питания для взрывателей», Harry Diamond Labs, HDL-TR-2013, июль 1983 г., стр.7.
- ^ MIL-STD-1316E, «Критерии безопасности конструкции взрывателя», Министерство обороны, 9 апреля 1991 г., разделы 4.2.1, 4.2.2.
- ^ Перейти обратно: а б TM 43-0001-28, «Паспорта армейских боеприпасов», Министерство армии, апрель 1977 г., стр. 7-46.1.
- ^ Ингерсол, Филипп, «Метод и устройство для взведения вершины минометного взрывателя», патент США, серийный номер 5,390,604, 21 февраля 1995 г. | См. Аннотация .
- ^ Перейти обратно: а б Файн Дж. Э., Кампаньюоло С. Дж. «Разработка генератора переменного тока с пневматическим приводом для нанесения 60-мм минометов: этап II» , Harry Diamond Laboratories, HDL-TM-73-7, май 1973 г.
- ^ Кампаньуоло, CJ, Файн, JE, «Современные возможности генераторов с напорным приводом, разработанных в HDL, в качестве источников питания для взрывателей», Harry Diamond Labs, HDL-TR-2013, июль 1983 г., стр. 11.
- ^ MIL-HDBK-310, «Глобальные климатические данные для проектирования военной продукции», Министерство обороны, 23 июня 1997 г. | См. Интенсивность осадков.
- ^ Файн, Дж. Э., Кампаньюоло, С. Дж., «Разработка генератора переменного тока с пневматическим приводом для нанесения 60-мм миномета: этап II», Harry Diamond Laboratories, HDL-TM-73-7, май 1973 г., стр. 16.
- ^ Материалы NDIC, 49-я ежегодная конференция по взрывателям, Сиэтл, Вашингтон, 5 апреля 2005 г. | См. презентацию полковника Джона Мерквана.
- ^ AR700–142, «Классификация типов логистики, выпуск, размещение и передача материальных средств», Министерство армии, 26 марта 2008 г., раздел 3-1c, стр. 11.
- ^ Материалы NDIA, 49-я ежегодная конференция по взрывателям, Сиэтл, Вашингтон, 5 апреля 2005 г. | См. презентацию Тимоти Мохана.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Управление взрывателями ARDEC
- Технические характеристики изготовления взрывателя
- Теория апексного вооружения
- Теория FM-CW радара
- Технические характеристики турбинного генератора переменного тока
- Теория турбинного генератора переменного тока
- Минометная стратегия
- Программа улучшения продукта
- Взрыватель М734А1