La espoleta de múltiples opciones M734 [1] es un telémetro y un sistema de detección de colisiones que se utiliza en proyectiles de mortero de 60 mm, 81 mm y 120 mm como disparador para detonar los proyectiles en las alturas de explosión más dañinas al combatir cuatro tipos de amenazas en el campo de batalla:
- El telémetro es un radar Doppler que utiliza tecnología FMCW [2] para emitir una señal de radar y se puede configurar para activar dos tipos de ráfagas de aire, una que es una ráfaga cerca de la superficie para combatir objetivos fijos y la otra es una ráfaga de mayor proximidad hacia abajo sobre objetivos propensos o atrincherados. [3]
- La parte de detección de colisión de la espoleta consta de dos dispositivos mecánicos, uno es un interruptor inercial eléctrico de respuesta rápida para una ráfaga al impactar con un objetivo, como un vehículo, y el otro es un detonador mecánico de respuesta lenta que permite la penetración del proyectil, como como a través del dosel de un bosque, antes de detonar. [3]
Esta integración de cuatro funciones en una sola espoleta reduce la logística y el costo para apoyar a las cuadrillas de mortero en el campo de batalla.
Ajustes
Un procedimiento típico de disparo de mortero es que el líder de un escuadrón seleccione un objetivo y solicite una de las cuatro configuraciones de espoleta. Un artillero apunta el mortero hacia el objetivo y un portador de municiones coloca la espoleta. Un artillero asistente deja caer el proyectil en el tubo cuando el líder del escuadrón le ordena disparar. [4]
No se requieren herramientas para instalar o configurar la espoleta. Se ajusta a mano, incluso con guantes árticos, simplemente girando la parte superior de la espoleta en el sentido de las agujas del reloj hasta que un grabado de tres letras esté por encima de una línea de índice. Además, la configuración se puede cambiar tantas veces como desee sin dañar la espoleta. Los cuatro grabados alrededor de la circunferencia de la carcasa metálica de la espoleta tienen los siguientes significados para la altura de detonación: [5]
- PRX = Ráfaga de aire de proximidad entre 3 y 13 pies
- NSB = Ráfaga cerca de la superficie entre 0 y 3 pies
- IMP = Explosión de impacto al contacto. (En caso de que falle un ajuste de IMP, la detonación es 1/2 segundo después del impacto). [6]
- DLY = Retraso después del impacto de 0.05 segundos en el tren explosivo de espoleta antes de que el proyectil detone. [7]
En los cuatro escenarios, el alto explosivo en el proyectil de mortero es detonado por un tren explosivo en cascada de cuatro energías crecientes dentro de la espoleta. Estos son el detonador eléctrico Microdet, el plomo explosivo, el amplificador explosivo y el conjunto de cebador de retardo que funcionan de la siguiente manera: [1]
- En las configuraciones de espoleta PROX, NSB e IMP, un circuito de disparo aplica un voltaje al pequeño Microdet que enfrenta y enciende un plomo explosivo más grande que se canaliza hacia el propulsor explosivo que inicia el alto explosivo del proyectil.
- En el ajuste DLY, el cable explosivo se inicia en su lugar por el conjunto del cebador de retardo, que funciona incluso en caso de fallas de la fuente de alimentación o de la electrónica.
- La confiabilidad contra fallos aumenta por el hecho de que si el M734 no detona el proyectil de mortero en una posición, usará inmediata y automáticamente la siguiente, es decir, una falla en la posición PRX hace que se seleccione la detonación NSB. De manera similar, si no se detona en el ajuste NSB, se seleccionará automáticamente IMP, y así sucesivamente.
- Esta redundancia es un factor de seguridad diseñado para evitar que los proyectiles de mortero que funcionan mal se entierren al impactar el suelo y se conviertan en un riesgo para los civiles después de una batalla o se conviertan en municiones para las actividades enemigas.
Seguridad
Las espoletas ensambladas por el fabricante están preajustadas a PRX y se almacenan en proyectiles de mortero para su uso inmediato. Sin embargo, la espoleta es segura de manejar porque los dos detonadores están montados en un conjunto de seguridad y armado (S&A) que los mantiene 180 grados fuera de alineación con el cable explosivo y el propulsor. Los eventos requeridos para rotar el tren explosivo en alineación y generar energía para la electrónica de la espoleta no pueden lograrse por accidente o deliberadamente por un vándalo porque tres acciones difíciles de simular deben aplicarse en rápida sucesión: [8]
- Un pulso de aceleración axial similar al lanzamiento dentro de un tubo de mortero.
- Flujo de aire a través de la entrada y salida de aire del cono de nariz que es similar al vuelo
- Movimiento que se asemeja a la trayectoria de un proyectil de mortero en vuelo (en el producto, la espoleta M734A1 mejorada)
La aceleración axial y las fuerzas de la corriente de viento se combinan para armar la espoleta a 100 metros o más del lanzador. [9] Este armado mecánico se logra mediante un resorte de torsión que gira los detonadores 180 grados en una alineación explosiva del tren tan pronto como el resorte se desbloquea por las fuerzas de aceleración que presionan un dispositivo de retroceso en zig-zag y la corriente de viento fuerza al desenroscar un dispositivo de bloqueo de tornillo nivelador .
Este retraso en el armado mecánico después de dos características independientes de disparos es un requisito de seguridad básico [10] llamado "doble seguridad". Un tercer factor de seguridad sin precedentes incorporado como una mejora del producto en la espoleta M734A1 fue retrasar el armado eléctrico de los ajustes PROX, NSB e IMP más allá de los 100 metros hasta el punto más alto del vuelo del proyectil. [11] [12]
- Este armado eléctrico es simplemente la activación del circuito de disparo al Microdet utilizado por las tres configuraciones de espoleta.
- Dado que el vértice varía con cada tipo de mortero, el ángulo de disparo y la cantidad de propulsor, se utiliza un microprocesador en la espoleta para calcular el tiempo que queda después del lanzamiento para alcanzar la altura máxima. Esto se logra monitoreando en tiempo real las frecuencias del radar Doppler y la fuente de energía impulsada por el viento (conjunto de alternador de turbina) y comparándolas con un banco de datos en la memoria.
Fuente de alimentación
La corriente de viento en vuelo proporciona tanto la energía mecánica necesaria para armar el S&A como la energía eléctrica necesaria para la electrónica de la espoleta. Hay un sistema de componentes utilizados en el M734 para capturar y regular el flujo de aire dentro de la espoleta y convertir una parte de la energía del aire en energía mecánica y eléctrica antes de salir de la espoleta. [13]
- En este sistema, la entrada de aire dirige la corriente de viento hacia una boquilla convergente-divergente ( tubo Venturi ) que limita el caudal másico ( flujo estrangulado )
- El flujo axial luego golpea el centro de un impulsor plano y fluye radialmente a través de las palas. La curvatura de las palas redirige continuamente el flujo y la presión neta en el área de la superficie cóncava genera un par que hace girar un eje de transmisión.
- El eje de transmisión está conectado permanentemente a un generador de corriente alterna llamado conjunto de alternador de turbina cuyos principios de funcionamiento se asemejan a un alternador accionado por correa de automóvil miniaturizado para proporcionar 20 voltios y soportar una aceleración de 20.000 g.
- El eje de transmisión también se acopla con el mecanismo S&A en el momento del lanzamiento y se desacopla después de un número específico de revoluciones del eje. Esta acción desenrosca un dispositivo de bloqueo de tornillo nivelador y permite que el tren explosivo encaje en alineación, completando así el segundo paso en el armado mecánico.
Dado que se requiere que el armado ocurra después de un vuelo de 100 metros para tres morteros que tienen un amplio rango de velocidades de lanzamiento, las rpm que liberan el tornillo sinfín a la velocidad de lanzamiento más lenta deben aumentar en proporción directa a cualquier aumento en la velocidad de lanzamiento. Sin embargo, la turbina tenderá a girar más rápido de lo deseado, por lo que, para evitar un armado temprano, se utilizan tres reguladores para reducir el giro: [14]
- Primero, el número, tamaño y curvatura de las palas de la turbina está diseñado para lograr el armado a 100 metros o más para la velocidad de lanzamiento más baja de 45 m / s.
- En segundo lugar, el tubo Venturi está diseñado para limitar el caudal másico de aire disponible para propulsar la turbina.
- En tercer lugar, las puntas de las palas de la turbina están socavadas para introducir una flexibilidad que permite que la fuerza centrífuga doble las puntas hacia afuera. Esto disminuye la curvatura efectiva de la pala, lo que reduce la presión superficial sobre la pala y la turbina gira más lentamente que con una pala inflexible. Al hacer un socavado lo suficientemente profundo, la rotación del eje impulsor del tornillo nivelador es lo suficientemente lenta en todas las velocidades de lanzamiento para asegurar que el armado esté más allá del mínimo de 100 metros.
Una vez que el aire fluye desde las puntas, la salida de aire dirige el escape hacia la atmósfera en un ángulo oblicuo a la corriente de viento externa. La turbulencia resultante degrada la precisión del vuelo hacia el objetivo, por lo que el escape se dirige a una aleta metálica vertical que guía el flujo hacia la corriente de viento externa.
El rendimiento del alternador de la turbina no se ve afectado si el proyectil de mortero se encuentra con una tormenta tropical [15] mientras se dirige hacia el objetivo. [dieciséis]
Historia
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/8/8a/A01-021A.png/200px-A01-021A.png)
La espoleta M734 fue desarrollada en los Laboratorios Harry Diamond (HDL) para el sistema de mortero liviano de la compañía de 60 mm [13] , que ahora es administrado por la División Fuze del Centro de Ingeniería y Desarrollo de Investigación de Armamento ( ARDEC ). [17] Se determinó que era adecuado para uso militar en julio de 1977 y se le otorgó un estándar de clasificación de tipo. [18] Para demostrar que el Comando Químico y Municiones de Armamento (AMCCOM) está preparado para la transición a la producción a plena velocidad, ARDEC / HDL gestionó la primera producción para reservas de guerra, así como la construcción de instalaciones de producción inicial automatizadas (IPF) para la preparación para la movilización . HDL adjudicó tres contratos competitivos en 1978/79: Eastman Kodak (Rochester, NY) para el ensamblaje de espoleta e IPF, Motorola (Scottsdale, AZ) para el ensamblaje del amplificador e IPF, y Alinabal (Milford, CT.) Para el ensamblaje del alternador y IPF. Después de la exitosa inspección del primer artículo y las pruebas de aceptación del lote de producción, la transición se completó en marzo de 1983. AMCCOM realizó todas las adquisiciones para las existencias con el apoyo técnico de ARDEC. El Plan de Morteros del Ejército emitido en 1985 amplió el uso de la espoleta M734 a morteros de 60 mm, 81 mm y 120 mm. Las mejoras en la confiabilidad y el rendimiento de la espoleta por parte de los ingenieros de ARDEC llevaron a la producción de la espoleta M734A1 [11] [19] fabricada por L-3 FOS (anteriormente KDI).
![]() Costo de producción inicial de la espoleta M734 | ![]() Cuatro configuraciones de campo de batalla opcionales |
Referencias
- ^ a b TM 43-0001-28, "Hojas de datos de municiones del ejército", Departamento del Ejército, abril de 1977, p7-45.
- ^ Tamatsu et al., "Sistema de radar FM-CW", Patente de EE. UU. Número de serie 5.619.208, 8 de abril de 1987 | Teoría del radar FM-CW .
- ^ a b FM 7-90, "Empleo táctico de morteros", Departamento del Ejército, 27 de abril de 2005, Apéndice B-3.
- ^ FM 23-90, "Morteros", Departamento del Ejército, 1 de marzo de 2000, Capítulos 3-7, Sección I.
- ^ FM 23-90, "Morteros", Departamento del Ejército, 1 de marzo de 2000, Secciones 3-20, 4-21, 5-20.
- ^ FM 23-90, "Morteros", Departamento del Ejército, 1 de marzo de 2000, sección 3-20.
- ^ "Municiones de mortero de 81 mm y espoletas" Guía de referencia de armas de infantería estadounidense de Gary , 10 de mayo de 2006. Consultado el 10 de junio de 2012.
- ^ Campagnuolo, CJ, Fine, JE, "Capacidad actual de alternadores impulsados por aire Ram desarrollados en HDL como fuentes de alimentación Fuze ", Harry Diamond Labs, HDL-TR-2013, julio de 1983.
- ^ Campagnuolo, CJ, Fine, JE, "Capacidad actual de los alternadores impulsados por aire Ram desarrollados en HDL como fuentes de alimentación Fuze", Harry Diamond Labs, HDL-TR-2013, julio de 1983, p.7.
- ^ MIL-STD-1316E, "Criterios de seguridad de diseño de espoleta", Departamento de defensa, 9 de abril de 1991, Secciones 4.2.1, 4.2.2.
- ^ a b TM 43-0001-28, "Hojas de datos de municiones del ejército", Departamento del Ejército, abril de 1977, p7-46.1.
- ^ Ingersol, Phillip, "Método y aparato para armado de ápice de espoleta de mortero" , patente estadounidense, número de serie 5.390.604, 21 de febrero de 1995 | Ver el resumen .
- ^ a b Fine, JE, Campagnuolo, CJ, "Desarrollo de un alternador impulsado por aire para aplicación de mortero de 60 mm: fase II", Harry Diamond Laboratories, HDL-TM-73-7, mayo de 1973.
- ^ Campagnuolo, CJ, Fine, JE, "Capacidad actual de los alternadores impulsados por aire Ram desarrollados en HDL como fuentes de alimentación Fuze", Harry Diamond Labs, HDL-TR-2013, julio de 1983, p11.
- ^ MIL-HDBK-310, "Datos climáticos globales para el diseño de productos militares", Departamento de Defensa, 23 de junio de 1997 | Consulte Tasa de precipitación.
- ^ Bien, JE, Campagnuolo, CJ, "Desarrollo de un alternador impulsado por aire para aplicación de mortero de 60 mm: Fase II", Harry Diamond Laboratories, HDL-TM-73-7, mayo de 1973, p16.
- ^ Actas de NDIC, 49ª Conferencia anual de Fuze, Seattle WA, 5 de abril de 2005 | Véase la presentación del Coronel John Merkwan.
- ^ AR700-142, "Clasificación de tipo de logística, lanzamiento de material, campo y transferencia", Departamento del Ejército, 26 de marzo de 2008, sección 3-1c, p11.
- ^ Actas de NDIA, 49ª Conferencia anual de Fuze, Seattle WA, 5 de abril de 2005 | Vea la presentación de Timothy Mohan.
enlaces externos
- Gestión ARDEC Fuze
- Especificaciones de fabricación de la espoleta
- Teoría de armado de Apex
- Teoría del radar FM-CW
- Especificaciones de fabricación del alternador de turbina
- Teoría del alternador de turbina
- Estrategia de mortero
- Programa de mejora de productos
- Espoleta M734A1