В военных боеприпасах взрыватель (иногда предохранитель ) является частью устройства, которая инициирует его функцию. В некоторых приложениях, таких как торпеды , взрыватель может быть идентифицирован по функции как взрыватель . [1] Относительную сложность даже самых ранних конструкций взрывателя можно увидеть на схемах разрезов .
Взрыватель — это устройство, которое детонирует взрывчатое вещество боеприпаса при определенных условиях. Кроме того, взрыватель будет иметь предохранительные и боевые механизмы, которые защищают пользователей от преждевременной или случайной детонации. [2] [3] Например, батарея артиллерийского взрывателя активируется высоким ускорением запуска пушки, и взрыватель должен быстро вращаться, прежде чем он сработает. «Полная безопасность канала ствола» может быть достигнута с помощью механических затворов, которые изолируют детонатор от основного заряда до тех пор, пока снаряд не выстрелит. [4]
Взрыватель может содержать только электронные или механические элементы, необходимые для подачи сигнала или приведения в действие детонатора , но некоторые взрыватели содержат небольшое количество первичного взрывчатого вещества для инициирования детонации. Взрыватели для больших взрывных зарядов могут включать взрывной усилитель .
Некоторые профессиональные издания о взрывчатых веществах и боеприпасах различают написание «fuse» и «fuze». [5] [6] Министерство обороны Великобритании заявляет ( выделено в оригинале):
Исторически он писался либо с «s», либо с «z», и оба написания все еще можно встретить. [9] В Соединенных Штатах и некоторых вооруженных силах [10] взрыватель [11] используется [12] [13] [ ненадежный источник? ] [14] для обозначения сложного устройства зажигания, включающего механические и/или электронные компоненты (например, неконтактный взрыватель для артиллерийского снаряда , магнитный / акустический взрыватель на морской мине , пружинный взрыватель гранаты , [15] [16] [17] карандашный детонатор или устройство неизвлекаемости ) [18] в отличие от простого горящего взрывателя . [19]
На конструкцию взрывателя, например, на его предохранительные и исполнительные механизмы, влияют условия использования и характеристики боеприпаса, который он должен активировать.
Взрыватели с часовым механизмом детонируют через установленный промежуток времени с помощью одной или нескольких комбинаций механических, электронных, пиротехнических или даже химических таймеров . В зависимости от используемой технологии устройство может самоуничтожиться [21] (или стать безопасным без детонации [22] ) через несколько секунд, минут, часов, дней или даже месяцев после развертывания.
Ранние артиллерийские взрыватели представляли собой не более чем заполненное порохом отверстие, ведущее от поверхности к центру снаряда. Пламя от горения порохового метательного заряда воспламеняло этот «запал» при выстреле и прожигало до центра во время полета, затем воспламеняя или взрывая то, чем мог быть наполнен снаряд.
К 19 веку устройства, более узнаваемые как современные артиллерийские «взрыватели», изготавливались из тщательно отобранной древесины и обрезались для горения в течение предсказуемого времени после выстрела. Они все еще обычно стреляли из гладкоствольных дульнозарядных орудий с относительно большим зазором между снарядом и стволом и все еще полагались на пламя от порохового метательного заряда, вырывающегося из снаряда при выстреле, чтобы воспламенить деревянный взрыватель и, следовательно, инициировать таймер.
В середине-конце 19-го века регулируемые металлические взрыватели замедленного действия, предшественники сегодняшних взрывателей замедленного действия, содержащие горящий порох в качестве механизма замедления, стали обычным явлением в связи с введением нарезной артиллерии. Нарезные орудия ввели плотное прилегание между снарядом и стволом и, следовательно, больше не могли полагаться на пламя от метательного заряда для инициирования таймера. Новые металлические взрыватели обычно используют удар выстрела («откат») и/или вращение снаряда для «взведения» взрывателя и инициирования таймера: таким образом, вводится фактор безопасности, который ранее отсутствовал.
Даже во время Первой мировой войны некоторые страны все еще использовали ручные гранаты с простыми черными фитильными запалами, очень похожими на те, что используются в современных фейерверках: пехотинец поджигал запал перед тем, как бросить гранату, и надеялся, что запал прогорит в течение нескольких секунд. Вскоре, в 1915 году, их заменила бомба Миллса , первая современная ручная граната с относительно безопасным и надежным запалом с часовым механизмом, который приводился в действие выдергиванием предохранительной чеки и освобождением рукоятки взведения при броске.
Современные взрыватели с дистанционным управлением часто используют электронную систему замедления.
Взрыватели ударного, ударного или контактного действия детонируют, когда их поступательное движение быстро уменьшается, как правило, при физическом ударе по объекту, такому как цель. Детонация может быть мгновенной или намеренно задержанной, чтобы произойти через заданную долю секунды после проникновения в цель. Взрыватель мгновенного действия "Superquick" детонирует мгновенно при малейшем физическом контакте с целью. Взрыватель с скользящим действием также детонирует при изменении направления, вызванном легким скользящим ударом по физическому препятствию, такому как земля.
В артиллерии ударные взрыватели могут устанавливаться в носовой части снаряда («точечный подрыв») или в основании снаряда («донный подрыв»).
Взрыватели с неконтактным контактом заставляют боеголовку ракеты или другой боеприпас (например, авиабомбу или морскую мину ) детонировать, когда он приближается к цели на определенное заданное расстояние, или наоборот. Взрыватели с неконтактным контактом используют датчики, включающие одну или несколько комбинаций из следующих: радар , активный гидролокатор , пассивные акустические, инфракрасные , магнитные , фотоэлектрические , сейсмические или даже телевизионные камеры. Они могут иметь форму устройства, не поддающегося обработке, специально разработанного для того, чтобы убить или серьезно ранить любого, кто каким-либо образом вмешивается в боеприпас, например, поднимая или наклоняя его. Независимо от используемого датчика, заданное расстояние срабатывания рассчитывается таким образом, чтобы взрыв произошел достаточно близко к цели, чтобы она была либо уничтожена, либо серьезно повреждена.
Дистанционные детонаторы используют провода или радиоволны для дистанционной подачи команды на детонацию устройства.
Барометрические взрыватели вызывают детонацию бомбы на определенной, заранее установленной высоте над уровнем моря с помощью радара , барометрического высотомера или инфракрасного дальномера .
Сборка взрывателя может включать более одного взрывателя в последовательном или параллельном расположении. РПГ -7 обычно имеет ударный взрыватель (PIBD) параллельно с взрывателем с задержкой 4,5 секунды, поэтому детонация должна произойти при ударе, но в противном случае происходит через 4,5 секунды. Военное оружие, содержащее взрывчатые вещества, имеет системы взрывателей, включая взрыватель с задержкой, чтобы гарантировать, что они не инициируются (не взрываются) преждевременно в пределах опасного расстояния от платформы запуска боеприпаса. Как правило, боеприпас должен пройти определенное расстояние, подождать некоторое время (с помощью часового механизма , электронного или химического механизма задержки) или иметь какую-либо форму взводящего штифта или заглушки, извлеченной. Только после того, как эти процессы произошли, процесс взвода взрывателя с задержкой будет завершен. Мины часто имеют взрыватель с параллельной задержкой для детонации и уничтожения мины по истечении заранее определенного периода времени, чтобы свести к минимуму потери после предполагаемой продолжительности боевых действий. Детонация современных морских мин может потребовать одновременного обнаружения последовательной установки акустических , магнитных и/или датчиков давления , что усложнит усилия по тралению мин. [23]
Многочисленные функции безопасности/взведения взрывателя M734, используемого для минометов, являются примером совершенства современных электронных взрывателей.
Механизмы безопасности/взведения могут быть такими простыми, как подпружиненные предохранительные рычаги на взрывателях гранат М67 или РГД-5 , которые не инициируют взрывную цепь, пока чека находится в гранате, или предохранительный рычаг удерживается на безчечной гранате. В качестве альтернативы, это может быть таким же сложным, как электронный таймер обратного отсчета на контактной морской мине, который дает судну, устанавливающему ее, достаточно времени, чтобы выйти из зоны взрыва, прежде чем магнитные или акустические датчики полностью активируются.
В современных артиллерийских снарядах большинство взрывателей включают несколько предохранительных функций, чтобы предотвратить взведение взрывателя до того, как он покинет ствол орудия. Эти предохранительные функции могут включать взведение на «откат» или центробежной силой, а часто и то, и другое вместе. Взведение с откатом использует инерцию ускоряющегося артиллерийского снаряда для снятия предохранительной функции, когда снаряд ускоряется от состояния покоя до скорости полета. Вращательное взведение требует, чтобы артиллерийский снаряд достиг определенной скорости вращения, прежде чем центробежные силы заставят предохранительную функцию отключиться или переместить механизм взведения в положение взведения. Артиллерийские снаряды выстреливаются через нарезной ствол , что заставляет их вращаться во время полета.
В других случаях бомба, мина или снаряд имеют взрыватель, который предотвращает случайное инициирование, например, остановку вращения небольшого пропеллера (если только шнур не выдернет штифт), так что ударник не может ударить по детонатору, даже если оружие упадет на землю. Эти типы взрывателей работают с авиационным оружием, когда оружие может быть сброшено над дружественной территорией, чтобы позволить поврежденному самолету продолжить полет. Экипаж может выбрать безопасный сброс оружия , сбросив устройства с прикрепленными предохранительными штифтами, или сбросить их живыми , удалив предохранительные штифты, когда оружие покидает самолет.
Воздушные бомбы и глубинные бомбы могут быть оснащены носовым и хвостовым взрывателем с использованием различных характеристик детонатора/инициатора, так что экипаж может выбрать, какой взрыватель будет соответствовать условиям цели, которые могли быть неизвестны до полета. Переключатель взведения устанавливается в одно из положений: безопасное , носовое или хвостовое по выбору экипажа.
Нижние взрыватели также используются артиллерией и танками для снарядов типа «раздавливающая головка». Некоторые типы бронебойных снарядов также используют нижние взрыватели, как и ядерные артиллерийские снаряды.
Самые сложные механизмы взрывателей из всех — те, что установлены на ядерном оружии , и их предохранительные/боевые устройства соответственно сложны. В дополнение к защите PAL взрыватели, используемые в ядерном оружии, оснащены несколькими, очень сложными датчиками окружающей среды, например, датчиками, требующими очень специфических профилей ускорения и замедления, прежде чем боеголовка может быть полностью активирована. Интенсивность и продолжительность ускорения/замедления должны соответствовать условиям окружающей среды, которые бомба/ракетная боеголовка фактически испытает при падении или выстреле. Кроме того, эти события должны происходить в правильном порядке. В качестве дополнительной меры предосторожности большинство современных ядерных боеприпасов используют синхронизированную двухточечную систему детонации, так что ТОЛЬКО точное срабатывание обоих детонаторов в последовательности приведет к правильным условиям для возникновения реакции деления [ требуется ссылка ]
Примечание: некоторые взрыватели, например, те, которые используются в сбрасываемых с воздуха бомбах и наземных минах, могут содержать устройства неизвлекаемости, специально разработанные для уничтожения персонала по обезвреживанию бомб . Технология включения механизмов мин-ловушек в взрыватели существует по крайней мере с 1940 года, например, немецкий взрыватель ZUS40 для бомб с функцией неизвлекаемости. [24]
Взрыватель должен быть спроектирован так, чтобы функционировать соответствующим образом, учитывая относительное движение боеприпаса по отношению к его цели. Цель может двигаться мимо неподвижных боеприпасов, таких как наземные или морские мины; или к цели может приближаться ракета, торпеда, артиллерийский снаряд или сброшенная с воздуха бомба. Время срабатывания взрывателя можно описать как оптимальное , если детонация происходит, когда повреждение цели будет максимальным, раннее , если детонация происходит до оптимального, позднее , если детонация происходит после оптимального, или неразорвавшееся , если боеприпас не взрывается. Любая заданная партия конкретной конструкции может быть испытана, чтобы определить ожидаемый процент ранних , оптимальных , поздних и неразорвавшихся, ожидаемых от этой установки взрывателя. [23]
Конструкция комбинированного взрывателя пытается максимизировать оптимальную детонацию, распознавая опасности раннего срабатывания взрывателя (и потенциальные опасности позднего срабатывания для последующей оккупации целевой зоны дружественными силами или для гравитационного возврата зенитных боеприпасов, используемых для защиты надводных позиций.) Последовательные комбинации взрывателей минимизируют раннее срабатывание, детонируя при самой поздней активации отдельных компонентов. Последовательные комбинации полезны для устройств безопасного взведения, но увеличивают процент поздних и неразорвавшихся боеприпасов. Параллельные комбинации взрывателей минимизируют неразорвавшиеся боеприпасы , детонируя при самой ранней активации отдельных компонентов, но увеличивают вероятность преждевременного раннего срабатывания боеприпаса. Сложные военные взрыватели боеприпасов обычно содержат устройство взведения последовательно с параллельным расположением чувствительных взрывателей для уничтожения цели и взрыватель с задержкой для самоуничтожения, если цель не обнаружена. [23]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )Ссылка на Oxford Companion to World War II Под редакцией: ICB Dear и MRD Foot. Oxford University Press 2001 ISBN 9780198604464
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )