Fuze - Fuze

Em munições militares , um fusível (às vezes fusível ) é a parte do dispositivo que inicia a função. Em algumas aplicações, como torpedos , um detonador pode ser identificado por função como o detonador . A relativa complexidade até mesmo dos primeiros projetos de espoleta pode ser vista em diagramas de corte.

Descrição

Um detonador é um dispositivo que detona o material explosivo de uma munição sob condições específicas. Além disso, um detonador terá mecanismos de segurança e armamento que protegem os usuários de detonação prematura ou acidental. Por exemplo, a bateria de um detonador de artilharia é ativada pela alta aceleração do lançamento do canhão, e o detonador deve estar girando rapidamente antes de funcionar. A "segurança total do furo" pode ser alcançada com venezianas mecânicas que isolam o detonador da carga principal até que o projétil seja disparado.

Uma espoleta pode conter apenas os elementos eletrônicos ou mecânicos necessários para sinalizar ou acionar o detonador , mas algumas espoletas contêm uma pequena quantidade de explosivo primário para iniciar a detonação. Os fusíveis para grandes cargas explosivas podem incluir um impulsionador de explosivos .

Etimologia

Publicações profissionais sobre explosivos e munições distinguem a grafia "fusível" e "fusível". O Ministério da Defesa do Reino Unido declara ( ênfase no original):

FUSÍVEL : Cordão ou tubo para a transmissão de chamas ou explosão geralmente consistindo de cordão ou corda com pólvora ou alto explosivo fiado nele. (A grafia FUZE também pode ser encontrada para este termo, mas FUSE é a grafia preferida neste contexto.)
FUZE : Um dispositivo com componentes explosivos projetado para iniciar uma carga principal. (A grafia FUSE também pode ser encontrada para este termo, mas FUZE é a grafia preferida neste contexto.)

Oliver Hogg afirma o seguinte sobre o fusível:

A palavra "fusível" é freqüentemente escrita como "fusível" por aqueles que não estão familiarizados com o uso da artilharia. Isso está incorreto. "Fusível", derivado de fusus , o particípio passado de fundo , significa "derreter", por exemplo, o termo "fio-fusível" usado em circuitos elétricos. "Fuze", por outro lado, é o método abreviado ou moderno de soletrar "fuzee", significando um tubo cheio de material combustível. É uma derivação do fusus , um fuso e do francês fusee , um fuso cheio de fio. É bom deixar isso claro desde o início.

Historicamente, era escrito com 's' ou 'z', e ambas as grafias ainda podem ser encontradas. Nos Estados Unidos e em algumas forças militares, o detonador é usado para denotar um dispositivo de ignição sofisticado que incorpora componentes mecânicos e / ou eletrônicos (por exemplo, um detonador de proximidade para um projétil de artilharia , detonador magnético / acústico em uma mina marítima , detonador de granada com mola , detonador de lápis ou dispositivo anti-manuseio ) em oposição a um simples fusível de combustão .

Categorização do Fuze por tipo de munição

A situação de uso e as características da munição que ela pretende ativar afetam o projeto do detonador, por exemplo, seus mecanismos de segurança e de atuação.

Detonador de artilharia

Os fusíveis de artilharia são adaptados para funcionar nas circunstâncias especiais dos projéteis de artilharia. Os fatores relevantes são a rápida aceleração inicial do projétil, alta velocidade e rotação geralmente rápida, que afetam os requisitos e opções de segurança e armamento, e o alvo pode estar em movimento ou estacionário.

Os fusíveis de artilharia podem ser iniciados por um mecanismo temporizador, impacto ou detecção de proximidade do alvo, ou uma combinação destes.

Fusível de granada de mão

Os requisitos para um detonador de granada de mão são definidos pelo tamanho pequeno do projétil e entrega lenta em uma curta distância. Isso exige o arme manual antes do lançamento, pois a granada tem aceleração inicial insuficiente para que o arme seja acionado por "revés" e nenhuma rotação para acionar o arme pela força centrífuga.

Fusível de bomba aérea

As bombas aéreas podem ser detonadas por um estopim, que contém uma pequena carga explosiva para iniciar a carga principal, ou por uma "pistola", um pino de disparo em uma caixa que atinge o detonador quando disparada. A pistola pode ser considerada uma parte do conjunto do fusível mecânico.

Detonador de mina terrestre

A principal consideração do projeto é que a bomba que o detonador se destina a acionar esteja estacionária e o próprio alvo se mova ao fazer contato.

Fusível de mina naval

Fatores de projeto relevantes em fusíveis de mina naval são que a mina pode ser estática ou se movendo para baixo através da água, e o alvo normalmente está se movendo sobre ou abaixo da superfície da água, geralmente acima da mina.

Categorização do Fuze por mecanismo de ativação

Fusível de tempo

Os fusíveis de tempo detonam após um determinado período de tempo usando uma ou mais combinações de temporizadores mecânicos, eletrônicos, pirotécnicos ou mesmo químicos . Dependendo da tecnologia usada, o dispositivo pode se autodestruir (ou tornar-se seguro sem detonar) alguns segundos, minutos, horas, dias ou mesmo meses após ser implantado.

Os fusíveis do tempo da artilharia não passavam de um buraco cheio de pólvora que ia da superfície ao centro do projétil. A chama da queima do propelente de pólvora acendeu esse "detonador" ao disparar e queimou até o centro durante o vôo, acendendo ou explodindo qualquer coisa com que o projétil pudesse ter sido preenchido.

No século 19, dispositivos mais reconhecíveis como "espoletas" de artilharia moderna eram feitos de madeira cuidadosamente selecionada e aparados para queimar por um tempo previsível após o disparo. Estes ainda eram tipicamente disparados de carregadores de boca lisa com uma lacuna relativamente grande entre o casco e o cano, e ainda contavam com a chama da carga de propelente de pólvora que escapava do casco ao disparar para acender o detonador de madeira e, portanto, iniciar o cronômetro.

Em meados do século 19, os fusíveis de metal ajustáveis, os predecessores dos fusíveis de tempo atuais, contendo pólvora em chamas como mecanismo de retardo se tornaram comuns, em conjunto com a introdução da artilharia rifle . As armas rifle introduziam um ajuste apertado entre o projétil e o cano e, portanto, não podiam mais depender da chama do propelente para iniciar o cronômetro. As novas espoletas de metal normalmente usam o choque de disparo ("revés") e / ou a rotação dos projéteis para "armar" a espoleta e iniciar o cronômetro: portanto, introduzindo um fator de segurança anteriormente ausente.

No final da Primeira Guerra Mundial, alguns países ainda usavam granadas de mão com fusíveis de fósforo preto simples, muito parecidos com os fogos de artifício modernos: o soldado da infantaria acendeu o fusível antes de lançar a granada e esperava que o fusível queimasse pelos vários segundos pretendidos. Eles foram logo substituídos em 1915 pela bomba Mills , a primeira granada de mão moderna com um detonador de tempo relativamente seguro e confiável, iniciada puxando-se um alfinete de segurança e liberando uma alça de arme no lançamento.

Os fusíveis dos tempos modernos costumam usar um sistema de retardo eletrônico.

Estopim de impacto

Os fusíveis de impacto , percussão ou contato detonam quando seu movimento para frente diminui rapidamente, normalmente ao atingir fisicamente um objeto como o alvo. A detonação pode ser instantânea ou deliberadamente atrasada para ocorrer uma fração predefinida de segundo após a penetração do alvo. Um detonador instantâneo "Superquick" detonará instantaneamente ao menor contato físico com o alvo. Uma espoleta com ação de raspagem também detonará na mudança de direção causada por um leve golpe de raspão em uma obstrução física como o solo.

Os fusíveis de impacto no uso de artilharia podem ser montados no nariz do projétil ("ponto de detonação") ou na base do projétil ("base de detonação").

Fusível de proximidade

Os fusíveis de proximidade fazem com que uma ogiva de míssil ou outra munição (por exemplo, uma bomba lançada pelo ar ou uma mina marítima ) detonem quando se aproximam de uma certa distância predefinida do alvo, ou vice-versa. Os fusíveis de proximidade utilizam sensores que incorporam uma ou mais combinações dos seguintes: radar , sonar ativo , acústico passivo, infravermelho , magnético , fotoelétrico , sísmico ou mesmo câmeras de televisão . Eles podem assumir a forma de um dispositivo anti-manuseio projetado especificamente para matar ou ferir gravemente qualquer pessoa que mexa na munição de alguma forma, por exemplo, levantando ou inclinando-a. Independentemente do sensor usado, a distância de disparo predefinida é calculada de forma que a explosão ocorra suficientemente perto do alvo para que seja destruído ou severamente danificado.

Detonadores remotos

Detonadores remotos usam fios ou ondas de rádio para comandar remotamente o dispositivo para detonar.

Fusível barométrico

Os fusíveis barométricos fazem com que uma bomba seja detonada em uma determinada altitude predefinida acima do nível do mar por meio de um radar , altímetro barométrico ou telêmetro infravermelho .

Fusível de combinação

Um conjunto de espoleta pode incluir mais de um espoleta em série ou arranjos paralelos. O RPG-7 geralmente tem um detonador de impacto (PIBD) em paralelo com um detonador de tempo de 4,5 segundos, então a detonação deve ocorrer no impacto, mas caso contrário, ocorre após 4,5 segundos. As armas militares contendo explosivos têm sistemas de detonação, incluindo um detonador de tempo em série para garantir que não iniciem (explodam) prematuramente dentro de uma distância perigosa da plataforma de lançamento da munição. Em geral, a munição tem que percorrer uma certa distância, esperar por um período de tempo (por meio de um mecanismo de relógio , mecanismo de retardo eletrônico ou químico) ou ter alguma forma de pino ou plugue de armação removido. Somente quando esses processos ocorrerem, o processo de armar do fusível temporário em série estará completo. As minas geralmente têm um detonador de tempo paralelo para detonar e destruir a mina após um período pré-determinado para minimizar as vítimas após a duração prevista das hostilidades. A detonação de minas navais modernas pode exigir a detecção simultânea de um arranjo em série de sensores acústicos , magnéticos e / ou de pressão para complicar os esforços de remoção de minas.

Mecanismos de segurança / armamento do fusível

Bomba borboleta SD2 c. 1940 - as asas giram enquanto a bomba cai, desparafusando o fuso de armação conectado ao fusível

Os vários recursos de segurança / arme do fusível de morteiro M734 são representativos da sofisticação dos fusíveis eletrônicos modernos .

Os mecanismos de segurança / arme podem ser tão simples como as alavancas de segurança acionadas por mola nos fusíveis de granadas M67 ou RGD-5 , que não iniciarão o trem de explosivos enquanto o pino for mantido na granada ou a alavanca de segurança for mantida pressionada uma granada sem pino. Alternativamente, pode ser tão complexo quanto a contagem regressiva do cronômetro eletrônico em uma mina marítima de influência, o que dá à embarcação tempo suficiente para se mover para fora da zona de explosão antes que os sensores magnéticos ou acústicos sejam totalmente ativados.

Nos projéteis de artilharia modernos, a maioria dos fusíveis incorpora vários recursos de segurança para evitar que um fusível seja armado antes de deixar o cano da arma. Esses recursos de segurança podem incluir armar em "revés" ou por força centrífuga e, muitas vezes, ambos operando juntos. O armamento reverso usa a inércia do projétil de artilharia em aceleração para remover um recurso de segurança conforme o projétil acelera do repouso até sua velocidade em vôo. O arme rotacional requer que o projétil de artilharia atinja um certo rpm antes que as forças centrífugas façam com que um dispositivo de segurança desengate ou mova um mecanismo de armação para sua posição armada. Os projéteis de artilharia são disparados através de um cano estriado , o que os obriga a girar durante o vôo.

Em outros casos, a bomba, mina ou projétil tem um fusível que evita a iniciação acidental, por exemplo, parando a rotação de uma pequena hélice (a menos que um talabarte puxa um alfinete) de modo que o percutor não possa atingir o detonador, mesmo se a arma cair sobre o chão. Esses tipos de detonadores operam com armas de aeronaves, em que a arma pode ter de ser lançada sobre um território amigo para permitir que uma aeronave danificada continue a voar. A tripulação pode optar por descartar as armas em segurança , deixando cair os dispositivos com os pinos de segurança ainda presos, ou soltá-los vivos , removendo os pinos de segurança quando as armas saem da aeronave.

Bombas aéreas e cargas de profundidade podem ser fusíveis no nariz e na cauda usando diferentes características do detonador / iniciador para que a tripulação possa escolher qual fusível de efeito se adequará às condições do alvo que podem não ser conhecidas antes do vôo. O botão de arme é definido como seguro , nariz ou cauda , à escolha da tripulação.

Os fusíveis de base também são usados ​​pela artilharia e tanques para projéteis do tipo 'cabeça de abóbora'. Alguns tipos de projéteis perfurantes de armadura também usam detonadores de base, assim como os projéteis de artilharia nuclear.

Os mecanismos de detonação mais sofisticados de todos são aqueles instalados em armas nucleares , e seus dispositivos de segurança / armamento são correspondentemente complexos. Além da proteção PAL , o estopim usado em armas nucleares apresenta vários sensores ambientais altamente sofisticados, por exemplo, sensores que requerem perfis de aceleração e desaceleração altamente específicos antes que a ogiva possa ser totalmente armada. A intensidade e a duração da aceleração / desaceleração devem corresponder às condições ambientais que a ogiva da bomba / míssil realmente experimentaria quando fosse lançada ou disparada. Além disso, esses eventos devem ocorrer na ordem correta.

Nota: alguns fusíveis, por exemplo, aqueles usados ​​em bombas lançadas pelo ar e minas terrestres podem conter dispositivos anti-manuseio projetados especificamente para matar o pessoal de eliminação de bombas . A tecnologia para incorporar mecanismos armadilha em espoletas existe desde pelo menos 1940, por exemplo, o detonador de bomba anti-remoção alemão ZUS40.

Confiabilidade

Um detonador deve ser projetado para funcionar apropriadamente, considerando o movimento relativo da munição em relação ao seu alvo. O alvo pode passar por munições estacionárias, como minas terrestres ou navais; ou o alvo pode ser abordado por um foguete, torpedo, granada de artilharia ou bomba lançada pelo ar. O sincronismo de função espoleta pode ser descrita como melhor se detonação ocorre quando o dano alvo será maximizada, cedo se detonação ocorra antes óptima, tarde se detonação ocorre óptima passado, ou insucesso se a munio de falhar a detonação. Qualquer dado lote de um desenho específico podem ser testados para determinar a percentagem esperada de início , óptimo . tarde , e o fracasso esperado daquela instalação do fusível.

O projeto do fusível combinado tenta maximizar a detonação ideal , reconhecendo os perigos da função inicial do detonador (e os perigos potenciais da função tardia para a ocupação subsequente da zona-alvo por forças amigas ou para o retorno por gravidade das munições antiaéreas usadas na defesa das posições de superfície). combinações de fusíveis minimizam a função inicial detonando na última ativação dos componentes individuais. As combinações de série são úteis para dispositivos de armar de segurança, mas aumentam a porcentagem de munições atrasadas e defeituosas . Combinações espoleta paralelas minimizar insucessos por detonação com a maior brevidade activação de componentes individuais, mas aumentam a possibilidade de prematura cedo função da munição. Os detonadores de munição militar sofisticados normalmente contêm um dispositivo de armar em série com um arranjo paralelo de detonadores de detecção de destruição do alvo e um detonador de tempo para autodestruição se nenhum alvo for detectado.

Galeria

Veja também

Referências

Notas
Fontes

links externos