隔爆机构设计GJB 373A-1997《引信安全设计准则》的一项重要要求,如果没有隔爆机构,引信将处于不安全的状态,现在基本所有引信都是隔爆型引信。隔离机构有两种基本的运动形式,其为滑动和转动。属于滑动形式的隔爆机构有空间隔爆机构和滑块隔爆机构,滑块的滑动方向一般垂直于弹丸轴线,或者与弹丸轴线夹角成一定的夹角;空间隔爆机构一般沿弹丸轴线运动;而转动的隔爆机构有各种转子式的隔爆机构,转子又可分为定轴转动转子和定点转动转子;转轴垂直于弹轴的转子为垂直转子,转轴平行于弹轴的转子为水平转子,定点转动转子就是球转子[5]。该引信设计所用的隔离球和其中的雷管套等零件就是球转子。
球转子机构是旋转弹药引信典型的隔爆机构之一,球转子隔爆机构隔爆件的外形是球形,它依靠球转子的旋转来实现引信从隔爆到解除引信隔爆状态的转变[21]。球转子与盘状转子的区别是,球转子能够在引信内做三自由度的定点运动,并且,球转子的三个方向上的运动互相影响,所以在相同的弹道环境中,球转子能够得到比盘状类转子较长的转动时间,这样可以实现延期解除保险[5] 。另外,球转子占用体积较小,而且结构简单。
2。3。2 隔离球设计
球转子隔爆机构的转子为球形,球转子的转动为相对于腔室的定点转动而非定轴转动,所谓“定点”即是指球心。球转子隔爆机构设计应尽可能使球转子质心位于球心。球转子隔爆机构占用轴向和径向空间都比较小,适合于本课题设计,可以减少隔爆机构使用空间,其设计原理比较复杂。球转子隔爆机构的解除保险时间大约是相同外形尺寸垂直转子隔爆机构的5~10倍左右,因此在实际使用过程中,球转子还起到了延期解除保险的功能。
隔离球内除了火焰针刺雷管外,还有三种附件,它们分别为:定位筒、雷管套、锁位筒。其结构如图2。2所示。
球转子结构
a) 定位筒
主要用于雷管套与隔离球之间的定位和球转子力学参数调整,外侧采用铆接固定。而球转子力学参数调整则主要是质心位置的调整,使隔离球质心尽量在球心上。定位套拟采用圆钢作为材料。其中间的通道用于绝火,前端的爆轰波能够传至火焰雷管,将火焰雷管引爆,进而实现引信的自绝火。因此在保险状态时,定位套中间通孔与传火通道需对正。
b) 锁位筒
锁位筒用于引信外弹道飞行时,球转子转正后的位置锁定,防止由于引信碰击目标时的扰动使球转子发生偏转。为确保球转子锁位可靠,设有两个锁位筒,分别对称于隔离球球心两侧。其材料选用聚碳酸酯对雷管传爆有利。
c) 雷管套
雷管套用于火焰针刺双向雷管的固定,其材料选用圆钢对雷管传爆有利,特别是在自毁的情况下,但是不利于球转子转动惯量参数的调整设计,所以在雷管套材料选择时,铝合金可作为备选材料。为方便主雷管的安装,雷管套与主雷管之间应为间隙配合,并通过铆接的方式固定主雷管。
2。3。3 离心保险设计
球转子隔爆机构通常采用的离心保险是一个开口环(也称C形环),开口环在弹丸转速达到一定数值的时候,能够张开,从而解除对引信离心保险机构的保险。然而,当弹体从高处坠落时,巨大的冲击有可能使开口环脱落,使得离心保险机构解除了保险,这对引信的安全性产生了巨大的影响。为了克服此缺陷,在设计离心保险时使用了三个开口环通过冗余设计的原理提高保险可靠性,三个开口环交错放置,放置引信意外坠落导致引信离心保险意外解除,增加了引信勤务处理的安全性。