技术:【伊集院信管改型———临高海陆军瞬发、短延时双通用型引信】

北朝旧贴 | 左武卫将军 | 8/15/2020 | 共 5877 字 | 编辑本页

左武卫将军 于 2013-12-29 15:41:09 发表了:

本帖最后由 左武卫将军 于 2013-12-29 17:16 编辑

伊集院信管.jpg(21.87 KB, 下载次数: 0)

2013-12-29 15:20 上传

这个伊集院信管的结构非常简单,主要部分就是一个偏心子和带螺纹的击针;

原理呢,就是炮弹出膛后高速旋转,而击针座底部端面和引信底部的堵螺上端面都是带波纹的摩擦面(类似于两个钢锉接触面),所以击针及击针座会与引信一起高速旋转,而偏心子由于质心不在中轴线,在引信体旋转时会慢上一些,这样使得击针及击针座与偏心子的转速不一致形成相对转速差,而这个转速差使得偏心子会沿着击针体上的螺纹旋转直到与击针座相接处被停止,此时完全解锁;

当炮弹碰触目标时,在击针座和偏心子(此时成为一个整体)的大质量惯性力下,击针会撞击雷管起爆;

这个引信的优点就是非常灵敏,由于没有阻爬弹簧,所以碰到任何松软的目标都十分有可能爆炸,据日本人的记载说是碰到绳索以及水面都会爆炸!

而且这引信还有一个安全距离,就是炮弹出膛后一段时间使得偏心子与击针中轴线有一段垂直(以图示方向为基准)位移后才能解锁,而平时的保养运输也非常简单,安全;

可优点也是缺点,就是太过于灵敏,使得该引信不适合对付大厚度装甲目标;当然这个可以进行适当的小小改进,没什么难度;

另外就是由于偏心子的存在,微观上讲,多少会对炮弹绕中轴线的高速旋转产生一定的扰动,尤其是炮弹出炮口到引信解锁这一段距离和时间内;当然引信的偏心子转动产生的扰动影响相对于大口径的炮弹质量转动惯量几乎可以忽略不计;

后来随着交战距离的增加,也是由于引信偏心的这种原因,日本海陆军都换装了更好的同轴引信;

尤其是在临高位面,这根本不是缺点,这个位面还没有 2000 米以外的敌人威胁,这个距离上不怎么受影响;

最主要的是,这个引信不需要弹簧啊(激动的内牛满面、、、),而且结构件比较少,构造也简单;非常适合临高现阶段的情况;

仔细分析一下,可能最难的就是

1、那几处螺纹(螺纹在我国机械的历史上一直没有发展起来,好像有人说直到火绳枪的引入中国才逐渐开始认识螺纹的巨大作用),但这在临高不是难点,最普通的机床也能胜任,包括归化民;

2、偏心子与击针体之间的螺纹匹配问题,就是缠角?和螺距的确定,这个决定着炮弹的安全距离,当然这个也和炮弹的初速,也就是药包发射量和炮管膛线有关;

安全距离太小了不好,最怕的就是出膛后遇见软目标就炸了;安全距离太大了,对付近处目标炮弹中的时引信还没解锁,也不好;

米国的标准一般是安全距离要大于 100 米,这需要计算和实验;

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针对以上情况,兄弟对折款引信做了专门的修改,增加了一些通用功能;

前几天一直在构思伊集院信管的通用性问题,鉴于临高的工业口加工能力兄弟觉得应该满足以下所提出的技术条件:

1、引信专用弹簧的加工、热处理不到位,迟迟不能量产;

2、加工精度不能超过现有阶段的机械加工能力;

3、构造要简单,坚固耐用;

4、操作方便、傻瓜,不需要非常高深的技术操作;

5、引信通用性要好,能在瞬发。短延时间灵活转换,以实现穿甲后爆炸(半穿甲弹)、触碰引爆的目的;

苦思冥想之后还是决定采用简单的构造,增加一个转换机构;

这个机构的原理说起来很简单,就是采用现代类似的水龙头开关原理,利用一个带孔的轴旋转 90 度来实现开闭,以达到与非原理;

改型引信在原伊集院信管的基础上进行了如下修改:

1、增加运输保险机构,也就是一个很简单圆形的插销弹簧圈,这个弹簧圈的要求很低,粗钢丝就成;

2、偏心子和击针都增厚,偏心子短边有个销孔,使插销弹簧圈的插头进入销孔,这样除了保证偏心子不会由于运输颠簸松动。击针加厚更提高了抗弯矩和剪切力的强度;

3、击针座与底螺之间增加了一个带四个圆孔的盖板,而且击针座底部也有四个销轴用于与底部的盖板嵌合,实现击针座与引信体同步高速旋转时的稳定性;

4、增加了一个转换系统,转换机构由固定通道的延时药柱和一个横置的带孔转换轴组成:平时转换机构短延时状态(瞬发通道锁死),撞击目标时火帽只能沿着短延时药柱(双通道药柱提高保险性)进而引爆火雷管,实现短延时触发模式;

而需要瞬发时只需将转换轴的尖头扳至引信体外表面的“瞬”位置,瞬发通道打开,撞击目标时火帽直接引爆火雷管,实现瞬时触发模式;

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总的来讲,兄弟认为这款引信已经接近理想的完美状态了;

首先灵敏,瞬发模式即便是软沙土或者水面接触也能顺利起爆;

其次通用,海军可在短延时和瞬发间灵活选择来实现半穿甲弹(这个位面没有装甲舰样的敌人,半穿甲弹足矣)和高爆弹之间的转换模式,来打击敌人战船和舰面人员;

再次,没有高标准的弹簧要求,可以说最大限度扫除了制造障碍。当然,这个位面也只有元老院有能力加工这种相对“简单”的引信;

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不多说了上图、、、、

短延时模式:

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2013-12-29 15:27 上传

瞬发模式:

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2013-12-29 15:29 上传

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部分细部图:

短延时模式:火帽激发后,引燃两边延时通道内的药柱之后再引燃火雷管;

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2013-12-29 15:29 上传

瞬时模式:火帽击发后直接通过中间的通道引燃火雷管

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偏心子被弹簧圈插销固定住,便于运输和存储;装定引信之前要先将插销弹簧圈拔出,使插销脱离偏心子,解除第一道保险;(图示为运输存储状态销弹簧圈未拔出 )

击针被加粗,能抵抗在发射瞬间由于偏心子质量不平衡产生的较大的弯矩和剪切力;

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插销弹簧圈

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盖板和击针座采用轴孔配合,使高速旋转时非常稳定;

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2013-12-29 15:29 上传

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转换机构的核心机构----带孔的转换轴,此轴横插在引信内部,两头带有凸肩防止高速离心力甩出,一头的凸肩用螺纹连接充当操作转换柄,另一头的凸肩外围均布 4 个半圆孔,以便于 90 度对正固定于与之配合凸球,使之定位准确;

引信体外表面面板上刻有两组“瞬”“延”标记,任意一方向扳动 90 度便可在“瞬”“延”两种模式间转换;短延时:

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2013-12-29 15:29 上传

瞬发模式:

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2013-12-29 15:50 上传

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综上,就是兄弟为海军和陆军设计的通用型引信;

海军可以使用短延时模式的半穿甲弹(对付这个位面的木质战舰用装药量大的类似 19 世纪的通常尖头弹足够了)对付敌方战船和要塞炮台,用瞬发模式的高爆弹对付舰面人员和对陆攻击及火力支援;

陆军可以使用短延时模式的半穿甲弹对付城防工事和野战工事,用瞬发模式的高爆弹对付平原地带或者开阔地的敌方人;

临高海军炮弹:

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2013-12-29 15:40 上传


左武卫将军 于 2013-12-29 17:14:11 发表了:

1.jpg(26.21 KB, 下载次数: 0)

2013-12-29 17:11 上传

或者考虑到归化民文化程度不高,兄弟设计个标示颜色标志,反正炮兵们记住指针指向红色是瞬爆(碰见东西就炸),蓝色是延爆(碰见东西稍后即炸)


清梦 于 2013-12-29 18:31:24 发表了:

这引信解锁以后击针不是顶着雷管了吗?这不会半路上就自己炸了?


SG3525 于 2013-12-29 23:20:30 发表了:

感觉,偏心轮开始向弹底运动后,击针就已经可以向前运动了啊,只是此时接触不到雷管而已,到最后击针就已经顶到雷管,然后在振动时撞击?


左武卫将军 于 2013-12-30 09:16:00 发表了:

本帖最后由 左武卫将军 于 2013-12-30 09:17 编辑

SG3525 发表于 2013-12-29 23:20

感觉,偏心轮开始向弹底运动后,击针就已经可以向前运动了啊,只是此时接触不到雷管而已,到最后击针就已经 ...

不会啊,炮弹出膛后由于偏心子与击针的转速差会使偏心子始终对击针座有个向后的力;

而且击针座虽然能前后移动,但是在飞行中击针座的转速和相对地面参照物的速度与引信体是相同的,也就是说引信体和击针座之间没有相对运动;

打个比方就是:两个人以同样的速度和方向奔跑,虽然相对于地面参照物两个人都有速度,但是两个人相互之间却是相对静止的;


左武卫将军 于 2013-12-30 10:33:33 发表了:

本帖最后由 左武卫将军 于 2013-12-30 10:42 编辑

清梦 发表于 2013-12-29 18:31

这引信解锁以后击针不是顶着雷管了吗?这不会半路上就自己炸了?

没哟,击针和雷管那不是还有一段距离呢么!

再说击针又不撞击雷管,为什么自己炸呢?

活动击针(姬振铎)撞击雷管的前提是瞬间减速,使击针再惯性力下撞击雷管;

但在飞行中击针和雷管是相对静止的,相对地面都是一样速度,咋个撞击呢?

其实你的意思可能是缺少阻爬弹簧,使得击针容易撞击雷管,不至于引信过于灵敏。这个问题,阻爬弹簧不是那么好搞的,硬了不易起爆,软了不起作用,而且还有存贮年限而不至于失去弹性,这个对于金属材料科学和金属热处理技术要求是相当高的;

所以兄弟认为没那个必要,没有弹簧就是不能造引信,这就好比没有燕窝没有饭吃挨饿一个道理,没有燕窝也可以吃盒饭,都是吃饭能吃饱就成;只不过有燕窝吃的就迈入土豪行列了,吃盒饭的只能算是草根阶层,哈哈;

引信也是如此,没有高级弹簧,只能采用这种机械方式,但也完全胜任;

如果有了高级弹簧,那这个结构的引信早已经没必要采用了,使用更安全的离心式解锁引信结构上更好,也更容易设计;

譬如,要不再进一步,搞个 M550 引信???


清梦 于 2013-12-30 14:48:53 发表了:

左武卫将军 发表于 2013-12-30 10:33

没哟,击针和雷管那不是还有一段距离呢么!

再说击针又不撞击雷管,为什么自己炸呢?

活动击针(姬振铎 ...

这个引信里,击针体就是一个惯性部件,在炮管内受惯性作用击针体是压在底面上的,这时候安全没问题。但炮弹在空中飞行时,受到空气阻力的影响,加速度是负的,这时候击针体在惯性作用下会向前运动。在偏心子旋转到位解锁的情况下,也就意味着击针会直接戳向雷管。

所以我觉得这类引信已经不是“灵敏度高”的问题了,很可能自己就在半空中炸了。


左武卫将军 于 2013-12-30 16:32:35 发表了:

清梦 发表于 2013-12-30 14:48

这个引信里,击针体就是一个惯性部件,在炮管内受惯性作用击针体是压在底面上的,这时候安全没问题。但炮 ...

这个问题我不知道影响大不大;

可能会有影响,但是本子的伊集院信管在日俄海战中的表现没有出现这样的问题

而我只是在原来伊集院信管的基础上增加了个延时、瞬发转换装置;


左武卫将军 于 2013-12-31 17:23:22 发表了:

清梦 发表于 2013-12-30 14:48

这个引信里,击针体就是一个惯性部件,在炮管内受惯性作用击针体是压在底面上的,这时候安全没问题。但炮 ...

那兄弟你有啥好的建议改进不?


清梦 于 2014-1-1 00:34:42 发表了:

左武卫将军 发表于 2013-12-31 17:23

那兄弟你有啥好的建议改进不?

没啥好想法,没有弹簧的话,只想到用摩擦力来抗衡爬行力。

参考枪机回转式闭锁机构开槽不知道行不行。


knifers 于 2014-1-2 00:49:29 发表了:

对临高来说,碰炸引信的问题并不在所谓的什么弹簧,而在于三点:

尺寸、可靠性、成本。

尺寸限定了引信的使用范围,要是光一个引信直径就三四十毫米,那么不仅没法用在单兵使用的榴弹上,就连六七十毫米口径的小型火炮使用都会影响炮弹性能。而若是尺寸做的太小,加工难度又会直线上升。

可靠性也很重要,上面的弹簧仅仅是小问题,里面的部件不能太松,又不能太紧,而且整个的体积又很小,还不能因为发射时的冲击被损坏,更重要的是既不能不炸迟炸,还不能早炸。

最后也是最大的,成本问题,一个那么小的引信,里面有很多零件,其中大部分都是需要后期精加工的,这需要由熟练工来完成,这么一来工本都相当于十分之一块机械手表了。而整个军队里需要的引信要成千上万,这样一来成本会很高,这也使得引信用在小口径武器上会很不经济。

所以,现在的临高为 130mm 口径及以上的长型炮弹装备引信并无问题,问题是 130mm 口径以下的怎么办。


a5mg4n 于 2014-1-2 02:09:33 发表了:

二战中为小口径机枪炮开发的空气腔引信就可以满足这方面了,成本也只是传统引信的五分之一以下http://bbs.cctvdream.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=524608&extra=page%3D1


毛毛毛毛虫 于 2014-1-2 09:25:35 发表了:

这个就是设计合适的摩擦力吧。较高的摩擦力需要较高的惯性力才能爬动。惯性力不足时候保持静摩擦,不会运动的。


左武卫将军 于 2014-1-2 10:03:00 发表了:

a5mg4n 发表于 2014-1-2 02:09

二战中为小口径机枪炮开发的空气腔引信就可以满足这方面了,成本也只是传统引信的五分之一以下http://www.c ...

这加工精度有点高啊、、、


左武卫将军 于 2014-1-2 10:22:08 发表了:

本帖最后由 左武卫将军 于 2014-1-2 10:30 编辑

毛毛毛毛虫 发表于 2014-1-2 09:25

这个就是设计合适的摩擦力吧。较高的摩擦力需要较高的惯性力才能爬动。惯性力不足时候保持静摩擦,不会运动 ...

这个不那么好确定合适的摩擦力啊,摩擦力大了,灵敏度就太低了,甚至有可能阻止击针座和击针撞击火帽而卡死击针。

摩擦力小了,就起不到阻爬作用,有可能使击针与雷管接触,虽然不一定百分百的早爆,但是毕竟有危险不是除非是采用加厚火帽底壳;

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炮弹在飞行中受空阻是逐渐减速的,而空气阻力是与速度有一定关联的,最主要的是如果确定引信在飞行中的负加速度,从而确定阻止活动击针爬行需要的力;

我的设想是在击针体的外表面设置一个铅层(铅层固定在引信体内部的击针孔通道上,原理参照下图),发射后靠击针自身的螺纹与铅层的摩擦来阻止击针爬行;或者直接采用下图原理,重新将击针头部的形状改变,将铅层设定到合适厚度,能保证击针不爬行就成(下图中这个是海军型的早期穿甲弹信管)。

360 截图 20140102102519406.jpg(41.03 KB, 下载次数: 0)

2014-1-2 10:27 上传

问了问战列舰论坛的人,他们说炮弹飞行中负加速度是逐渐减小的,也就是说炮弹的飞行阻力是随着炮弹速度减小而减小的,那也就是说只要保证炮弹出膛后开始的一段距离内击针不向前爬行就可以了,因为此时的负加速度最大,之后会逐渐减小;


左武卫将军 于 2014-1-2 11:50:24 发表了:

重新修改了一下,加装了一个环形铅套倒扣在击针前部;这个铅套的样式有点类似实验用的烧杯,铅套的杯底有个空,杯沿向外翻,倒扣在击针头部,这样击针穿过杯底,并使铅套杯沿嵌合在引信体上(击针孔的边缘);

铅套非常薄,它的目的就是仅仅阻止飞行中由于弹体的负加速度导致的击针相对引信体的向前相对爬行,撞击目标时靠击针座和偏心子嵌合的巨大惯性会轻易使铅套杯沿的外翻边缘变形拉直,随击针一起前移;

未命名.JPG(187.98 KB, 下载次数: 0)

2014-1-2 11:42 上传

这样的改进应该可以了;


a5mg4n 于 2014-1-2 17:41:00 发表了:

左武卫将军 发表于 2014-1-2 10:03

这加工精度有点高啊、、、

不高吧? 只要弄出一個空腔就可以


左武卫将军 于 2014-1-14 09:47:02 发表了:

a5mg4n 发表于 2014-1-2 17:41

不高吧? 只要弄出一個空腔就可以

那个是啥子原理撒?


a5mg4n 于 2014-1-14 23:24:47 发表了:

左武卫将军 发表于 2014-1-14 09:47

那个是啥子原理撒?

撞击时空腔溃缩>里面的空气温度上升>温度高到可以点燃火药


左武卫将军 于 2014-1-15 09:22:02 发表了:

a5mg4n 发表于 2014-1-14 23:24

撞击时空腔溃缩>里面的空气温度上升>温度高到可以点燃火药

要是这个引信撞击到非装甲目标呢?这个引信单纯只靠撞击变形来引爆引信不是那么容易引爆的吧?