U V O D

Sistem, uređaj ili mehanizam čija je namena da aktivira projektil u željenom trenutku naziva se upaljač (francuski la fusé, engleski fuse, nemački der Zünder, ruski vrzyvatelj ili trubka). Upaljač se može, uopšteno uzevši definisati i kao uređaj koji pravovremeno aktivira artiljerijski ili raketni projektil na cilju bez obzira na tip, vrstu i namenu projektila.

Osnovni zadatak upaljača je:

• da obezbedi sigurnost municije, tj. da ne dođe do njenog delovanja u uslovima skladištenja, rukovanja, transporta i lansiranja,

• da se armira, tj. pod dejstvom spoljnih sila tokom leta mehanizam za osiguranje uspostavi inicijalni lanac kako bi bio spreman za dejstvo i

• dejstvo na cilju, aktiviranje punjenja municije.

Ovi zahtevi mogu se ostvariti na različite načine, ali se sva konstruktivna rešenja mogu prema funkciji razvrstati u nekoliko podsistema:

• podsistem nosilac funkcije,

• podsistem nosilac pirotehničkih elemenata,

• podsistem armiranja,

• podsistem osiguranja i

• telo upaljača sa spoljnim elementima.

• Ovi podsistemi mogu biti dopunjeni dodatnim podsistemima kao što su:

• podsistem za samolikvidaciju,

• podsistem za početno aktiviranje,

• podsistem za određivanje vremena reakcije.

Integracija pomenutih podsistema u celinu može se najbolje objasniti opisom nastajanja jednostavnog mehaničkog upaljača prikazanog na slici 1.

IK –inicijalna kapisla; DK – detonatorska kapisla; DET – detonator; GP – glavno punjenje, AR – armirajući mehanizam; OS – osiguravajući mehanizam; SL – samolikvidator;REG – regulator; TU – telo upaljača.
 

Slika 1. Šematski prikaz tela i podsistema upaljača

U prikazanom slučaju zadatak upaljača je da prilikom udara projektila u cilj aktivira glavno punjenje projektila, tj. izazove njegovu detonaciju. Prema tome, treba transformisati mehanički impuls koji je rezultat dodira vrha upaljača sa ciljem u detonacioni impuls dovoljnog intenziteta za inicijaciju glavnog punjenja. Elementi inicijalnog lanca upaljača su inicijalna kapisla, detonatorska kapisla i detonator. Armirajući mehanizam služi da spreči neželjeno aktiviranje inicijalne kapisle prilikom rukovanja, u letu i drugim slučajevima kada na iglu deluju sile manjeg intenziteta. Ovim je ostvareno osnovno osiguranje upaljača. Pored ovoga treba ugraditi mehanizam koji će uspostavljati inicijalni lanac. Za to služi osiguravajući mehanizam čija je uloga da spreči prenos inicijacije sa inicijalne kapisle na detonator prilikom rukovanja, transporta, skladištenja i lansiranja projektila.

Proces uspostavljanja inicijalnog lanca naziva se armiranje upaljača. To znači da pod dejstvom spoljnih sila tokom leta projektila osiguravajući mehanizam pređe iz osiguranog položaja u armirani položaj. Ujedno, armirajući mehanizam oslobađa udarnu iglu i ona je spremna da po udaru u cilj aktivira inicijalnu kapislu. Na slici 2 prikazan je proces armiranja upaljača.

Do tačke "a" upaljač je u osiguranom položaju. U tački "a" započinje lansiranje projektila. Od tačke "a" do tačke "b" povećava se energija potrebna za armiranje upaljača. U tački "b" započinje armiranje upaljača. U tački "c" završava se armiranje i nadalje upaljač je spreman za dejstvo.

Slika 2. Proces armiranja

Municija široke primene (artiljerijska, minobacačka, bombe, mine, bojeve glave raketa) uzrokovala je razvoj različitih vrsta upaljača. Upaljači su razvijani od najjednostavnijih uređaja (kao upaljači za ručne bombe) do najsloženijih sistema (upaljači za rakete). U nekim slučajevima upaljač može biti jedinstvena celina, a u nekim se može sastojati od dve ili više međusobno povezanih komponenti smeštenih na različitim mestima. Upaljači se sastoje od različitih komponenti, kao što su: izvor napajanja, pirotehnički elementi, inicijalni elementi, mehanizmi za osiguranje i armiranje, elektronskih podsklopova, kablova, kontrolnih jedinica i dr. Zbog toga postoji i više načina klasifikacije upaljača.

Klasifikacija upaljača prema vrsti municije je nepraktična jer se u okviru jedne grupe mogu naći upaljači najrazličitijih karakteristika i principa funkcionisanja. Prema položaju upaljači mogu biti prednji (na vrhu projektila), zadnji (na dnu projektila) ili bilo gde u zavisnosti od taktičke namene. Prednji upaljači se najčešće koriste kod artiljerijskih projektila, dok zadnji upaljači nalaze primenu kod raketa.

Upaljači se prema vrsti procesa (fizičkim i hemijskim) mogu podeliti na:

• mehaničke, kod kojih se osnovna funkcija zasniva na radu mehanizama usled dejstva mehaničkih sila i momenata (npr. inercijalne, reakcionalne, centrifugalne sile, sile i momenti opruga);

• pirotehničke, kod kojih se osnovna funkcija zasniva na inicijaciji i sagorevanju pirotehničkih elemenata;

• hemijske, kod kojih se osnovna funkcija zasniva na hemijskim procesima različitim od sagorevanja pirotehničkih smeša;

• električne, kojima je za obavljanje osnovne funkcije potreban neki izvor električne energije;

• magnetne, kod kojih se osnovna funkcija zasniva na korišćenju raznih magnetnih fenomena;

• ostale, kod kojih se osnovna funkcija zasniva na akustičnim efektima, detekciji infracrvenog zračenja, emisiji i detekciji radarskih signala i sl.

Prema načinu aktiviranja na cilju upaljači se mogu podeliti na:

kontaktne, koji deluju u neposrednom dodiru sa ciljem. Dejstvo se manifestuje kao udar, lom, električni kontakt i sl. Upaljači koji imaju kontaktno dejstvo mogu biti trenutni ili trenutno usporeni. U zavisnosti od vremena reagovanja kontaktni upaljači se mogu razvrstati u sledeće grupe:

• supertrenutni upaljači (vreme reakcije od 20 μs do 200 μs) i locirani su na vrhu projektila;

• trenutni upaljači (vreme reakcije od 0.5 ms do 10 ms), mogu biti locirani na vrhu ili u zadnjem delu projektila;

• upaljači sa kratkim usporenjem (vreme reakcije od 0.02 s do 0.1 s), mogu biti locirani na vrhu ili u zadnjem delu projektila;

• upaljači sa dugim usporenjem (vreme reakcije od 0.2 s do 0.6 s), mogu biti locirani na vrhu ili u zadnjem delu projektila.

• tempirne, koji deluju nakon isteka zadatog vremena. Tempiranje ovih upaljača može se ostvariti pomoću satnog mehanizma, analognog ili digitalnog elektronskog kola i pirotehničkih ili hemijskih reakcija. Tempirni upaljači imaju primenu kod specijalne municije (dimne, osvetljavajuće, kasetne i dr.). Uobičajeno vreme tempiranja je do 200 s.

• blizinske, kod kojih dejstvo ne zavisi od kontakta sa ciljem, već deluju kada "osete" blizinu cilja. Ovi upaljači deluju na određenoj udaljenosti od cilja. Principi određivanja daljine do cilja mogu da budu: zvučni efekat, poremećaj magnetnog polja, Doplerov efekat, digitalni impuls, optičko-laserski sistem i sl.

• multifunkcijske, koji mogu u odnosu na cilj delovati na različite načine (npr. kontaktno, blizinski, tempirno). Kod ovih upaljača jedno dejstvo je osnovno dok su ostala izborna. Izbor dejstva može se ostvariti mehanički (okretanjem određenog dela na upaljaču) ili pomoću zasebnog elektronskog uređaja.

• ostale, koji mogu biti ambijentalni, komandni, nezavisni, kombinovani, telemetrijski za balistička merenja i vežbovni.

Najnovija generacija upaljača sa korekcijom putanje spada u grupu multifunkcijskih upaljača.

Tokom razvoja i izrade upaljača obavljaju se ispitivanja koja treba da zadovolje sledeće zahteve:

• da upaljač poseduje propisane opšte i posebne funkcionalne karakteristike;

• da je upaljač pri upotrebi, rukovanju i transportu potpuno siguran;

• da upaljač ni u ekstremnim slučajevima opterećenja, uključujući i one koje dovode do deformacije ili loma pojedinih delova, neće aktivirati punjenje projektila;

• da će upaljač ostati upotrebljiv i siguran za rukovanje i nakon propisanog vremena skladištenja u specifičnim uslovima.

Ispitivanje sigurnosti upaljača predstavlja eksperimentalno potvrđivanje postavljenih zahteva u pogledu sigurnosti sa ili bez očuvanja upotrebljivosti upaljača. S tim ciljem razvijeno je više metoda ispitivanja pomoću kojih se simuliraju uslovi kojima upaljač može biti izložen u eksploataciji. Ispitivanja se mogu podeliti na ispitivanja gađanjem i ispitivanja na laboratorijskim i poligonskim instalacijama (statička ispitivanja).

Provera sigurnosti i funkcionalnosti upaljača ispituje se gađanjem. Sigurnost upaljača pri gađanju se proverava opitom: sigurnost ispred usta cevi i gađanje pri povećanom pritisku pogonskog punjenja. Funkcionalnost mora da zadovolji određeni procenat pouzdanosti pri ispitivanju gađanjem.

Slika 3. Presek kontaktno-trenutnog, piezoelektričnog upaljača M69

U grupu statičkih ispitivanja upaljača spadaju opiti kojima se proverava mehanička izdržljivost i uticaj okoline. Mehanička izdržljivost upaljača proverava se opitima: slobodan pad, udar, treskanje, tumbanje, imitaciju transporta kamionima, vibriranje, grubo rukovanje. Uticaj okoline podrazumeva sledeće opite: hermetičnost, vodonepropusnost, uticaj temperature (povišena, snižena, nagle promene temperature, kombinacija temperature i vlažnosti), delovanje kiše, uticaj peska i prašine, uticaj slane atmosfere, uticaj mikroorganizama. Pored ovih opita, u statičkim uslovima, vrše se ispitivanja funkcije kompletnih upaljača ili njegovih podsklopova. Ova ispitivanja se obavljaju na uređajima sa rotacijom (centrifuge) ili na posebno projektovnim uređajima i opremi za ispitivanje na pad.

U cilju povećanja preciznosti gađanja, kao i smanjenja tzv. kolateralne štete, u poslednje vreme se intenzivno razvija tzv. inteligentna municija sa upaljačima za korekciju putanje. Ovakva municija ima značajno veću cenu od konvencionalne, ali je opravdava bitno manjim utroškom municije, kao i kraćim vremenom potrebnim za izvršavanje zadatka. Korekcija putanje zavisno od tipa upaljača može biti samo po daljini ili i po daljini i po pravcu. Korekcija se vrši na osnovu pozicije projektila dobijene pomoću GPS ili inercijalnih senzora u upaljaču ili na osnovu podataka dobijenih praćenjem projektila pomoću radara.

U ovoj faktografskoj svesci prikazani su upaljači koji se koriste kako u našem, tako i u naoružanju stranih armija. Prikaz upaljača je dat na osnovu podele prema načinu aktiviranja na cilju. Data su i neka nova konstrukciona rešenja koja su na putu da budu uvedena u širu primenu, kako bi se stekao uvid u tendencije razvoja. Pored ovih savremenih rešenja prikazane su i klasične konstrukcije mehaničkih upaljača koji, iako su već dugo u upotrebi, i dalje nalaze svoju primenu u naoružanju.