Современные средства инициирования

С начала 90-х годов в условиях все более сокращающегося госзаказа на ядерное оружие (ЯО) РФЯЦ-ВНИИЭФ стал активно сотрудничать с предприятиями – разработчиками обычных (неядерных) видов вооружения, военной техники (ВТ) и боеприпасов (БП), и особенно с разработчиками высокоточного оружия (ВТО). Сокращение арсенала ЯО, с одной стороны, потребности мирового рынка оружия в современном высокоэффективном оружии – с другой, явились основой этого, в настоящее время активного, сотрудничества. Накопленные во ВНИИЭФ технические решения, технологии, новые материалы при внедрении в конструкции неядерных видов вооружения, ВТ и БП позволяют во многих случаях значительно повысить их эффективность, придать им новые качества. Это в полной мере касается опыта ВНИИЭФ, накопленного в конструировании средств и систем инициирования, элементов и систем взрывной автоматики. Перед ВНИИЭФ как разработчиком ЯО с момента его образования, с выпуска его первых образцов стояла задача создания средств инициирования (электродетонаторов), работающих в пределах единиц микросекунд и имеющих разновременность работы в пределах долей микросекунды. Кроме того, высокая потенциальная опасность ЯО всегда требовала обеспечения высокой безопасности средств инициирования при их снаряжении на ядерных БП (ЯБП) и при эксплуатации в составе ЯБП, что во ВНИИЭФ было достигнуто созданием безопасных электродетонаторов (ЭД), основанных на инициировании бризантного взрывчатого вещества (ВВ) взрывающимся проволочным мостиком. Отказ от применения в конструкциях ЯБП инициирующих ВВ и по сей день является для ВНИИЭФ принципиальным. Поэтому естественно, что одним из первых приборов, предложенных ВНИИЭФ для использования в военной технике, науке и промышленности, стал безопасный электродетонатор АТЭД15, серийно выпускаемый с 1970 года Муромским приборостроительным заводом. При всей простоте конструкции АТЭД15 имеет высокие характеристики: среднее время работы составляет 2 мкс, а разновременность - 0,5 мкс. Электродетонатор снаряжен только бризантным ВВ и для своего задействования требует специально сформированного импульса тока. Благодаря этому ЭД не детонирует при пожаре, подключении к промышленной сети напряжением 220 В, пропускании через него тока до 50 А, при разрядах статического электричества и т.д. Столь высокие характеристики безопасности делают АТЭД15 незаменимым при воздействии широкого спектра поражающих факторов современного боя, а также при использовании взрывных технологий для аварийно-восстановительных и спасательных работ, для ликвидации техногенных и экологических катастроф, т.е. в экстремальных условиях. В сочетании с генераторами группового подрыва и элементами взрывной автоматики эти электродетонаторы позволяют создавать требуемой формы фронты детонации зарядов ВВ, что является обязательным для адаптивных боевых частей, учитывающих в режиме своего подрыва тип, скорость, направление подлета цели и т.д. В институте разработано семейство электродетонаторов - аналогов АТЭД15 по принципу действия и близких ему по рабочим характеристикам, но отличающихся параметрами задействования, конструктивным исполнением (в т.ч. с неразрушаемыми при срабатывании корпусами), эксплуатационными характеристиками и т.д. Для задействования электродетонаторов семейства АТЭД15 разработаны и широко применяются генераторы группового подрыва. Имеющиеся стационарные генераторы позволяют подрывать в синхронном режиме до 250 ЭД на расстоянии до 50 м, переносные - до 20 ЭД на расстоянии до 20 м или 5 ЭД - до 500 м. Указанные генераторы могут быть синхронизированы с запуском аппаратуры контроля, что вкупе с временными характеристиками ЭД делает их незаменимыми при проведении газодинамических исследований, в геофизике и т.д. Помимо традиционных генераторов (конденсаторного типа), во ВНИИЭФ разработаны взрывомагнитные и пьезогенераторы для синхронного подрыва электродетонаторов. Для случаев, когда не нужны столь малое, как у АТЭД15, время и разновременность работы, разработан низковольтный безопасный электродетонатор АЭД3011 со временем работы не более 35 мкс. Этот электродетонатор применен во взрывателе одного из модернизируемых комплексов, боевая часть которого также разрабатывается во ВНИИЭФ. Вышеприведенные характеристики ЭД обеспечивают наряду с высоким уровнем безопасности требуемое время функционирования БЧ, определяемое из условия ее максимальной эффективности. В широкой номенклатуре электродетонаторов, созданных при работах на земной поверхности, в шахтах и рудниках (не опасных по газу или пыли) и в сланцевых шахтах (опасных по пыли). Электродетонаторы ЭДБ-1 в зависимости от назначения имеют 23 серии замедления (время работы от 5 мс до 10 с). Подрыв электродетонаторов ЭДБ-1 осуществляется с помощью переносного частотного конденсаторного взрывного прибора КВП4-1/100, вырабатывающего ток взрывания частотой 20 - 50 кГц и позволяющего подорвать до 100 ЭД при длине электровзрывной сети до 1000 м. Такая система электровзрывания аналогична системе "Магнадет", разработанной английской фирмой "Ай-Си-Ай Нобель Иксплозивс" и успешно применяемой в Великобритании, США и других странах. В широкой номенклатуре электрических средств инициирования есть и электровоспламенители, нечувствительные к разрядам статического электричества, имеются наработки по полупроводниковым средствам инициирования, с пленочными мостиками и т.д. Особое место занимают средства инициирования (СИ), в которых в качестве начального импульса используются лазерное излучение, аэродинамический нагрев, механический импульс (эти СИ также снаряжены только бризантными ВВ или составами на их основе). Системы инициирования на основе светодетонаторов, задействуемых от лазерных блоков подрыва, обладают высоким уровнем защищенности от воздействующих факторов. Средства инициирования, задействуемые при аэродинамическом нагреве, могут быть использованы для запуска взрывных и пиротехническим элементов космических аппаратов и боеприпасов баллистических ракет, для приведения в действие в этих условиях разогревных источников питания и т.д. По заказам авиационных фирм ВНИИЭФ разрабатывает ряд систем образования выхода из самолета или вертолета в аварийной ситуации в воздухе или на земле, систем образования аварийной вентиляции кабины самолета при ее задымлении и т.д. Отличительная особенность этих систем - их задействование по механической команде и построение на основе элементов взрывной автоматики. При вытягивании ручки управления, расположенной в кабине или снаружи объекта, происходит формирование детонационной команды, которая используется:

– для разрушения остекления или сбрасывания фонаря,

– для удаления части обшивки$

– для катапультирования членов экипажа и т.д.

Построение всех систем обеспечивается применением следующих элементов взрывной автоматик

– механическое инициирующее устройство формирует детонационный импульс при вытягивании ручки управления;

– линия передачи передает детонационный импульс, она представляет собой детонирующий шнур с малым энерговыделением, помещенный в защитный экран;

– детонирующего удлиненного кумулятивного заряда;

– соединитель взрывной обеспечивает размножение детонационного импульса и при необходимости его коммутацию по электрической команде;

– диод взрывной передает детонационный импульс в одном направлении;

– устройство задержки детонации задает алгоритм работы элементов системы;

– исполнительных устройств (пиротолкатели, пиробаллоны и т.д.) с взрывным задействованием.

Построение систем спасения на основе взрывных элементов автоматики позволяет свести до минимума количество механических связей, газовых магистралей, применение электрорадиоэлементов, что повышает стойкость и надежность систем.

Для проведения подводных аварийно-спасательных и технических работ во ВНИИЭФ разработана система электровзрывания, позволяющая проводить резку и пробитие судовой обшивки толщиной до 10 мм на глубине до 60 м. В состав системы входят взрывная машинка, подрывной кабель, электродетонаторы типа АТЭД15, линейные и угловые кумулятивные резаки и кумулятивные пробойники. Для спасательных же работ на воде институтом разработан газогенератор для надувания спасательных плотов (производительность 700 л газа).

Требуемые рабочие характеристики приборов, надежность и высокий уровень безопасности обеспечиваются применением в их конструкции специально разработанных во ВНИИЭФ новых взрывчатых и пиротехнических составов (высокодисперсные ВВ и их смеси с порошками металлов, пластические взрывчатые составы, термитные, газовые и безгазовые пиросоставы и т.д.).