一种安全型的大口径爆炸枪弹弹头机械触发引信的制作方法

1.本发明属于大口径爆炸枪弹引信技术，具体涉及一种大口径爆炸枪弹弹头机械触发引信，同样适用于小口径火炮榴弹。


背景技术：

2.大口径爆炸枪弹对提高枪械的威力意义重大。但爆炸枪弹内装有炸药装药，以往均是用简易的非隔爆型引信引爆。由于枪弹发射过载都很高，一般均在10万g以上，所以枪弹非隔爆型引信的安全性隐患非常突出，膛炸和炮口炸事故时有发生。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种安全型的大口径爆炸枪弹弹头机械触发引信，全面改善大口径爆炸枪弹的安全性，并进一步提高可靠性。
4.实现本发明目的的技术解决方案：一种安全型的大口径爆炸枪弹弹头机械触发引信，包括外壳、整形环、碰击式触发兼自毁机构、软带、隔爆兼延期解除保险机构、开口环、后坐保险机构兼传爆管。其中外壳顶部表面设置有预置断裂点，以提高引信的触发灵敏度。整形环设置于外壳断裂点处，使引信体表面光滑，在弹丸飞行时减小空气阻力。外壳腔室里端设置有一段泄压空腔，可使针刺延期火帽延时精度提高。碰击式触发兼自毁机构的击针与自毁延期管采用一体化结构，可在引信碰击目标时实现碰击触发而发火，也可以实现自毁功能。支架位于碰击式触发兼自毁机构顶端，可实现小落角擦地和大着角命中目标时发火。软带是碰击式触发兼自毁部件的保险件。隔爆兼延期解除保险机构为球转子，使针刺/火焰双向输入雷管平时处于隔爆状态，并在引信解除保险后实现延期解除保险功能，保证引信在飞出炮口安全距离以外才解除保险，实现引信发射时安全。后坐保险机构兼传爆管设置于球座中心位置。离心保险件为开口环，卡于隔离球一端的月牙形缺口外侧。这两道保险机构实现球转子的冗余保险。在弹丸发射时，后坐过载使第一击针剪断剪切销并向下运动，刺发延期管，引燃延期管装药并进行计时，在弹丸落地后实现火药定时自毁或绝火。
5.本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）结构优化布局，顶部采用空腔结构，使引信针刺延期火帽的延时具有更高精度和可靠性。
6.（2）在引信外壳顶端预制断裂点，使引信具有更好的触发灵敏度。同时，在预制断裂点加整形环，使引信外部表面光滑，减小空气阻力。
7.（3）头部碰击式触发兼自毁机构可用于大口径枪弹弹头触发引信，同时也适用于小口径火炮榴弹弹头触发引信，可以有效解决跌落安全性与触发灵敏度、小落角着地和大着角着靶发火可靠性之间的矛盾。
8.（4）采用自毁延期管与击针一体化的结构，结构简约，成本低廉。
9.（5）具有绝火和自失效功能，能保证未爆弹药的爆炸物处理安全。
附图说明
10.图1为本发明安全型的大口径爆炸枪弹弹头机械触发引信的结构示意图。
11.图中1是外壳，2是整形环，3是碰击式触发兼自毁机构，31是支架，32是剪切销，33是第一击针，34是延期管组件，341是针刺延期火帽，342是触发体，343是第二击针，4是软带，5是隔爆兼延期解除保险机构，51是球盖，52是定位套，53是隔离球，54是针刺/火焰双向输入雷管，55是雷管套，56是球座，6是开口环，7是后坐保险机构兼传爆管，71是传爆管，711是加强帽，712是传爆管壳，713是传爆药，72是截锥形支筒。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
13.结合图1，本发明所述的一种安全型的大口径爆炸枪弹弹头机械触发引信，包括外壳1、整形环2、碰击式触发兼自毁机构3、软带4、隔爆兼延期解除保险机构5、开口环6、后坐保险机构兼传爆管7。外壳1自底面向上开有内腔，碰击式触发兼自毁机构3和隔爆兼延期解除保险机构5自上向下同轴沿内腔设置，其中隔爆兼延期解除保险机构5一端固定于内腔，另一端伸出内腔；整形环2同轴套在外壳1外侧壁的前段。
14.进一步地，所述碰击式触发兼自毁机构3包括剪切销32、第一击针33和延期管组件34，所述延期管组件34包括针刺延期火帽341、触发体342和第二击针343，触发体342为回转体，自上向下开有三阶通孔，依次为第九阶孔、第十阶孔、第十一阶孔，第十阶孔圆周外壁上设有一圈凸缘；针刺延期火帽341设置在第十阶孔内，第二击针343的底座位于第十阶孔且与针刺延期火帽341底面接触，第二击针343的击针尖从第十一阶孔中伸出触发体342，第一击针33依次设置在第九阶孔内，第一击针33通过剪切销32锁定在第九阶孔内。
15.进一步地，所述隔爆兼延期解除保险机构5包括球盖51、定位套52、隔离球53、雷管套55、球座56和两个针刺/火焰双向输入雷管54；球盖51自顶面中心向下开有通孔，触发体342下端伸入所述通孔，软带4为碰击式触发兼自毁机构3的保险件，软带4卡于第十阶孔的外侧壁上，且位于触发体342的凸缘底面和球盖51的通孔顶面之间，隔离球53设置有一个轴线通过球心的第一横向通孔，其内设置有雷管套55；所述雷管套55两端各设置有一个第一横向盲孔，所述两个第一横向盲孔同轴且其中心轴线穿过球心，两个横向盲孔通过连接孔连通，雷管套55外侧中部开有限位孔，与连接孔相通，每个第一横向盲孔内各设置有一个针刺/火焰双向输入雷管54，两个针刺/火焰双向输入雷管54朝外端既是针刺输入端也是输出端，而朝里端是火焰输入端；所述隔离球53顶端设置有与引信中心轴线同轴的二阶孔，二阶孔底部与连接孔连通；所述定位套52设置于该二阶孔内；所述定位套52、隔离球53、两个针刺/火焰双向输入雷管54和雷管套55构成了球转子，球盖51和球座56共同构成了球转子的容置和运动腔室；所述开口环6为球转子的离心保险件，卡于隔离球53下端月牙形缺口外侧，实现对隔离球53的一道保险，即离心保险；球座56自上向下开有腔室，后坐保险机构兼传爆管7设置在上述腔室内。
16.进一步地，所述后坐保险机构兼传爆管7包括自上而下依次设置的传爆管71和截锥形支筒72，隔离球53底端设置有与引信同轴的第一凹槽；传爆管71顶端伸入隔离球53的第一凹槽；传爆管71在后坐力作用下压垮截锥形支筒72后，传爆管71底面抵靠球座56上的腔室内端面时，传爆管71下移并解除对隔离球53的限制，传爆管71因与球座56的腔室径向
运动间隙而产生离心惯性力，进而在其约束表面形成摩擦力，从而确保在隔离球53之后的运动中所述传爆管71不会恢复保险。
17.进一步地，所述定位套52自顶端中心向下开有第三通孔，且其上部侧壁位置沿周向均匀分布设置有四个轴线垂直于引信轴线的第二通孔，第二通孔作为传火孔；所述针刺延期火帽341应用火药延期原理实现自毁计时；如果软带4在弹丸飞出膛口后可靠甩开，释放延期管组件34，则在弹丸发射后引信中的球转子意外未转动而仍处于初始装配位置的情况下，在预定碰击触发作用时，延期管组件34会向引信底部方向运动，使第二击针343的击针尖特征进入定位套52上的第三通孔内，引信进入自失效状态；而此后延期管组件34发火输出火药气体，通过定位套52两侧的传火孔传入球转子内部，再通过隔离球53中方向朝里的针刺/火焰双向输入雷管54火焰输入端，引爆处于隔离位置上的针刺/火焰双向输入雷管54，引信又进一步进入绝火状态；而若弹丸发射后引信中的球转子已转动但意外未完全转正，在预定碰击触发作用时，延期管组件34会向引信底部方向运动，使第二击针343上的击针尖特征刺向隔离球53球面而损毁，既阻碍隔离球53转正，也使第二击针343丧失刺发发火功能，也会使引信进入自失效状态；此时延期管组件34发火输出火药气体，通过所述定位套52两侧的传火孔传入球转子内部，如同上述动作，引爆针刺/火焰双向输入雷管54，引信进入绝火或自毁状态。
18.进一步地，所述定位套52对雷管套55部件限位，即定位套52下端部分伸进雷管套55的限位孔，防止雷管套55横向移动，传爆管71轴向无限位；如果软带4在弹丸飞出膛口后意外未能可靠甩开，即意外未能释放延期管组件34，而球转子已解除保险，则在弹丸碰击目标时，传爆管71受前冲过载前冲推动雷管套55，雷管套55自身也受前冲过载作用，剪断定位套52，使雷管套55中的针刺/火焰双向输入雷管54撞击第二击针343，引信实现惯性触发；传爆管71连同雷管套55部件一起前冲，使针刺/火焰双向输入雷管54对传爆管71的传爆距离变近，有利于解决引信隔爆与传爆之间的矛盾。
19.进一步地，所述碰击式触发兼自毁机构3顶部与外壳1的内腔底面之间留有空腔，以提高针刺延期火帽的延时精度。
20.进一步地，所述碰击式触发兼自毁机构3还包括支架31，支架31顶部外形为截锥形，部分伸入上述空腔，底部设置在触发体342的第九阶孔内，且位于第一击针33的顶面，当引信以小落角着地或大着角着靶时，外壳1头部仍能向下推动碰击式触发机构3轴向运动，从而提高对目标小落角和大着角发火作用可靠性。
21.进一步地，所述外壳1顶部外表面设置有预制断裂点，以提高引信的触发灵敏度，整形环2设置于外壳1断裂点处，使引信体表面光滑，在弹丸飞行时减小空气阻力。
实施例
22.结合图1，本发明所述的一种安全型的大口径爆炸枪弹弹头机械触发引信，包括外壳1、整形环2、碰击式触发兼自毁机构3、软带4、隔爆兼延期解除保险机构5、开口环6、后坐保险机构兼传爆管7。其中外壳1自底面向上开有内腔，碰击式触发兼自毁机构3和隔爆兼延期解除保险机构5自上向下同轴沿内腔设置，其中隔爆兼延期解除保险机构5一端固定于内腔，另一端伸出内腔。整形环2同轴套在外壳1外侧壁的前段。碰击式触发兼自毁机构3包括支架31、剪切销32和第一击针33。所述软带4为碰击式触发兼自毁机构3的保险件，设置于外
壳1的内腔，卡于第十阶孔的外侧壁上。隔爆兼延期解除保险机构5包括球盖51、定位套52、隔离球53、雷管套55、球座56以及两个针刺/火焰双向输入雷管54。所述后坐保险机构兼传爆管7包括传爆管71和截锥形支筒72，后坐保险机构兼传爆管7设置于球座56腔室内，传爆管71顶端部分凸入于所述隔离球53底端第一凹槽。所述传爆管71还用于引信作用时对针刺/火焰双向输入雷管54输出爆轰能量的放大，进而起爆弹丸战斗部装药。
23.所述外壳1为锥体形，内部沿其中心轴线自上而下设有六阶阶梯盲孔，依次为第一阶孔、第二阶孔、第三阶孔、第四阶孔、第五阶孔和第六阶孔。所述外壳1内部第一阶孔是自下而上直径递减的锥孔，第一阶孔底面直径与第二阶孔直径相等。第三阶孔是自下而上直径递减的锥孔，第三阶孔顶面直径与第二阶孔直径相等，第三阶孔底面直径略小于第四阶孔直径。第五阶孔直径大于第四阶孔直径。第六阶孔直径大于第五阶孔直径，第六阶孔下端设有内螺纹。所述外壳1外部设有台肩，台肩设置于第二阶孔和第三阶孔外侧。所述整形环2为圆环形，其内腔是沿中心轴线自上而下的第一通孔，第一通孔直径与外壳1台肩直径相等，整形环2设置于所述外壳1的台肩上。所述球座56外轮廓大体上包括自上而下的第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱，其中第一圆柱和第三圆柱上设有外螺纹，分别用于与外壳1第六阶孔和弹体相连接。第二圆柱与外壳1的外壁平滑过渡。所述球座56内腔是沿中心轴线自上而下同轴设置的二阶阶梯盲孔，分别为第七阶孔和第八阶孔。球座56的第七阶孔与第八阶孔由一段自上而下直径递减的球面过渡连接。
24.所述延期管组件34由针刺延期火帽341、触发体342和第二击针343组合构成，针刺延期火帽341、触发体342和第二击针343同轴连接并固定，其中第二击针343位于触发体342底部。所述触发体342为圆柱状。所述触发体342上半部直径与所述外壳1上第四阶孔直径相等。触发体342顶面中心处自上而下设置有一个沿轴向直径递减的三阶阶梯通孔，依次为第九阶孔、第十阶孔、第十一阶孔。触发体342上第十阶孔圆周外壁上设有一圈凸缘。所述支架31外轮廓包括自上而下的第一圆台和第五圆柱，支架31内部从顶面中心处自上而下设置有二阶阶梯通孔，依次为第十二阶孔和第十三阶孔。第十二阶孔直径小于第十三阶孔直径。第十三阶孔侧壁位置设置有沿径向的通孔，为第一径向通孔。所述支架31设置于触发体342上的第九阶孔内，通过第九阶孔顶端面点铆固定。所述第一击针33外轮廓包括自上而下的第六圆柱和第七圆柱，第六圆柱直径小于第七圆柱直径。第一击针33自上而下设置有二阶通孔，依次为第十四阶孔和第十五阶孔，其中第十五阶孔为沿圆周均匀分布的四个轴向通孔。而第十四阶孔侧壁位置设置有沿径向的通孔，为第二径向通孔。第七圆柱底端面设置有击针尖特征。所述第一击针33上第六圆柱设置于所述支架31上的第十三阶孔内，第七圆柱设置于所述触发体342上第十阶孔内，并通过设置于第一径向通孔和第二径向通孔内的剪切销32连接，由触发体342上的第十阶孔孔壁所固定。所述针刺延期火帽341呈圆柱状，为第八圆柱。所述针刺延期火帽341上第八圆柱设置于所述触发体342上第十一阶孔内。所述第二击针343为圆形薄片，且底端面设置有击针尖特征。所述第二击针343设置于所述触发体342上第十阶孔底端面，击针尖特征通过第十一阶孔凸出于所述触发体342的底端面。所述触发体342的大部分设置于外壳1的第四阶孔内，两者之间为间隙配合，为延期管组件34触发作用时的轴向运动提供导向。所述软带4为薄的金属带缠绕成卷盘形状，设置在触发体342下端外侧，实现对延期管组件34的支撑与定位。
25.所述隔离球53的外轮廓为类圆球形，其中心处设置有一个轴线通过球心的横向通
孔，为第一横向通孔。所述雷管套55为圆柱形，设置于第一横向通孔内。所述雷管套55两端各设置有一个相同的横向盲孔，为第一横向盲孔。两个第一横向盲孔设置有一个沿横向的第二通孔，即连接孔。雷管套55外侧中部开有限位孔，为第十六阶孔，与连接孔相通。每个第一横向盲孔内各设置有一个针刺/火焰双向输入雷管54。这两个针刺/火焰双向输入雷管54的朝外端既是针刺输入端，也是输出端，而朝里端是火焰输入端。隔离球53下端设置有月牙形缺口。所述开口环6为一端开口的圆环，是离心保险件，卡于隔离球53下端月牙形缺口外侧，实现对隔离球53的一道保险，即离心保险。
26.所述隔离球53顶端中心设置有与引信中心轴线同轴的二阶孔，依次为第十七阶孔、第十八阶孔，二阶孔底部与连接孔相通。所述隔离球底部中心设置有一个朝下的轴向凹槽，为第一凹槽。
27.所述定位套52外轮廓包括自上而下的第九圆柱和第十圆柱，第九圆柱直径略大于第十七阶孔直径，第十圆柱直径与第十八阶孔直径相等。所述定位套52顶端中心设置有自上而下的第三通孔，且其上部侧壁位置沿周向均匀分布设置有四个轴线垂直于引信轴线的第二通孔，第二通孔作为传火孔。所述定位套52上第九圆柱设置于所述隔离球53上第十七阶孔，通过第十七阶孔顶端面点铆固定。
28.所述球盖51外轮廓包括自上而下的第十一圆柱、第十二圆柱、第十三圆柱和第十四圆柱，第十三圆柱顶端面抵靠外壳1上第六阶孔的底面。所述球盖51中心处设置有自上而下的三阶阶梯孔，分别为第十九阶孔、第二十阶孔和第二十一阶孔。其中第二十阶孔为半球形，第二十一阶孔为圆柱形，第二十阶孔与第二十一阶孔相切，第十九阶孔直径与所述外壳1第四阶孔直径相等。所述球座56第一圆柱顶端面抵靠所述球盖51上第十三圆柱底端面。所述球座56半球形连接孔与球盖51上半球形孔（即第二十阶孔）共同构成隔离球53的运动和约束腔室。
29.所述后坐保险机构兼传爆管7包括传爆管71和截锥形支筒72。所述传爆管71为圆柱状组件，设置于球座56上第八阶孔内，两者之间为间隙配合。所述截锥形支筒72为圆台形薄壁支架，上端面抵靠所述传爆管71底端面，所述截锥形支筒72底端面抵靠球座56盲孔底端面。所述传爆管71上端面凸入于所述隔离球53底端面的第一凹槽，从而实现对隔离球53的另一道保险，即后坐保险。
30.在勤务处理阶段，可信的冲击、振动，包括跌落、磕碰和运输震动等，都不会使引信改变装配状态。引信中的后坐保险机构兼传爆管7和开口环6均处于保险位置，保证隔爆兼延期解除保险机构5处于隔爆状态，此时即使引信中针刺/火焰双向输入雷管54意外发火爆炸，不会对外产生危险破片，也不会引爆传爆管71，引信不会意外发火，能保证勤务处理阶段安全。
31.在弹丸发射时，在后坐力作用下，传爆管71将压垮截锥形支筒72而向下运动，直到传爆管71不在凸入于隔离球53的凹槽内，解除对隔离球53的一道保险（后坐保险）。之后传爆管71继续向下运动直到底端面抵靠在球座56的腔室内端面，传爆管71因与球座56上的腔室径向运动间隙而产生离心惯性力，进而在约束表面形成摩擦力，此后在隔离球53后续运动过程中传爆管71始终处于球座56的第八阶孔内而不再恢复保险，保证隔离球53能够解除保险。
32.在后坐保险机构解除保险的同时，后坐过载使第一击针33剪断剪切销32并向下运
动，刺发延期管组件34，延期管341装药开始燃烧计时，自毁启动。
33.弹丸在膛内运动期间，在后坐力作用下，软带4下端面挤压在球盖51上端面，内弹道阶段的离心力不足以克服其端面因后坐力而产生的摩擦力，故不能使软带4甩开。保证延期管组件34在膛内不会向下运动锁住隔离球53而出现故障，也不会刺向意外转正的隔离球53一端的针刺/火焰双向输入雷管54而使其意外发火，从而保证膛内发射安全。
34.弹丸在膛内运动至接近炮口，弹丸转速达到一定值时，开口环6在离心力的作用下甩开，进而解除对隔离球53的另一道保险（离心保险）。此时软带4在离心力的作用下开始甩开。
35.即使隔离球53的两道保险机构在膛内均解除了保险，由于后坐过载的存在，隔离球53在膛内仍处于装配位置即隔离状态。此时即使隔离球53内的针刺/火焰双向输入雷管54因发射冲击而意外发火，也不会引爆其后的传爆管71，从而保证膛内发射安全。
36.弹丸飞出炮口接近后效期末，软带4完全甩开。而隔离球53在离心力矩的作用下转动，并在弹丸飞出炮口安全距离以后转动至解除保险即对正位置，即隔离球53一端的针刺/火焰双向输入雷管54正对所述延期管组件34，另一端的针刺/火焰双向输入雷管54正对传爆管71，针刺/火焰双向输入雷管54轴线与弹轴重合或接近重合，引信处于解除保险状态。
37.弹丸运动至后效期末，软带4在离心力的作用下完全甩开后，软带4不再限制延期管组件34向下运动，引信碰击式触发兼自毁机构3处于待发状态。
38.当弹丸正向碰击目标时，外壳1上的预制断裂点断裂，顶部断裂壳体挤压所述碰击式触发兼自毁机构3上支架31，进而推动延期管组件34向下运动，使第二击针343刺向隔离球53上端的针刺/火焰双向输入雷管54，使其发火，进而引爆隔离球53下端的另一个针刺/火焰双向输入雷管54，隔离球53下端的针刺/火焰双向输入雷管54再引爆传爆管71，传爆管71继而引爆战斗部装药，完成引信的触发起爆过程。
39.若弹丸以大着角命中目标或以小落角着地即擦地作用时，碰击使外壳1上的预制断裂点断裂，顶部断裂壳体挤压所述支架31的圆台侧面，进而推动延期管组件34向下运动，使第二击针343刺向隔离球53上端的针刺/火焰双向输入雷管54，使其发火，进而引爆隔离球53下端的另一个针刺/火焰双向输入雷管54，隔离球53下端的针刺/火焰双向输入雷管54再引爆传爆管71，传爆管71继而引爆战斗部装药，即弹丸以大着角命中目标或以小落角着地即擦地作用时仍能可靠起爆。
40.如果引信已经正常解除保险，在落地前没有触发作用，则在延期管341自毁延时结束时，输出弱爆轰，推动第二击针343，刺戳隔离球53上端的针刺/火焰双向输入雷管54，使其发火，进而引爆隔离球53下端的另一个针刺/火焰双向输入雷管54，隔离球53下端的针刺/火焰双向输入雷管54再引爆传爆管71，传爆管71继而引爆战斗部装药，完成引信的自毁起爆过程。
41.当软带4在弹丸飞出膛口后可靠甩开并释放延期管组件34时，若弹丸发射后引信中的球转子意外未转动而仍处于初始装配位置的情况下（球转子机构的可信失效模式），在预定碰击触发作用时，延期管组件34会向下运动，使其击针尖特征进入定位套52上的中心通孔内，引信进入自失效状态。而此后延期管组件34发火输出高温火药气体，通过所述定位套52两侧的传火孔传入球转子机构内部，通过隔离球内方向朝里的针刺/火焰双向输入雷管54输入端火焰，引爆处于隔离位置上的针刺火焰雷管54，引信又进一步进入绝火状态。
42.当软带4在弹丸飞出膛口后可靠甩开并释放延期管组件34时，若弹丸发射后引信中的球转子已转动但意外未完全转正，在预定碰击触发作用时，延期管组件34会向引信底部方向运动，使第二击针343上的击针尖特征刺向隔离球53球面而损毁（折弯、变钝），既阻碍隔离球53转正，也使第二击针343基本上丧失刺发发火功能，引信进入自失效状态。此时延期管组件34发火输出高温火药气体，也有可能会通过所述定位套52两侧的传火孔传入球转子内部，如同上述动作，引爆针刺/火焰双向输入雷管54，引信进入绝火或自毁状态。
43.若软带4在弹丸飞出膛口后意外未能可靠甩开，即意外未能释放延期管组件34，而球转子已解除保险（隔离球转正），则在弹丸碰击目标时，传爆管71受前冲过载前冲推动雷管套55部件，雷管套55部件自身也受前冲过载作用，传爆管71连同雷管套55部件一起前冲并剪断定位套52，使雷管套55中的针刺/火焰双向输入雷管54撞击第二击针343并发火，进而引爆雷管套55中的另一个针刺/火焰双向输入雷管54，雷管套55下端的针刺/火焰双向输入雷管54再引爆传爆管71，传爆管71继而引爆战斗部装药，完成弹丸的起爆过程，引信实现惯性触发。