Медленногорящая смесь может быть либо собственно порох, либо какая-либо иная смесь. Скорость горения пороха может быть замедлена, если его смешать с древесным углем, получаемым из дерева при его высокотемпературной обработке. Тонкомерные деревья обжигаются при более низкой температуре и делают смесь более быстрогорящей. Средняя скорость горения может быть обеспечена подбором соответствующей смеси. В британских ВС применяется ряд таких смесей с различной скоростью горения. Существует состав с еще более медленной скоростью горения, известный как РД 202 (RD 202). Он состоит из 77 % перхлората аммония, 20 % древесного угля и 3 % крахмала. Помимо медленного горения, у него есть еще одно преимущество – оно оставляет меньшее количество пепла.
Как правило, T & P взрыватели с таймером имеют два кольца, хотя встречаются и с тремя, и с четырьмя кольцами. В стандартных конструкциях верхнее кольцо обычно зафиксировано, а нижнее может вращаться для настройки времени горения, в зависимости от дальности полета снаряда. В трехкольцевых взрывателях обычно фиксируются верхнее и среднее кольца, если только не применяется специальная перемычка, в которой верхнее и нижнее кольца вращаются вместе, оставляя среднее кольцо неподвижным. Таймер взрывателя может быть выполнен идеально, но его эффективность во время полета в значительной степени зависит от его наполнения, так что инженерные совершенства взрывателя могут быть сведены на нет физическими и химическими свойствами наполнителей. Так что проблемы успешного производства взрывателей в большей степени ложатся на плечи химиков, чем инженеров. Другими словами, перед изготовителем стоит меньше проблем, чем перед поставщиком наполнителя, поэтому ему отводится особая роль в обсуждении эффективности изделия. Как разлитое по бутылкам вино, эффективность каждой партии взрывателей зависит от их наполнителя, даты наполнения, сроков и условий хранения. Но в отличие от вина взрыватели с «возрастом» не становятся лучше. Впоследствии время их горения увеличивается в связи с тем, что в любых климатических условиях ВВ поглощает и удерживает влагу. С другой стороны, выдержанный порох горит быстрее, чем свежеприготовленный. Поэтому взрыватели, заполненные выдержанным порохом, срабатывают быстрее, чем взрыватели, заполненные свежеприготовленным порохом. Влажность при хранении – основной враг взрывателей. Кроме того что влага разъедает корпус взрывателей, она еще и увеличивает время горения. К тому же влага поражает их механизмы, особенно в жарком влажном климате. Наносимые влагой повреждения кумулятивны и перманентны даже при устранении первоисточника этих повреждений. Повреждаются детонаторы, что приводит к частым осечкам и нежелательным разрывам. Продолжительное воздействие влаги не только увеличивает время горения, но может и совсем предотвратить воспламенение, что приводит к осечкам или преждевременным взрывам. Например, смесь может чрезмерно вздуться и вытолкнуть крышку, так что, высохнув, смесь между кольцами образует связь, особенно если рассыпались прокладки. Это приводит к «общей вспышке» и преждевременному срабатыванию заряда снаряда. Общее поражение коррозией корпуса и других стальных деталей также приводит к нежелательным результатам. Поэтому очень важно, чтобы взрыватели испытывались не только во время приемки, но и периодически в течение всего срока их службы. Вновь изготовленные взрыватели подвергаются двум видам испытаний: стендовым и полевым. В стендовых испытаниях отстрел определенного процента снарядов проводится с целью определения соответствия времени горения условиям спецификаций. В полевых испытаниях проводится стрельба из орудий, в этом случае взрыватели испытываются в составе всего комплекса снаряд – орудие. Безусловно, полевые стрельбы наиболее важная часть испытаний, поскольку именно они выявляют все особенности поведения снаряда в реальных климатических условиях, особенно – эффективность передачи вращения, что во многом определяет поведение всех систем взрывателя. При этом определяются отклонения средних и максимальных параметров. Эти отклонения описываются как усредненное отклонение времени срабатывания, отдельное срабатывание от заданного среднего и разность между самой короткой и самой продолжительной задержками. Эти параметры, называемые m.d. и g.d. соответственно, математически связаны между собой и находятся в соотношении 1 к 6. Если требуется проведение более строгих испытаний, то устанавливаются дополнительные требования, например ограничение на допустимые отклонения от средних значений. Однако в настоящее время эти три параметра – скорректированное среднее время срабатывания, среднее и максимальное отклонение от него – считаются достаточными, хотя и это, по своей природе, еще остается рискованным.
Требования, предъявляемые к взрывателям зенитных снарядов, отличаются от аналогичных требований к фугасным снарядам. Для стрельбы по воздушным целям кучность – более важный фактор, чем среднее значение срабатывания, и отстрелянная партия снарядов с хорошими показателями не гарантирует, что оставшиеся снаряды сработают хорошо и в этом случае. Такие «взрывы в ближней зоне» на дальность могут привести к значительным разрушениям, если не предусмотреть соответствующие меры защиты. При испытаниях взрывателей зенитных снарядов присутствие единичного «выброса» не так важно, как в случае взрывателей типа T & P. Периодические испытания взрывателей, находящихся на складах военных частей, ограничены стендовыми испытаниями, полевые испытания столь дороги, что признаны нецелесообразными. Воздействие климатических условий при хранении в значительной степени нейтрализуется упаковкой взрывателей в герметично запаянных луженых банках, но если в эти банки попадает хотя бы незначительная влага, то процессы их деградации значительно ускоряются. Поэтому использование абсорбентов в банках запрещено, и необходимо очень внимательно отнестись к обеспечению их герметизации.
При срабатывании взрывателя важны три фактора:
1. Скорость вращения (спин) снаряда (взрывателя).
2. Давление со стороны горящего заряда.
3. Воздействие высоких температур на состав (определяющий время срабатывания).
Эти факторы не слишком усложняют жизнь, если снаряд летит по низкой (настильной) траектории на малые или средние расстояния, но, когда речь заходит о высоких (навесных) траекториях и дальних дистанциях стрельбы, они приобретают первостепенное значение. Чем выше траектория и длиннее дистанция, тем менее надежно срабатывание взрывателя, и значительно возрастает число осечек. Эти физические эффекты в значительной степени взаимозависимы. Например, спин на уровне моря невообразимо мал, ниже 12 000 оборотов в минуту, но на высоте, например, 15 000 футов (4572 м) в силу уменьшения давления эти эффекты становятся весьма значимыми.
Однако на практике в нормальных условиях считается, что влияние этих факторов является накопленным, и при стрельбе вводятся соответствующие коррективы. Спин производит двоякий эффект:
1. Механический распад пороха в плоскости горения.
2. Закупорка шлаками выхлопных отверстий колец.
При высокой скорости вращения часть разогретой смеси размягчается и, едва воспламенившись от предыдущего слоя, сразу же отбрасывается к внешнему краю желоба кольца задержки времени, прежде чем воспламенится следующий слой. Горение, таким образом, замедляется и становится нерегулярным. Этот эффект незаметен с обычным порохом при медленном вращении, но, поскольку центробежная сила прямо пропорциональна квадрату угловой скорости, эффект резко возрастает при повышенных скоростях вращения, а при 30 000 оборотах в минуту горение становится нерегулярным и может прекратиться совсем. Содержание серы в порохе оказывает значительное влияние на этот процесс, поэтому ее содержание ограничено 10 %. Шлаки, или продукты горения, под действием центробежных сил засоряют выхлопные отверстия колец, что приводит к увеличению давления внутри их. Такое давление может взорвать ограничения колец, нарушая временные циклы. Последовательность таких маленьких взрывов приводит к пульсации давления, уменьшению общего давления на горящую поверхность, вызывая снижение скорости горения. Все это усугубляет необходимость искать бесшлаковые горючие вещества для систем задержки времени взрывателей.
