Fuze - Fuze

În militare muniții , un focos (uneori , siguranțe ) este parte a dispozitivului care inițiază funcționează. În unele aplicații, cum ar fi torpilele , o fuze poate fi identificată prin funcție ca explozor . Complexitatea relativă a celor mai vechi modele de fuze poate fi văzută în diagramele tăiate.

Descriere

Un focos este un dispozitiv care detonează un munition e material exploziv în condiții specificate. În plus, o fuze va avea mecanisme de siguranță și armare care protejează utilizatorii de detonarea prematură sau accidentală. De exemplu, bateria unei fuze de artilerie este activată prin accelerația ridicată a lansării tunului, iar fuze trebuie să se rotească rapid înainte de a funcționa. „Siguranța completă a orificiului” poate fi obținută cu obloane mecanice care izolează detonatorul de sarcina principală până la tragerea carcasei.

O fuze poate conține doar elementele electronice sau mecanice necesare pentru a semnaliza sau acționa detonatorul , dar unele fuze conțin o cantitate mică de exploziv primar pentru a iniția detonarea. Siguranțele pentru încărcături explozive mari pot include un rapel de explozie .

Etimologie

Publicațiile profesionale despre explozivi și muniții disting ortografia „fuzibil” și „fuzibil”. Ministerul britanic al Apărării afirmă ( subliniere în original):

SIGURANȚĂ : Cablu sau tub pentru transmiterea flăcării sau exploziei constând de obicei din cablu sau frânghie cu praf de pușcă sau exploziv puternic învârtit în el. (Ortografia FUZE poate fi îndeplinită și pentru acest termen, dar FUSE este ortografia preferată în acest context.)

FUZE : Un dispozitiv cu componente explozive conceput pentru a iniția o încărcare principală. (Ortografia FUSE poate fi, de asemenea, îndeplinită pentru acest termen, dar FUZE este ortografia preferată în acest context.)

Oliver Hogg afirmă următoarele despre fuze:

Cuvântul „fuze” este adesea scris „fuse” de către cei care nu sunt familiarizați cu utilizarea artileriei. Acest lucru este incorect. „Fuzibil”, derivat din fusus , participiul trecut al fundo , înseamnă „a topi”, de ex., Termenul „fuzibil” utilizat în circuitele electrice. „Fuze”, pe de altă parte, este metoda scurtată sau modernă de ortografie „fuzee”, adică un tub umplut cu material combustibil. Este o derivare a fusus , un fus și din franceză fusee , un fus plin cu fir. Este bine să subliniem acest punct de la început.

Din punct de vedere istoric, se scria fie cu „s”, fie cu „z”, iar ambele ortografii pot fi încă găsite. În Statele Unite și unele forțe militare, fuze este utilizată pentru a desemna un dispozitiv de aprindere sofisticat care încorporează componente mecanice și / sau electronice (de exemplu, o fuze de proximitate pentru o coajă de artilerie , fuze magnetice / acustice pe o mină de mare , fuze cu grenadă cu arc , detonator creion sau dispozitiv anti-manipulare ) spre deosebire de o siguranță simplă de ardere .

Clasificarea fuzelor după tipul de muniție

Situația de utilizare și caracteristicile muniției pe care se intenționează să le activeze afectează proiectarea fuzei, de exemplu, mecanismele sale de siguranță și de acționare.

Fuze de artilerie

Fuzelele de artilerie sunt adaptate pentru a funcționa în circumstanțele speciale ale proiectilelor de artilerie. Factorii relevanți sunt accelerarea rapidă inițială a proiectilului, viteza mare și de obicei rotația rapidă, care afectează atât cerințele și opțiunile de siguranță, cât și armarea, iar ținta poate fi în mișcare sau staționară.

Fuzelele de artilerie pot fi inițiate de un mecanism de temporizare, impact sau detectare a proximității față de țintă sau o combinație a acestora.

Fuze de grenadă de mână

Cerințele pentru o pistol de grenadă de mână sunt definite de dimensiunea redusă a proiectilului și de livrarea lentă pe o distanță scurtă. Acest lucru necesită armarea manuală înainte de aruncare, deoarece grenada are o accelerație inițială insuficientă pentru ca armarea să poată fi acționată de „retragere” și nici o rotație pentru a acționa armarea prin forță centrifugă.

Pompă cu bombă aeriană

Bombele aeriene pot fi detonate fie de o fuze, care conține o mică încărcătură explozivă pentru a iniția încărcarea principală, fie de un „pistol”, un percutor într-o carcasă care lovește detonatorul atunci când este declanșat. Pistolul poate fi considerat o parte a ansamblului mecanic al fuzei.

Fuze de mine

Considerentul principal al proiectării este că bomba pe care este concepută să o acționeze este fixă, iar ținta în sine se mișcă în contact.

Fuze de mine navale

Factorii de proiectare relevanți în fuzele minelor navale sunt că mina poate fi statică sau se deplasează în jos prin apă, iar ținta se mișcă de obicei pe sau sub suprafața apei, de obicei deasupra minei.

Clasificarea fuzelor prin mecanism de activare

Time fuze

Fuzele de timp detonează după o anumită perioadă de timp utilizând una sau mai multe combinații de temporizatoare mecanice, electronice, pirotehnice sau chiar chimice . În funcție de tehnologia utilizată, dispozitivul se poate autodistruge (sau se poate transforma în siguranță fără detonare) la câteva secunde, minute, ore, zile sau chiar luni după ce a fost implementat.

Fuzele timpurii de artilerie nu erau altceva decât o gaură umplută cu praf de pușcă care ducea de la suprafață la centrul proiectilului. Flacăra de la arderea combustibilului pentru praf de pușcă a aprins această „fuze” la foc și a ars până în centru în timpul zborului, apoi a aprins sau a explodat cu orice ar fi fost umplut proiectilul.

Până în secolul al XIX-lea, dispozitivele mai recunoscute ca „fuze” de artilerie modernă erau făcute din lemn atent selecționat și tăiate pentru a arde pentru un timp previzibil după ardere. Acestea erau încă în mod obișnuit trase de la încărcătoare cu bot cu alezaj neted, cu un spațiu relativ mare între înveliș și butoi, și se bazau totuși pe flacăra de la încărcătura de propulsor de praf de pușcă care scăpa dincolo de înveliș la aprinderea focului de lemn și, prin urmare, a iniția cronometrul.

La mijlocul până la sfârșitul secolului al XIX-lea fuzele de timp reglabile din metal, primii fuze de timp de astăzi, conținând praf de pușcă arzător, deoarece mecanismul de întârziere a devenit obișnuit, împreună cu introducerea artileriei împușcate . Pistolele cu puști au introdus o potrivire strânsă între coajă și butoi și, prin urmare, nu s-au mai putut baza pe flacăra din propulsor pentru a iniția cronometrul. Noile fuze metalice folosesc de obicei șocul de tragere („retragere”) și / sau rotația proiectilelor pentru „armarea” fuzei și inițierea cronometrului: prin urmare, introducerea unui factor de siguranță absent anterior.

Încă din Primul Război Mondial, unele țări foloseau încă grenade de mână cu siguranțe simple de chibrit negru, la fel ca cele ale artificiilor moderne: infanteristul a aprins siguranța înainte de a arunca grenada și a sperat că siguranța arse pentru câteva secunde intenționate. Acestea au fost în curând înlocuite în 1915 de bomba Mills , prima grenadă de mână modernă cu o pistolă de timp relativ sigură și fiabilă inițiată prin scoaterea unui știft de siguranță și eliberarea unui mâner de armare la aruncare.

Fuzele de timp moderne folosesc adesea un sistem electronic de întârziere.

Fuze de impact

Fuzele de impact , percuție sau contact detonează atunci când mișcarea lor înainte scade rapid, de obicei la lovirea fizică a unui obiect precum ținta. Detonarea poate fi instantanee sau întârziată deliberat pentru a se produce o fracțiune de secundă prestabilită după pătrunderea țintei. O pistolă instantanee „Superquick” va detona instantaneu la cel mai mic contact fizic cu ținta. O fuze cu acțiune de pășunat va detona, de asemenea, la schimbarea direcției cauzată de o ușoară lovitură aruncată asupra unei obstrucții fizice, cum ar fi solul.

Fuzele de impact în utilizarea artileriei pot fi montate în nasul cochiliei („punct detonant”) sau în baza cochiliei („baza detonantă”).

Fuze de proximitate

Mk 53 Duză de proximitate pentru obuz de artilerie , c. 1945

Fuzibilele de proximitate determină detonarea unui focos de rachetă sau a altor muniții (de exemplu, o bombă aruncată cu aer sau o mină marină ) atunci când se află la o anumită distanță prestabilită de țintă sau invers. Fuzibilele de proximitate utilizează senzori care încorporează una sau mai multe combinații dintre următoarele: radar , sonar activ , acustic pasiv, infraroșu , magnetic , fotoelectric , seismic sau chiar camere de televiziune . Acestea pot lua forma unui dispozitiv anti-manipulare conceput special pentru a ucide sau a răni grav pe oricine care manipulează muniția în vreun fel, de exemplu ridicarea sau înclinarea acesteia. Indiferent de senzorul utilizat, distanța de declanșare prestabilită este calculată astfel încât explozia să se producă suficient de aproape de țintă încât să fie fie distrusă, fie grav deteriorată.

Detonatoare la distanță

Detonatoarele de la distanță folosesc fire sau unde radio pentru a comanda de la distanță dispozitivul să detoneze.

Fuze barometrice

Fuzele barometrice determină detonarea unei bombe la o anumită altitudine prestabilită deasupra nivelului mării prin intermediul unui radar , altimetru barometric sau un telemetru cu infraroșu .

Combină fuze

Un ansamblu de fuze poate include mai multe fuze în aranjamente în serie sau paralele. RPG-7 are de obicei un focos impact (PIBD) , în paralel cu un al doilea focos 4.5 timp, astfel de detonare ar trebui să apară la impact, dar altfel are loc după 4,5 secunde. Armele militare care conțin explozivi au sisteme de fuzionare, inclusiv o serie de timp pentru a se asigura că nu inițiază (explodează) prematur la o distanță de pericol de platforma de lansare a muniției. În general, muniția trebuie să parcurgă o anumită distanță, să aștepte o perioadă de timp (printr-un mecanism de ceasornic , electronic sau chimic de întârziere) sau să aibă îndepărtată o formă de știft de armare sau ștecher. Numai atunci când au avut loc aceste procese, procesul de armare a fuzei temporale seriale va fi finalizat. Minele au adesea o pistolă de timp paralelă pentru a detona și distruge mina după o perioadă prestabilită pentru a minimiza victimele după durata anticipată a ostilităților. Detonarea minelor navale moderne poate necesita detectarea simultană a unui aranjament în serie de senzori acustici , magnetici și / sau de presiune pentru a complica eforturile de măturare a minelor.

Mecanisme de siguranță / armare a fuzei

Bomba SD2 Butterfly c. 1940 - aripile se rotesc în timp ce bomba cade, deșurubând axul de armare conectat la fuze

Caracteristicile multiple de siguranță / armare ale fuzei de mortar M734 sunt reprezentative pentru sofisticarea fuzelor electronice moderne .

Mecanismele de siguranță / armare pot fi la fel de simple ca pârghiile de siguranță cu arc de pe fuzelele de grenadă M67 sau RGD-5 , care nu vor iniția trenul exploziv atâta timp cât știftul este ținut în grenadă sau pârghia de siguranță este ținută apăsată pe o grenadă fără ace. Alternativ, poate fi la fel de complex ca temporizatorul electronic de numărătoare inversă de pe o mină de mare de influență, care îi conferă navei care îi pune suficient timp să se deplaseze în afara zonei de explozie înainte ca senzorii magnetici sau acustici să fie activi complet.

În obuzele moderne de artilerie, majoritatea fuzelor încorporează mai multe caracteristici de siguranță pentru a preveni armarea fuzei înainte de a părăsi țeava pistolului. Aceste caracteristici de siguranță pot include armarea pe "retragere" sau prin forță centrifugă și, adesea, ambele funcționând împreună. Armarea înapoi utilizează inerția învelișului de artilerie accelerată pentru a elimina o caracteristică de siguranță, deoarece proiectilul accelerează de la repaus la viteza sa de zbor. Armarea prin rotație necesită ca învelișul de artilerie să atingă un anumit rpm înainte ca forțele centrifuge să provoace decuplarea sau deplasarea unui mecanism de armare în poziția sa armată. Obuzele de artilerie sunt trase printr-un butoi împușcat , ceea ce îi obligă să se învârtă în timpul zborului.

În alte cazuri, bomba, mina sau proiectilul au o pistolă care împiedică declanșarea accidentală, de exemplu oprirea rotației unei elice mici (cu excepția cazului în care un șnur scoate un știft), astfel încât știftul să nu poată lovi detonatorul, chiar dacă arma este aruncată pe pamantul. Aceste tipuri de fuze funcționează cu arme de aeronave, unde arma poate fi aruncată pe un teritoriu prietenos pentru a permite unei aeronave avariate să zboare în continuare. Echipajul poate alege să arunce armele în siguranță, aruncând dispozitivele cu știfturi de siguranță încă atașate sau să le arunce în direct scoțând știfturile de siguranță pe măsură ce armele părăsesc aeronava.

Bombele aeriene și încărcăturile de adâncime pot fi fuzionate cu nasul și coada folosind diferite caracteristici ale detonatorului / inițiatorului, astfel încât echipajul să poată alege ce efect de fuze se potrivește condițiilor țintă care poate nu au fost cunoscute înainte de zbor. Comutatorul de armare este setat la unul de siguranță , nas sau coadă la alegerea echipajului.

Fuzele de bază sunt, de asemenea, folosite de artilerie și tancuri pentru cochilii de tip „cap de dovleac”. Unele tipuri de cochilii care perforează armura au folosit, de asemenea, fuze de bază, la fel ca și cojile de artilerie nucleară.

Cele mai sofisticate mecanisme de siguranță sunt cele montate pe armele nucleare , iar dispozitivele lor de siguranță / armare sunt în mod corespunzător complexe. În plus față de protecția PAL , fuzingul utilizat în armele nucleare are senzori de mediu multipli și foarte sofisticați, de exemplu, senzori care necesită profile de accelerație și decelerare foarte specifice înainte ca focosul să poată fi complet armat. Intensitatea și durata accelerației / decelerării trebuie să se potrivească condițiilor de mediu pe care ar experimenta-o efectiv focul bombă / rachetă atunci când aruncați sau trageți. În plus, aceste evenimente trebuie să aibă loc în ordinea corectă.

Notă: unele fuze, de exemplu cele folosite în bombele aruncate cu aer și în minele terestre pot conține dispozitive anti-manipulare special concepute pentru a ucide personalul de eliminare a bombelor . Tehnologia de a încorpora armelor-capcană mecanisme Fuzes a existat de la cel puțin 1940 de exemplu german ZUS40 anti-ștergere bombă Fuze.

Fiabilitate

O fuze trebuie proiectată pentru a funcționa corespunzător, luând în considerare mișcarea relativă a muniției în raport cu ținta sa. Ținta poate trece pe lângă muniții staționare, cum ar fi minele terestre sau minele navale; sau ținta poate fi abordată de o rachetă, torpilă, obuz de artilerie sau bombă aruncată cu aer. Momentul funcției fuze poate fi descris ca optim dacă detonarea are loc atunci când daunele țintei vor fi maximizate, mai devreme dacă detonarea are loc înainte de optim, târziu dacă detonarea are loc după optim sau defect dacă muniția nu reușește să detoneze. Orice lot dat dintr-un design specific poate fi testat pentru a determina procentul anticipat de timpuriu , optim . târziu , și așteptat dud de la acea instalare fuze.

Proiectarea combinată a fuzei încearcă să maximizeze detonarea optimă , recunoscând în același timp pericolele funcției timpurii a fuzei (și potențialele pericole ale funcției tardive pentru ocuparea ulterioară a zonei țintă de către forțe prietenoase sau pentru returul gravitațional al munițiilor antiaeriene utilizate pentru apărarea pozițiilor de suprafață.) combinațiile de fuze minimizează funcția timpurie prin detonarea la cea mai recentă activare a componentelor individuale. Combinațiile de serie sunt utile pentru dispozitivele de armare de siguranță, dar măresc procentul munițiilor târzii și defectuoase . Combinații Fuze paralele minimiza duds prin detonarea cel mai scurt timp activarea componentelor individuale, dar crește posibilitatea prematură timpurie funcție a muniției. Fuzele sofisticate de muniție militară conțin în mod obișnuit un dispozitiv de armare în serie cu un aranjament paralel de fuzibile de detectare pentru distrugerea țintei și o fuze de timp pentru autodistrugere dacă nu este detectată nicio țintă.

Galerie

Avro Lancaster la RAF Metheringham . Rețineți statutul „Fuzed”, cretat pe nasul fiecărei bombe
Oerlikon 20 mm tun lichefia
Vedere în secțiune transversală a carcaselor de arme navale QF de 2 lire , care prezintă fuze de percuție.
Siguranțe montate pe obuze de artilerie M107 de 155 mm, c. 2000
Înveliș de mortar alb de fosfor de 81 mm în 1980. Notați ortografia „fuze” pe cutiile adiacente
Un sortiment de fuze pentru artilerie și obuze de mortar
Învelișul naval britanic de 4 inci, al doilea război mondial, care prezintă o pistolă de timp (portocaliu, sus), compus iluminant (verde) și parașută (alb, jos)
Duză pentru o coajă de mortar Stokes
British nr. 63 Mk I Time and Percussion fuze, c. 1915, utilizat în șrapnel scoici
Nr.100 britanic Graze Fuze pentru obuzul cu exploziv ridicat, Primul Război Mondial .
British Percussion Fuze No. 110 Mk III, Primul Război Mondial, folosit în mortare de tranșee
Britanic Nr. 131 DA (acțiune directă) Impact Fuze, Mk VI, Primul Război Mondial , utilizat în artileria antiaeriană
British nr. 16 D Mk IV N Fuze de percuție de bază, c. 1936
British nr.45 P Acțiunea directă Impact Fuze, primul război mondial, folosit în obuziere scoici
Diagrama tăiată a grenadei japoneze de tip 99 care prezintă mecanismul cu fuze. c. 1939
Diagrama tăiată a unei mine de delimitare M2A4 din SUA care prezintă fuziunea de presiune / tragere M6A1. c. 1950
Dispozitiv de tragere URSS conceput pentru capcane sau anti-manipulare . c. Anii 1950. Ansamblul detonator este introdus în explozivi
Proiectare alternativă a pistolului de tragere a capcanei URSS, de obicei conectat la un tripwire . c. Anii 1950
Fuze de presiune URSS în scopuri de capcană, de exemplu, pașii victimei pe o podea liberă cu fuze (conectate la explozivi TNT ) ascunși dedesubt. c. Anii 1950
TC italian / 2.4 mină c. Anii 1980 arătând amplasarea centrală a fuzei de presiune mecanică
Mina S germană datând din cel de-al doilea război mondial care prezintă fuze bine în care ar fi înșurubată o fuze cu 3 brațe
Duză pentru o mină S germană , care ar fi înșurubată în puțul de pe mina
Mina anti-tanc M4, care prezintă fuze principale în centru, plus 2 buzunare suplimentare pentru fuze (ambele goale) care oferă opțiunea de a se potrivi dispozitivelor anti-manipulare
Configurația tipică a unei fuze de tragere și / sau fuze de eliberare a presiunii atașate la minele antitanc M15
Explodorul de influență magnetică Mark 6, predispus la probleme, pentru torpila submarină Mark 14 a fost dezvoltat în secret, cu teste limitate între războaie mondiale