УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАРЯДОВ Российский патент 1995 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к испытательному оборудованию для экспериментального исследования энергетических характеристик изделий, содержащих взрывчатые вещества (ВВ), и предназначено для определения осевого усилия последствия в процессе разделения элементов конструкций при помощи кольцевых зарядов (КЗ).

Под КЗ понимаются все удлиненные заряды имеющие форму кольца как просто круглого сечения, так и с кумулятивной выемкой.

Известен ряд устройств для определения энергетических характеристик ВВ [1] Все они предназначены для определения либо бризантности, либо фугасности ВВ.

На некоторых из них измеряют и энергетические характеристики изделий содержащих ВВ, в результате пересчета которых возможно определение осевого усилия, возникающего в процессе разделения.

В качестве прототипа выбрано устройство для испытания зарядов типа бризантометра [2] На стальном основании установлен полый цилиндр с притертым стальным поршнем. На поршне находится наладка, покрытая для защиты от непосредственного действия продуктов взрыва двумя свинцовыми кружками. Под поршнем находятся крешеры (крешер). На свинцовые кружки устанавливается заряд ВВ (изделие, содержащее ВВ). При подрыве заряда поршень получает динамический удар и обжимает крешер. Обжатие крешера служит характеристикой бризантности.

Однако в ряде случаев необходимо определить не только бризантное действие, сколько осевое усилие последействия в процессе разделения элементов конструкций, возникающее при срабатывании изделий, содержащих ВВ, в частности кольцевых кумулятивных зарядов. Разделение элемента конструкции производится за счет кумулятивного "ножа" либо за счет осевого усилия создаваемого продуктами детонации в замкнутом объеме.

В обоих случаях на разделяемые элементы действует осевое усилие, возникающее в результате последействия детонационной и ударной волн, а также продуктов детонации.

Например, для отделения платы с штепсельными разъемами от космического аппарата необходимо разделить элемент конструкции, соединяющий плату с космическим аппаратом, а затем расстыковать разъемы и отбросить плату. Как правило, соединительные элементы выполняются в виде тонкостенных цилиндров и разделяются с помощью КЗ, при этом целесообразно использовать осевое усилие последействия для отброса платы.

Поэтому подбор КЗ производится не только по его способности разделить конструкцию (перерезать стенку цилиндра), но и отбросить отделенную часть. Для подбора КЗ и необходимо знать величину осевого усилия последействия.

На "Бризантометре" невозможно измерение осевого усилия последействия в процессе разделения, кроме того, на нем возможно проведение только сравнительных испытаний ВВ, так как свинцовые кружки поглощают часть энергии взрыва, а крешерные столбики не дают достаточно точных результатов.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для испытаний кольцевых зарядов, включающее основание, полый цилиндр и поршень, расположенный внутри полого цилиндра, поршень выполнен в виде стакана, закрепленного вверх дном на основании через тарированную мембрану и жестко соединенного с полым цилиндром, в торцевой части которого выполнена проточка, образующая с поверхностями основания и стакана гнездо под кольцевой кумулятивный заряд.

Предложенное устройство позволяет определить величины осевого усилия в процессе разделения элементов конструкций. Так как гнездо под КЗ образует замкнутый объем, то в момент срабатывания КЗ на полый цилиндр за счет динамического воздействия и давления продуктов детонации действует осевое усилие, передающееся на винт, который срезает мембрану.

Проведя несколько испытаний на разных мембранах, можно определить величину осевого усилия, образующегося при срабатывании КЗ, так как каждая мембрана имеет строго определенное усилие среза.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство состоит из основания 1, полого цилиндра 2, поршня 3. Поршень 3 выполнен в виде стакана, установлен внутри полого цилиндра 2 и жестко скреплен с ним резьбовой втулкой 4, а с основанием 1 соединен через тарированную мембрану 5, расположенную в ступенчатой цилиндрической проточке 6 основания 1, и гайку 7 с винтом 8, пропущенным через отверстие в дне поршня 3. Мембрана 5 перед установкой в устройство тарируется на определенное усилие. В полом цилиндре 2 в торцевой его части выполнена проточка, образующая с поверхностями основания 1 и стакана 3 гнездо 9 для размещения кольцевого кумулятивного заряда 10, к которому сквозь отверстие в полом цилиндре 2 установлен инициатор 11.

Устройство работает следующим образом.

При срабатывании КЗ за счет продуктов детонации поршень 3 разделяется в заданном сечении А-А, а на горизонтальные поверхности гнезда 10 (полого цилиндра и основание) действуют детонационная и ударная волны, а также давление продуктов реакции взрывчатого вещества. Суммарное действие этих факторов выражается осевым усилием после действия (R), которое через полый цилиндр 2 и верхнюю часть разделенного поршня 3 передается на винт 8 и на мембрану 5, перерезая последнюю.

В результате нескольких испытаний с различными мембранами 5 определяют максимальное усилие последействия (R). Несущее осевое усилие мембраны определяется довольно точно.

Возможность определения осевого усилия последействия в процессе разделения на предлагаемом устройстве перед началом экспериментальной отработки узлов космических, ракетных или других объектов сокращает объем и сроки отработки этих узлов.

Кроме того, позволяет обходиться без дополнительных расталкивающих средств (толкателей) за счет подбора необходимого КЗ, а в случае нецелесообразности увеличения заряда ВВ в КЗ позволяет довольно точно рассчитать и спроектировать расталкивающие средства.

Использование: определение осевого усилия последействия в процессе разделения элементов конструкций при помощи кольцевых зарядов. Сущность изобретения: устройство содержит основание 1, полый цилиндр 2 и поршень 3. Поршень 3 выполнен в виде стакана, размещенного вверх дном внутри полого цилиндра 2 и жестко скрепленного с ним, и закреплен на основании 1 через тарированную мембрану 5. В торцевой части полого цилиндра выполнена проточка 9 для размещения кольцевого заряда 10. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАРЯДОВ, включающее основание, полый цилиндр и поршень, размещенный внутри полого цилиндра, отличающееся тем, что поршень выполнен в виде стакана, закрепленного вверх дном на основании через тарированную мембрану и жестко соединенного с полым цилиндром, в торцевой части которого выполнена проточка, образующая с поверхностями основания и стакана гнездо под кольцевой кумулятивный заряд.