Радиовзрыватель (также неконтактный взрыватель; англ. proximity fuze) — взрыватель, обеспечивающий подрыв боевой части на заданном расстоянии от цели, без механического контакта с последней. Существенно повышает действенность огня по некоторым типам целей, например самолетам или пехоте. Широко применялся в зенитной артиллерии. В современных армиях применяется в зенитных ракетах и для воздушного подрыва осколочных и кассетных боеприпасов.
Не следует путать с механизмом удаленного подрыва наземных мин с использованием радиосвязи.
Применение
Различают несколько основных применений радиовзрывателей.
- В средствах противовоздушной обороны для подрыва боеприпаса как можно ближе к самолету даже при небольшом промахе.
- В осколочных боеприпасах для подрыва в нескольких метрах над землей для максимально эффективного поражения укрывшейся пехоты. Аналогично кассетные боеприпасы выбрасывают суббоеприпасы на заданной высоте с целью получения заданной площади рассеяния.
- В ядерных боеприпасах для активации на заданной высоте.
История
В 1930-х годах рост значимости авиации в военном деле привел к распространению специализированных средств борьбы с самолетами, в первую очередь зенитной артиллерии. Однако традиционные артиллерийские контактные взрыватели оказались неэффективны, прямых попаданий по самолету было мало. Чтобы увеличить эффективность огня решили подрывать боеприпас как можно ближе к самолету даже при промахе. Для этого зенитные боеприпасы стали оснащать так называемыми дистанционными взрывателями, срабатывавшими по времени после выстрела. Время выставлялось перед выстрелом так чтобы взрыв произошел на высоте полета цели. Но малая точность по высоте, малый радиус разлета осколков и маневренный характер целей все еще не позволяли обеспечить надежный подрыв на минимальных дистанциях. Попытки найти более эффективные способы определения близости самолета продолжились, в том числе такие экзотические как по звуку работы мотора или его выхлопу. Некоторые решения дошли до практических испытаний, например оптические, основанные на регистрации отражения вспышек света от цели.
В Британии и США
Первые дошедшие до нас сведения о практических экспериментах по использованию радиоволн для определения дистанции до цели датируются 1939—1940 годами.[1][2] В Великобритании провели ряд научных изысканий, показавших возможность создания такого взрывателя. Однако жесткие требования по габаритам взрывателя и перегрузкам (линейное ускорение при выстреле до 20 тыс. g и центробежные силы при скорости вращения снаряда до 30 тыс. об/мин) не позволили англичанам создать практически применимое устройство. Поэтому наработки передали США. В 1941 году в США испытали первый дистанционный радиовзрыватель, взорвав авиабомбу на заданной высоте над поверхностью. К 1942 году американцам удалось решить проблему стойкой к перегрузкам миниатюрной электроники и в августе состоялись первые артиллерийские стрельбы по авиационным мишеням с использованием зенитного радиовзрывателя T-3. Стрельбы оказались очень успешны и взрыватели запустили в серийное производство. В 1943 был выдан американский патент на радиовзрыватель.[3] До конца 1945 года в США успели сделать 22 миллиона взрывателей. Они широко использовались американцами и британцами в противовоздушной артиллерии в тех ситуациях где образцы взрывателей не могли быть захвачены противником. Применение взрывателя против сухопутных войск сдерживалось до конца 1944 года из соображений секретности.
Разработка радиовзрывателей стала прорывом в военной электронике — снаряды для зенитных орудий калибром 76 и 90 мм, оснащённые радиовзрывателями VT, (Variable Time fuze), оказались в три раза эффективнее даже при сравнении с новейшим для того времени радиолокационным управлением огнём. Потери немецких самолетов-снарядов «Фау-1» в налётах на Англию возросли с 24 % до 79 %, в результате чего эффективность (и интенсивность) таких налетов значительно снизилась.
В Германии
В Германии развитие радиовзрывателей тормозилось дефицитом ресурсов. Тем не менее, в 1942 году, после начала массированных бомбардировок Германии союзниками, начались работы по созданию зенитных ракет и неконтактных взрывателей к ним.[4][5] Ряд компаний представили свои разработки, однако до серийного изготовления дошел только доплеровский взрыватель под кодовым названием «Какаду» (нем. «Cockatoo») компании Donaulandische GmbH (Вена), применявшийся на некоторых модификациях зенитной ракеты Henschel Hs 293. В конце 1944 — начале 1945 годов было изготовлено около 3000 взрывателей.
В СССР
Из мемуаров советских разведчиков и рассекреченных материалов контрразведки США известно, что СССР получал сведения о разработках радиолокационных взрывателей в Великобритании и США.[6][4] В частности, в декабре 1944 года Юлиус Розенберг передал советскому разведчику Александру Феклисову образец готового радиовзрывателя и техническую документацию к нему.
В СССР первые эксперименты с радиовзрывателями проводились в конце 1944 — начале 1945 годов на авиабомбах.[7] В конце 1945 года решением ГКО для разработки и выпуска радиовзрывателей образован ГНИИ-504. Комплект миниатюрных высокопрочных радиоламп разработан в НИИ-617 с участием В. Н. Авдеева. В комплект вошли генераторный триод 1С1А, низкочастотный пентод 06П1А, тиратрон 1Т1А.[8][9][10] Создана линейка артиллерийских (АР-5, АР-21, АР-27, АР-30, АР-45 и др.) и авиабомбовых (БРВ-1, БРВ-3) взрывателей.
Принцип действия
Неконтактный взрыватель состоит из:
- датчика дистанции до цели
- устройства принятия решения
- исполнительного элемента (электрического детонатора)
- источника питания.
Также обычно содержит контактный (ударный) взрыватель на случай отказа неконтактного взрывателя и набор предохранительных элементов, обеспечивающих безопасное обращение с боеприпасом. Некоторые взрыватели могут быть оснащены регулировками высоты подрыва, дальности самоликвидации, дальности активации (во избежание подрыва над позициями своих войск).
Датчик взрывателя представляет собой вариант радиолокатора, то есть объединённые в один блок радиопередатчик и радиоприёмник. Принцип работы основан на приеме отраженного от цели сигнала. Существует три основных метода работы датчика цели, выбираемые в зависимости от требований по дальности и помехоустойчивости.[11]
Доплеровский датчик
Благодаря значительной скорости снаряда относительно цели отраженный от цели сигнал имеет смещение по частоте вследствие эффекта Доплера. Этот смещенный по частоте сигнал подается на смеситель, на выходе которого фильтром выделяется разностная частота. Амплитуда разностной частоты зависит от дальности до цели.
Простейший доплеровский датчик представляет собой вариант автодина — совмещенного в одной схеме генератора и смесителя. Генератор нагружен на антенну, на нее же принимается отраженный от преграды сигнал с доплеровским смещением, соответствующим скорости снаряда. Выделенный смесителем разностный сигнал усиливается и поступает на узел принятия решений, обычно выполненный в виде порогового детектора. При срабатывании порогового детектора подается ток на электродетонатор. Автодин наиболее простая конструкция, однако проигрывает другим вариантам в дальности обнаружения цели и помехоустойчивости.
Частотно-модулированный датчик
Частота передатчика непрерывно быстро меняется по некоторому закону. Поскольку отраженному от цели сигналу понадобилось время на прохождение до цели и обратно то принятый сигнал цели имеет частоту, отличающуюся на небольшую величину от текущей передаваемой. Принимаемый сигнал подается на смеситель и выделяется разностная частота между принятой и текущей передаваемой частотами. Величина разностной частоты зависит от дальности до цели.
Импульсный датчик
Для значительных дистанций используется принцип классического импульсного радиолокатора. Передатчик формирует короткий импульс, который, отразившись от цели возвращается в приемник. Время между переданным и принятым импульсами пропорционально дальности до цели.
Источник питания
Источник питания обеспечивает схему электричеством заданных параметров на время полета снаряда. Как правило источники делаются химическими либо в виде турбогенератора от набегающего на снаряд потока воздуха. Длительное хранение химических источников обеспечивается раздельным хранением его компонентов. Для этого жидкий электролит батареи помещают в ампулу. В момент выстрела ампула разрушается от перегрузок и электролит попадает в батарею. Турбогенератор конструктивно сложнее так как требует системы воздушных каналов и стабилизатора оборотов турбины, но безопаснее и надежнее химических батарей, в которых ампула может разгерметизироваться по причинам не связанным с выстрелом.
Радиоэлектронное противодействие
Использование радиоволн позволяет противнику заранее обнаруживать обстрел и противодействовать эффективной работе радиовзрывателей.[12] Существуют специализированные станции радиоэлектронной борьбы, предназначенные для обнаружения сигнала, излучаемого взрывателем и автоматического формирования ответного облучения, имитирующего отраженный от цели сигнал с частотным смещением. В этом случае взрыватель сработает до приближения к цели и ущерб будет минимизирован. Пример такой станции советская СПР-2.
Взрыватели усложняют свою конструкцию в ответ на противодействие. Например, изменением частоты передатчика, формированием сигнала на нескольких частотах, задержкой включения датчика, установкой дополнительных датчиков цели на иных физических принципах (например, инфракрасные, магнитные) и т. п.
Галерея
| Современный радиовзрыватель | |||||||||
| |||||||||
См. также
 |
Радиовзрыватель на Викискладе |
|---|
Примечания
- ↑ Brown, Louis (1999), A Radar History of World War II, section 4.4.: Inst. of Physics Publishing
- ↑ The Proximity Fuze. Whose Brainchild? James W. Brennen, United States Naval Institute Proceedings, 1968
- ↑ Radio frequency proximity fuze US 3166015 A
- 1 2 Юрий Чернихов. Секретное оружие Америки (рус.) // Наука и техника. — 2017. — № 10. — С. 38.
- ↑ Ian Hogg «German Secret Weapons of the Secret World War: The Missiles, Rockets, Weapons & New Technology of the Third Reich»
- ↑ Клим Дегтярев, Александр Колпакиди. «Внешняя разведка СССР»
- ↑ Коренной перелом в судьбе завода
- ↑ А. Х. Горохов. Проектирование, моделирование и надежность взрывателей и систем управления средствами поражения. Курс лекций. Самара, Самарский государственный технический университет. 2013.
- ↑ 1Т1А
- ↑ 06П1А
- ↑ Радиовзрыватель — статья из Большой советской энциклопедии.
- ↑ Proximity Fuze Jamming — W.W. Salisbury
Литература
- Юрий Чернихов. Секретное оружие Америки (рус.) // Наука и техника. — Х., 2017. — № 7. — С. 38-41.
- Baxter, James Phinney (1968), Scientists Against Time, Cambridge, MA: MIT Press, ISBN 978-0262520126
- Bureau of Ordnance (May 15, 1946), VT Fuzes For Projectiles and Spin-Stabilized Rockets, vol. OP 1480, Ordnance Pamphlet, U. S. Navy Bureau of Ordnance, <http://www.hnsa.org/doc/vtfuze/index.htm>
- Bush, Vannevar (1970), Pieces of the Action, New York: William Morrow and Company, Inc.
- Hogg, Ian V. (2002), British & American Artillery of World War Two (revised ed.), Greenhill Books, ISBN 978-1853674785
- Sharpe, Edward A. (2003), "The Radio Proximity Fuze: A survey", Vintage Electrics Т. 2 (1), <http://www.smecc.org/radio_proximity_fuzes.htm>
- Baldwin, Ralph B. (1980), The Deadly Fuze: Secret Weapon of World War II. Baldwin was a member of the (APL) team headed by Tuve that did most of the design work.
- Bennett, Geoffrey (1976), "The Development of the Proximity Fuze", Journal of the Royal United Services Institute for Defence Studies Т. 121 (1): 57–62, ISSN 0953-3559
- Collier, Cameron D. (1999), "Tiny Miracle: the Proximity Fuze", Naval History (U. S. Naval Institute) . — Т. 13 (4): 43–45, ISSN 1042-1920 Fulltext: Ebsco
- Moye, William T. (2003), Developing the Proximity Fuze, and Its Legacy, U.S. Army Materiel Command, Historical Office, <http://www.amc.army.mil/amc/ho/studies/fuze.html>
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part One, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, July 1963, AMCP 706-211, <http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/389295.pdf>
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Two, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-212
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Three, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-213
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Four, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-214
- Fuzes, Proximity, Electrical: Part Five, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, August 1963, AMCP 706-215, <http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=AD0389296>
Ссылки
- Proximity fuzes theory and technique
- Navy Historical Centre — Radio Proximity (VT) Fuzes
- https://web.archive.org/web/20080306043332/http://www.amc.army.mil/amc/ho/studies/fuze.html
- Southwest Museum of Engineering,Communications and Computation — The Radio Proximity Fuze — A survey
- Southwest Museum of Engineering,Communications and Computation — Proximity Fuze History
- The Pacific War: The U.S. Navy-The Proximity (Variable-Time) Fuze
- The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory
11100 Johns Hopkins Road, Laurel, Maryland 20723
• 240-228-5000 (Washington, DC, area) • 443-778-5000 (Baltimore area) - The Radio Proximity Fuse — документальный фильм
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .