瞬发针刺发火机构

瞬发针刺发火机构的基本功能是直接感觉目标反作用力并驱动击针激发起爆元件产生瞬发作用，其结构简单、作用可靠，广泛应用于触发引信中。

击针通常包括击针尖、击针杆和击针帽三个组成部分，有整体式和组装式两种结构形式，如图4-1所示。

图4-1　击针的结构
（a）整体式击针；（b），（c）组装式击针

击针尖多用钢制成，也有个别用铝合金制成。为了减小整个击针部件的质量，提高引信的灵敏度和瞬发度，击针杆通常用铝合金和塑料制成。击针帽往往与击针杆设计为一体，指击针杆头部的肥大部分，有时是一个单独的帽。击针杆和击针帽的形状与保险机构和整个引信的结构形式有关，应根据具体设计要求来确定。

击针尖的几何形状对引信灵敏度和瞬发度等性能有影响。实验表明，同一种火帽或雷管对针尖几何形状不同的击针，有不同的感度和感度散布。击针尖的几何形状较多，常用的有圆锥形、三棱锥形、四棱锥形、平头形等。

在膛压较高、初速较大的弹丸引信中，针刺发火机构多采用圆锥形击针尖。在提高引信的灵敏度和瞬发度方面，圆锥形击针虽不如棱形击针，但它的针尖可以一次车制成形，有较好的工艺性，适合大批量生产和快速生产。采用圆锥形击针时，为了确保火工品针刺感度的散布较小和保证针尖的强度，针尖尺寸应设计合理：圆锥部的锥角应在23°～30°的范围内选取，针尖不应有虚尖，而应带有0.1～0.3mm的平头直径，如图4-2所示。

图4-2　圆锥形击针尖的结构

为了提高引信的灵敏度，在下列情况下可采用棱形击针：膛压较低，值较小的膛内发火机构；引信轴向尺寸较小，针尖与火帽距离较小的针刺发火机构；着速较低的破甲弹弹底引信的惯性针刺发火机构。某些对空射击的小口径高炮榴弹引信，以及某些航空机关炮榴弹引信，为了增加大着角或低速碰击目标薄弱部位时的发火率，也采用棱形击针。棱形击针尖的几何尺寸应在下列范围之内：

（1）三棱锥形击针的棱线与轴线间的夹角一般为10°～15°，如图4-3所示。

图4-3　三棱锥形击针尖的结构

（2）四棱锥形击针的两条对称棱线间的夹角一般为40°～50°，如图4-4所示，两对称棱面间的夹角一般为30°～35°。

图4-4　四棱锥形击针尖的结构

两种击针的尖部都允许磨钝到0.1mm，但各棱角不应有损伤。

应当指出，棱形击针虽然有助于提高引信的灵敏度和瞬发度，但其针尖需要磨削，工艺性远不如圆锥形击针。因此，在设计针刺发火机构时，如果能在引信其他结构方面采取措施来满足灵敏度的要求，则应尽量采用圆锥形击针。

瞬发针刺发火机构一般有裸露式针刺发火机构、埋入式针刺发火机构和中间式针刺发火机构三种结构形式。

裸露式针刺发火机构的典型结构如图4-5所示。这种结构的瞬发击针头部（或盖帽）突出在引信体外，与外界空气直接接触，具有较高的灵敏度和瞬发度。它的缺点是：击针头部暴露在引信体之外，平时引信密封性不好；射击后在空中飞行时，空气压力直接作用在击针头部，弹道安全性较差。为了提高这类结构的弹道安全性，必须增加中间保险零件的抗力；为了提高这类结构射击时的大着角发火性，应当增加击针头部的直径。增大击针头部直径可以提高引信的灵敏度和瞬发度，但同时也增大了弹丸飞行时击针头部所受的空气阻力，结果使引信的弹道安全性降低。增加中间保险零件的抗力，虽然提高了弹道安全性，但对引信的灵敏度和瞬发度却是不利的。弹丸飞行速度越高，裸露式瞬发击针的头部受到的空气阻力越大，弹道安全性越差。因此，裸露式针刺发火机构不宜用在高速弹丸上，但在低速弹如迫击炮弹、无后坐力炮弹等的引信上，是完全可以采用的。

图4-5　裸露式针刺发火机构

埋入式针刺发火机构的击针头部不突出引信体之外，引信头部用防潮帽密封，典型结构如图4-6所示。因为头部有防潮膜密封，所以，不论是引信的平时密封性还是射击时的弹道安全性，都比裸露式的好，可以用于高速弹丸上。但是因为有防潮膜，而且击针不突出引信体，所以这类引信的灵敏度和瞬发度较裸露式的低。为了提高灵敏度和瞬发度，在这类结构中也可以降低中间保险零件的抗力，甚至可以不用中间保险零件。当用于很高速度的弹丸时，除了应当考虑高速对引信头部所增加的空气阻力外，还应当考虑雨点的冲击力对防潮膜的影响。如果防潮膜的结构不合理，或者材料强度不够，就有可能在飞行中被破坏。

图4-6　埋入式针刺发火机构

中间式针刺发火机构的典型结构如图4-7所示。击针头部突出引信体之外，但有防潮帽密封保护，所以这种结构具备前两种结构形式的优点：既可以将中间保险零件的抗力减弱，以提高灵敏度，又可以使击针易于接触目标，以提高瞬发度，并且密封性、弹道安全性、大着角发火性等也都比较理想。这种结构广泛用于高、低速弹丸的触发引信上。

图4-7　中间式针刺发火机构

以上述三种基本结构形式为基础，除了少数引信外，大部分引信的瞬发针刺发火机构在设计时还会设置相应的中间保险。虽然中间保险的存在对引信的瞬发度和灵敏度会有一定影响，但有利于保证发火机构的勤务处理安全性和弹道安全性。

无中间保险的瞬发针刺发火机构结构简单，一般采用击针戳击火帽或雷管发火，主要用于小口径高炮、航空炮榴弹用弹头引信。

Б-37引信是苏联配用于37mm高射炮和37mm航空炮杀伤曳光榴弹上的弹头引信，该引信的瞬发机构包括木质击针杆、钢制棱形击针尖，以及装于雷管座内的针刺火帽，没有中间保险，如图4-8所示。

图4-8　Б-37引信的触发机构

Б-37引信的击针杆采用木材制造以减小质量，头部直径较大，以增加碰击目标时的接触面积，采用棱形击针尖，这些措施使引信具有较高的灵敏度。引信头部有0.3mm厚的紫铜盖箔，不仅起到密封作用，而且能在飞行中承受空气压力，使空气压力不会直接作用在击针杆上。

引信飞出后效期后，击针合件在爬行力作用下前冲，击针头紧贴在盖箔上。引信在弹道上完全解除保险后，击针与火帽对正。碰击目标时，引信头部在目标反作用力作用下使盖箔破坏，击针下移戳击火帽，使引信爆炸序列作用。

瞬发针刺发火机构的中间保险零件有两类：一类是弹性零件，即弹簧；另一类是刚性零件，如支筒、支耳等。

美国配用于迫击炮弹的M717弹头引信采用了裸露式针刺发火机构，该机构由击针帽、击针、击针簧、销子、雷管等组成，如图4-9所示。销子保证击针不能从引信体内脱出。发射时，在膛内阶段，击针后坐插入雷管座的盲孔；出炮口后，击针抬起，雷管座运动到位，使雷管对正击针；弹道飞行中，击针簧保证弹道安全。碰击目标时，在目标反力作用下，击针克服击针簧抗力戳击雷管，使引信爆炸序列作用。

图4-9　M717引信的触发机构

M505A3引信是美国陆、海、空三军通用的小口径榴弹引信，该引信的针刺发火机构非常简单，如图4-10所示。击针的凸缘支撑在引信体上，击针与刚性中间保险合二为一，保证发射和弹道安全。碰击目标时，在目标反力作用下，保护帽被压垮，击针凸缘被剪断并戳击雷管发火。中大口径榴弹通用的M557引信则采用钢制支筒作为中间保险零件，碰击目标时，目标反作用力使击针压垮支筒而刺发雷管，如图4-11所示。

图4-10　M505A3引信的发火机构

图4-11　M557引信的发火机构

有些引信为瞬发针刺发火机构设计有专门的保险装置，以保证发火机构的安全性。这些保险装置通常利用发射过程中的后坐、离心等环境力完成解除保险动作。

用于30mm航空机关炮杀伤爆破燃烧弹的苏联A-30引信，采用紫铜制成的保险带作为发火机构的保险装置，如图4-12所示。引信头部的盖箔起密封和承受空气压力作用。保险带由内到外多层缠绕在击针的台阶处，使击针不能下移。保险带外面的惯性筒保证在勤务处理中保险带的端部不致散开，而惯性筒又被支耳支撑在保险位置上。发射时，惯性筒在膛内后坐力作用下克服支耳抗力下沉，释放保险带。保险带受离心力作用，逐层甩开，最后释放击针，解除对发火机构的保险。当保险带的卷绕方向与弹丸旋转方向相反时，膛内切线力偶矩将使保险带卷紧，延迟保险带的打开时间，可得到较长的保险距离；反之，卷绕方向与弹丸旋转方向相同时，保险带在膛内就开始启动，保险距离较短。

图4-12　A-30引信的触发机构

美国配用于40mm高射炮榴弹上的MK27引信，采用离心子作为瞬发机构的保险，如图4-13所示。平时，击针受两个离心子制约不能下移，离心子则由环状簧箍住。离心子的外形是内凹的，仅直径最大处与击针接触，发射时的击针后坐会使接触缘发生轻微变形，从而增大离心子向外运动的摩擦力，借以延迟离心子启动的时间。发射时，环状簧在离心力作用下飞开，但由于离心子的后坐力与切线力所产生的摩擦力大于离心力，离心子不飞开。弹丸出炮口后，后坐力明显减小时，离心子飞开，释放击针，解除保险。

图4-13　MK27引信的触发机构