小口径旋转炮弹弹头机械触发引信的制作方法

1.本发明属于引信技术，具体涉及一种小口径旋转炮弹弹头机械触发引信。


背景技术：

2.随着现代战争的发展，对引信性能的要求越来越高，特别是安全性。按gjb373b
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2019《引信安全性设计准则》的要求，引信一般应满足隔爆、冗余保险、触发、延期解除保险等要求。不仅如此，为了保证未爆弹药的爆炸物处理安全性，引信还需具有自失效功能。但以往小口径旋转弹弹头机械触发引信全面满足上述安全性要求的不多。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种小口径旋转炮弹弹头机械触发引信，除了能完成引信所需要完成隔爆、冗余保险、触发、延期解除保险等安全功能外，还具有自毁和自失效功能。
4.实现本发明目的的技术解决方案：一种小口径旋转炮弹弹头机械触发引信，包括引信上体、弹簧、击针、裂环、球盖、隔离球、开口环、引信本体、保险销、剪切销、传爆管、两个针刺雷管和若干离心球；球盖一端伸入引信上体并固连，球盖另一端伸入引信本体并固连，引信上体、球盖与引信本体三者共同形成安装腔室，引信本体尾部与传爆管连接；弹簧、击针、裂环和保险销自上而下同轴布置在安装腔室内；保险销被剪切销锁定于隔离球内。
5.沿引信本体的中心轴线自上而下设有第九阶孔、第十阶孔、第十一阶孔、第十二阶孔和第十三阶孔，第十一阶孔自上向下由减缩的弧形孔和第二直孔构成，第十一阶孔作为第二传爆通道，第九阶孔与球盖连接，球盖与引信本体的第十阶孔、第十一阶孔形成球转子腔室，隔离球设置在球转子腔室内，开口环卡在隔离球上且位于第十阶孔内，第十二阶孔和第十三阶孔内装有传爆管，两个针刺雷管对称设置在隔离球内。
6.与现有技术相比，本发明的显著优点是：（1）在较小尺寸的约束条件下，全面满足了gjb
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373b
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2019《引信安全性设计准则》的相关要求，具体包括隔爆、冗余保险、触发、延期解除保险。
7.（2）本发明通过采用球转子隔爆机构和离心保险机构，使引信同时具有自毁和自失效特性；（3）本发明提出的一种小口径旋转炮弹弹头机械触发引信，采用了总体机构的优化布局和一件多能设计，结构紧凑、简约，成本低廉。
附图说明
8.图1给出了本发明处于装配状态下的旋转炮弹弹头机械触发引信结构示意图。
9.图中1是引信上体、2是弹簧、3是击针、4是离心球、5是裂环、6是球盖、7是针刺雷管、8是隔离球、9是开口环、10是引信本体、11是保险销、12是剪切销、13是传爆管。
具体实施方式
10.下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
11.如图1所示，一种小口径旋转炮弹弹头机械触发引信，包括引信上体1、弹簧2、击针3、裂环5、球盖6、隔离球8、开口环9、引信本体10、保险销11、剪切销12、传爆管13、两个针刺雷管7和若干离心球4。球盖6一端伸入引信上体1，并通过螺纹连接，球盖6另一端伸入引信本体10，并通过螺纹连接，引信上体1、球盖6与引信本体10三者共同形成安装腔室，引信本体10尾部与传爆管13通过螺纹连接。弹簧2、击针3、裂环5和保险销11自上而下同轴布置在安装腔室内。
12.本发明难点在于在引信设计时，按要求不仅需要具有隔爆、冗余保险、触发和延期解除保险等功能，还需同时具有自毁和自失效等功能，如果采用数个、数种机构实现上述功能，不仅会使引信结构更为复杂且整体尺寸较大，难以满足引信小型化的要求，同时也难以保证高可靠性。而通过采用本发明的巧妙结构可以同时实现上述功能且有效地避免了以上问题。
13.所述击针3包括自上而下依次连接的第三圆柱、第四圆柱和击针尖。第三圆柱顶面向下开有一个第一盲孔，沿第三圆柱外侧壁周向均匀对称开有若干个垂直于击针轴线的第二盲孔，每个盲孔内设有一个离心球4，第三圆柱底面开有第一环形槽，所述第一环形槽位于第三圆柱和第四圆柱的邻接处，用于装配裂环5。第三圆柱直径大于第四圆柱直径。
14.所述引信上体1头部为卵形，头部外壁设有第二环形槽，引信上体1从底面沿其中心轴线向上设有孔径递减的第一四阶阶梯盲孔，依次为第一阶孔、第二阶孔、第三阶孔、第四阶孔，所述第一阶孔内设有螺纹，第二阶孔的直径大于第三圆柱的直径，所述第二阶孔用于容纳离心球4，第三阶孔与击针3的第三圆柱之间采用间隙配合，为击针3提供轴线方向导向，所述弹簧2一端抵住第四阶孔的孔底，另一端抵住击针3的第一盲孔。
15.保险销11包括自上而下依次设置第五圆柱、第六圆柱和第七圆柱，第五圆柱自顶面向下开有第四盲孔，第六圆柱直径小于第五圆柱和第七圆柱，第五圆柱和第七圆柱直径相等。第四盲孔深度大于击针尖长度，用于防止击针3底端的击针尖与保险销11顶端接触而失去尖型结构特征，保险销11的第六圆柱的长度大于隔离球8连接孔的孔径，有助于当第六圆柱穿过连接孔时，针刺雷管7爆炸产生的冲击波和爆轰产物能够可靠起爆位于另外一侧的针刺雷管7。
16.所述引信球盖6包括自上而下依次连接的第一圆柱、截锥和第二圆柱，截锥的顶面半径大于第一圆柱半径，底面半径大于第二圆柱半径，第一圆柱通过螺纹与引信上体1的第四阶孔固连，第二圆柱通过螺纹与引信本体10第九阶孔固连。截锥的外壁与引信上体1和引信本体10的外壁平滑过渡。沿球盖6的中心轴线自上而下设有一个第一四阶阶梯通孔，分别为第五阶孔、第六阶孔、第七阶孔和第八阶孔，第五阶孔自上而下由减缩形孔和直孔构成，与引信上体1的第二阶孔连通，离心球4可沿减缩形孔运动，直孔与第三圆柱间隙配合，第六阶孔孔径大于第五阶孔和第七阶孔，裂环5套在第四圆柱上并嵌入第一环形槽，同时裂环5位于第六阶孔内，以限制击针3向下运动，第七阶孔与击针3的第四圆柱之间为间隙配合，第八阶孔由半球形孔和短直孔构成，孔径大于第七阶孔，所述隔离球8部分位于第八阶孔内，两者之间为间隙配合。保险销11设置于击针3的击针尖正下方，保险销11的第五圆柱伸入第七阶孔，第六圆柱和第七圆柱均伸入隔离球8内，保险销11与第七阶孔之间采取间隙配合以
限定球转子8的运动。
17.所述隔离球8内共径对称开有一对雷管安装孔（为盲孔），每个雷管安装孔内设有一个针刺雷管7，针刺雷管7的输入端同时也是输出端指向隔离球8外侧，用于实现双向发火，两个雷管安装孔之间开有连接孔进行连通，连接孔作为传爆通道，有助于针刺雷管7起爆后产生的冲击波和爆轰产物能可靠起爆位于另一个针刺雷管7。隔离球8上还开有一个第三盲孔，所述第三盲孔与传爆通道的中心轴线垂直，且穿过传爆通道，并与传爆通道连通。保险销11的另一端伸入第三盲孔，两者间隙配合。为了消除剪切销12对针刺雷管7传爆的影响，每个雷管安装孔孔底开有一个第二通孔连通第三盲孔，且两个第一通孔等高，同时位于传爆通道上方。第七圆柱上开有剪切销孔，剪切销12穿过剪切销孔后两端分别伸入第二通孔。
18.装配时，保险销11从弹底装入，通过放置于隔离球8上剪切销孔内的剪切销12锁定于隔离球8的第三盲孔内，保险销11的第五圆柱伸出隔离球8后与球盖6的第七阶梯孔间隙配合，以限定隔离球8的运动。
19.沿引信本体10的中心轴线自上而下设有第九阶孔、第十阶孔、第十一阶孔、第十二阶孔和第十三阶孔，第十一阶孔自上向下由减缩的弧形孔和第二直孔构成，第十一阶孔作为第二传爆通道，第九阶孔与球盖6的第二圆柱通过螺纹连接，球盖6的第八阶孔与引信本体10的第十阶孔、第十一阶孔形成球转子腔室，隔离球8设置在球转子腔室内，开口环9卡在隔离球8上且位于第十阶孔内，第十二阶孔和第十三阶孔内装有传爆管13。
20.本发明的技术亮点在于采用机械触发引信结构原理，在满足小型化和高可靠性要求的条件下，通过球转子机构（由球盖6、球转子、开口环9和引信本体10构成）、弹簧
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击针
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离心球发火机构（由引信上体1、弹簧2、击针3、若干离心球4和球盖6组成）的应用以及总体结构的优化布局和一件多能设计，实现了隔爆、冗余保险、延期解除保险、触发、自毁和自失效功能。
21.弹簧2采用预压弹簧。
22.平时，击针3在弹簧2的作用下压在裂环5上，被剪切销12固定的保险销11将球转子8锁定在隔爆位置，即针刺雷管7轴线与引信轴线（传爆管轴线）错开一定角度（90
°
）。此时，即使针刺雷管7意外发火，也不会引爆传爆管13，引信处于隔爆安全状态。弹丸发射后，在后坐力的作用下，保险销11会将剪切销12剪断并运动至隔离球8的第三盲孔底部。同时，击针3会紧紧压在裂环5上，引信仍处于隔爆安全状态。
23.出炮口后，后坐力逐渐消失，在离心力的作用下开口环9被甩开，被保险部件即隔离球8被释放，隔离球8开始其解除保险运动，离心球4在离心力的作用下沿着球盖6的第五阶孔顶部向引信头部方向运动，同时击针3受到离心球4挤压减缩形孔产生的反作用力也向引信头部方向运动，此时裂环5所受轴向压力逐渐减小并在离心力作用下甩开，击针3的轴向限制被解除；当碰击目标时，击针3在目标碰击力的作用下将下移并刺发针刺雷管7，使该针刺雷管7发生爆炸并通过隔离球8的第三盲孔和传爆通道引爆另一个针刺雷管7，形成的冲击波和爆轰产物通过引信本体10的第二传爆通道引爆传爆管13。最终引爆弹丸战斗部装药，完成弹丸起爆。若弹丸在空中飞行时（落地前）未命中目标，则当弹丸转速衰减到一定程度时，弹簧2的抗力就会大于离心球4挤压减缩形孔产生的轴向反作用力，弹簧2将推动击针3向下运动并刺发针刺雷管7，其后续作用过程同上，实现预定的自毁。
24.若裂环5未解除对击针3的保险，则引信处于自失效状态，此时形成的未爆弹药是安全的。
25.以下讨论都是假设裂环5解除了对击针3的保险。
26.若隔离球8的离心保险和/或后坐保险意外未解除保险，则隔离球8仍处隔爆状态，此时形成的未爆弹药是安全的。
27.若隔离球8的保险和后坐保险均已解除，但隔离球8未动，则在触发目标或自毁作用时，击针3会以其击针尖插入隔离球8上的第四盲孔内，引信处于自失效状态，此时形成的未爆弹药是安全的。
28.若隔离球8的离心保险均已解除，隔离球8转动但因故未转到位，则在触发目标或自毁作用时，击针尖会刺戳到隔离球8外壁面上从而失去尖形结构特征，或刺入隔离球8的第三盲孔中而限制了球转子的继续转动，引信也进入自失效状态，此时形成的未爆弹药是安全的。