機械引信

機械引信

彈藥上都有一種對自身性能至關重要的引爆裝置,這種裝置叫機械引信。引信能使彈藥在對付不同目標時適時起爆,達到毀傷敵方效果最佳的目的。

基本介紹

  • 中文名:機械引信
  • 原理:以機械方式進行引爆的裝置
  • 類別:引爆裝
  • 適用範圍:彈藥
起源,發展現狀,引信分類,

起源

追溯引信的歷史,我們偉大的祖國是引信的故鄉。據史料記載,早在火薊發明之前,在1700多年前漢代末年的魏、蜀戰爭中,魏守城士兵曾用草艾、麻布浸以油脂綁在箭上,點著火後,用弓臂射向諸葛亮的攻城兵士及雲梯,引起對方著火,成為最早的"火箭"。在火藥發明後,草艾、麻布等即被"火藥包"或。火藥球"所替代,並在其上加一個藥捻,古稱之為"信",這就是最早的引信。
"引信"作為術語在文獻上使用,在中國己有幾百年歷史。在明代科學家宋應星著的《天工開物》上描述的一種守城兵器"上留小眼,築實硝黃火藥,參入毒火神火,由人變通增損。貫藥安信而後,外以木架匡圍?quot;敵攻城時,燃灼引信,拋擲城下,火力出騰,八面旋轉,則敵人馬皆無幸"中有記載,這裡的"引信"即指引火的藥捻。
隨著爆炸性火器的出現,人們把火藥緊塞在一個空心鐵球里,在球口再塞上一個空心錐形木塞,木塞孔中裝人火藥。發射時,先將木塞里的火藥點著,然後再點燃炮膛內發射藥把彈丸發射出去。彈丸飛人敵陣後,木塞里的火藥引燃彈丸內的火藥而燃燒爆炸。這個點火用木塞比藥捻前進了一步,因其呈管狀,故叫做"信管";它就是最古老的炮彈引信。到19世紀黃銅點火信管及機械引信出現後,木質信管就退出了歷史舞台。

發展現狀

目前最新式的殺傷子母彈和反坦克子母彈,需在一定的高度打開母彈艙,以便釋放出子彈,這就要靠時間引信來實現;若對付掩體工事、堅固建築物及碉堡等目標,最好讓彈藥鑽入目標內爆炸,就需使用延期引信;對付空中目標或殺傷地面人員、破壞輕型車輛和器材等,在目標附近爆炸效果最好,多使用近炸引信等等。所以,引信的任務一是保證彈藥飛達目標區之前不引爆,稱作安全性;二是根據需要,選擇最有利時機把彈藥引爆,達到最佳毀傷效果,稱作可靠性。
引信被譽為彈藥的"眼睛"和"大腦",足見它在彈藥中的重要地位。

引信分類

正如從最古老的"著火的箭"發展到現代的火箭一樣,從最早的"引火的信"發展到今天的引信,其發生了深刻的變化,"引信,這個古老而新穎的名詞已被現代科學技術賦予了嶄新的內容。
目前,引信的種類繁多,按作用方式和原理,大致可分成三大類,即觸發引信、時間引信和近炸引信。這裡簡介幾種典型的引信。
彈頭觸發引信
這種引信由保護帽、擊針、針刺雷管、傳爆藥等零部件組成。當彈丸碰著目標時,引信保護帽先被壓扁,擊針的凸台被壓斷,擊針即把雷管刺響,隨後傳爆藥被引爆,傳爆藥產生的爆轟波即引爆彈丸裝藥。這種引信結構較簡單,多用於殺傷爆破彈。鐘錶時間引信 時間引信的歷史比觸發引信悠 久,"信"是時間引信的始祖,後來發展了延期藥盤時間 引信。1906年,一個德國鐘錶匠試驗用鐘錶機構作為 時間引信的時間機構,終獲成功。到1908年,德國人在炮彈上裝了世界第一個鐘錶時間引信,後經改進,定名 為"季立-克魯伯"式引信。該引信由風帽、裝定帽、鐘 表機構、擊針、火帽等零部件組成。在炮彈射擊前,人們需根據目標遠近和作戰需要,用引信裝定扳手擰動裝定帽,調整引信作用時間的長短,完成對引信的時間裝定。炮彈發射後,引信鐘錶機構工作,秒針逆時針轉動至所裝定時間相應夾角時,便使裝定套筒上的型孔對正,擊針即被釋放,然後刺響火帽,引信起爆,使炮彈恰好在距目標最有利位置或預定空域爆炸。這種引信經過不斷改進,多用於對付空中目標或干擾彈的預定空域引爆"
壓電引信
於50年代問世的壓電引信適用於破甲彈,由引信頭部(包括引信頭、壓電陶瓷盒、壓電陶瓷、電極板、絕緣墊、插銷匣等零部件)和引信尾部(包括傳爆藥、起爆藥、電雷管、保險機構、隔離機構等零部件)組成,所以又稱這種引信為彈頭壓電彈底起爆引信。其中的壓電元件為壓電陶瓷,又稱壓電晶體。它因彈頭碰擊目標而受壓力變形時,上下表面能產生電荷和電壓。其產生的電量雖有限,但電壓非常高(達幾千伏),足能使電雷管起爆,從而引爆彈丸,產生聚能金屬射流,穿透裝甲。
壓電引信的一個重要特點是大幅度提高了瞬發度(引信碰著目標時作用的迅速性)。當破甲彈用機械引信時,從碰著目標到炸藥爆炸約需萬分之幾秒,而用壓電引信後就僅需十萬分之幾秒了,這樣便大大減小因著速不同而造成的炸高散布。所以,壓電引信既可用於高初速火炮(如加農炮、反坦克炮、坦克炮等),又適用於低初速火炮 (如無坐力炮)及火箭筒和反坦克飛彈等。這不僅擴大了反坦克武器的種類和使用範圍,而且使破甲威力顯著提高。
無線電近炸引信
二戰期間,有多次戰例雖然高射炮火非常猛烈密集,但擊落的飛機卻有限,這都是由於炮彈引信太落後造成的。當時,高射炮彈配用的是觸 發或機械時間引信。觸發引信需直接命中目標才能起爆,而時間引信需預先裝定引爆時間,但引爆時間裝定的長短又以炮彈飛至目標所需時間的估算值為依據。由於來襲飛機的飛行高度及速度都是隨機變化的,且機械時 間引信'還受環境條件及炮彈飛行狀態的影響較大,所以其使用效果都很不理想。因此,二戰期間迫切需要發展新型引信來取代舊式引信,以提高炮彈及火炮的效費比。
為提高炮彈對目標的毀傷效果,美國在1943年率先研製成功了無線電近炸引信,並於當年投產裝備美軍。無線電近炸引信是根據無線電波的都卜勒效應研製成功的。這種引信主要由振盪器、無線電收發機、選擇放大器、電子開關、電雷管、電池、傳爆藥、自炸裝置和保險機構等部件組成。
當炮彈飛出炮口一定距離後。引信保險裝置動作,使引信處於工作狀態,振盪器產生特定頻率的無線電振盪信號,由無線電收發機向外發出,發出的無線電波碰到空中目標(如飛機、飛彈等)被反射回來。由於炮彈和目標間的相對運動,反射波與發射波之間產生一個頻率差,稱差拍音頻。差拍音頻信號經選擇放大器選擇並放大,當信號強度達到一定數值後,就可接通電子開關,引爆電雷管,從而使炮彈在離目標較近的距離爆炸,靠彈丸形成的破片和衝擊波毀傷目標。
由於無線電近炸引信是在第二次世界大戰中研製成功的,它與雷達、核子彈被譽為二戰期間武器裝備的三大發明。
今天,許多國家不僅將無線電近炸引信配用於高射炮彈,且己廣泛套用到榴彈、子母彈、火箭彈、飛彈等 領域。使其在接近目標或目標上空一定高度空炸,對目標的毀傷效果比其落地爆炸威力大幾倍至數十倍。
隨著現代科學技術的飛速發展,各種原理的近炸引信不斷出現,例如,光近炸引信(包括雷射和紅外)、聲近炸引信、磁近炸引信及複合作用近 炸引信等。
高技術引信
目前,由於科技的進步。許多高新技術套用到了引信上,世界各國都很重視發展高技術引信,且研製的種 類繁多,主要有以下幾類。
多選擇引信 這種引信也稱多用途或多功能引 信,是集觸發、近炸、時間及延期等功能於一體的新型 引信。
例如,美國的"愛國者"飛彈採用的就是M818EI 式雙功能(近炸/觸發)電子引信。引信電子裝置由接收 機、變換器和處理器組成。據資料分析;它可能採用了 半主動連續波都卜勒體制,可充分利用制導信息及數 字信號處理技術,從而在全空域獲得良好的引(信)戰 (斗部)配合效率。引信低空性能和抗干擾能力取決於 飛彈制導系統之性能。引信全重7·938千克,長114·3 毫米,最大外徑349·3毫米,用彈上28伏直流電源供 電。
美國的大中口徑彈通用型多選擇引信XM773是 以M732無線電近炸引信為基礎發履起來的。這種引信具有近炸(炸高可調,對人員7米、對器材設備及車輛3米、配發煙彈用75米)、定時、觸發和延期(侵徹磚牆至少305毫米、混凝土至少203毫米)四種功能,作戰使用時可選擇裝定。其主要特徵是頭部為硬質侵徹體,電源位於侵徹體下方,適於攻擊城鎮堅硬目標。
南非研製的 "BM2l"引信是配用於俄羅斯的BMZ1式122毫米火箭炮發射的火箭彈的。當今許多國家在仿製或獲準生產該火箭炮系統,所以這種引信備受青睬。它重250克,具備"近炸/觸發"雙功能,距炮口300米處解除機械保險,飛行I8秒後解除電子保險,距地面8米高處引爆戰鬥部。
電子時間引信
這是一種利用數字式電子定時器計時的時間引信。因其精度高(精度高達正負0·1秒,而機械時間引信僅為政福0·25秒),還可適時實施自動遙控裝定,從而減少了目視裝定誤差,以滿足反導、反飛機、近程防禦高射速要求。
如美國的M762/M767第二代電子時間引信,可與火控系統直接進行數據傳輸,實施自動遙控裝定,大大縮短了火炮反應時間。瑞士的空中盾牌(Sky-hield)35毫米高炮配用的AHEAD彈藥採用了可程式電子時間彈底引信。彈丸飛出炮膛時,穿過兩個測速線圈,從而精確測定每發彈丸的初速。將該速度數據輸入到炮載計算機中,計算機將此速度與來自目標跟蹤雷達的數據進行比較,從而確定出彈丸到達目標前方某點的準確時間,即對該彈彈底引信自動進行時間編程,此後引信開始倒記時。當引信引爆後,點燃彈內拋射 藥,同時彈體爆裂並於目標前方徑向拋出152枚鎢合金子彈。由於火炮能給每發彈單獨編程及設定飛行時間,可使所有射彈均在同一空間平面爆炸,從而在目標前方形成一個彈幕。這種引信及AHEAD炮彈的套用,使中小口徑炮彈反飛機和反導的能力出現了較大的跨越。
聲/紅外複合引信
這種引信實質上是一種聲/紅外複合探測器。為 適應現代戰場越來越多的電磁干擾及電磁對抗環境的 需要,採用被動探測技術的新型引信,已成為外軍引信發展的重要趨勢之一。
美國發展的聲/紅外複合引信用於在研的智慧型靈巧彈藥BAT。BAT子彈的紅外探測器裝在子彈頭部,聲探測器靠4個銷釘固定於彈翼翼端。紅外探測器能探測目標的熱源特徵,而聲探測器能探測目標的噪聲特徵源,二者相輔相成、配合默契的識別和捕獲目標。奧地利的"黑基"(Helkir)聲/紅外複合引信用於反直升機地雷上,由微音器及一系列紅外和光學探測系統組成,用來探測直升機發動機的熱聲特徵與旋翼聲波。
GPS引信
這是一種裝有全球定位系統(GPS)轉換器的新概念引信。這種引信基本由GPS信號接收天線、信號轉換器、發射機及天線、電池四部分組成。裝在炮彈引信內的GPS轉換器將接收到的衛星信號轉化并迭加一音響導引信號後,傳送給火炮的接收處理機,計算出彈道修正值,再傳至彈道計算機,控制續射炮彈的彈道修正,這就是GPS火炮試射引信的基本工作過程。GPS引信用在試射炮彈上,能進行火炮射擊諸元的修正;用在視頻圖像炮彈上,可完成戰場實況偵察任務;用在子母彈上,能精確定位控制母彈開艙高度等。
雷射雷達尋的器與GPS系統配合使用的引信
此外,美較覓在研究雷射雷達尋的器與GPS系統配合使用的引信。它不僅有尋的感測器的本領,還能起到智慧型引信的作用。據資料報導,美國的智慧型引信(HWF)能數出地下空穴數目,並根據地下目標確定地質數據,以便在預定點引爆炸彈,對地下指揮及控制設施實行功能殺傷,同時也減少了對核、生、化武庫的間接破壞。

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