СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ АВТОПИЛОТНОГО БЛОКА УПРАВЛЯЕМЫХ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ СНАРЯДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК F42B15/01 G01M3/02 

Изобретение относится к силовым системам управления летательных аппаратов и наиболее целесообразно может быть использовано в автопилотах малогабаритных управляемых снарядов с головкой самонаведения, выстреливаемых из ствола танковой пушки, артиллерийских орудий и др.

Известно применение управляемых снарядов, выстреливаемых из ствола танковой пушки, например, выстрела ЗУБК10-1 с противотанковым управляемым снарядом 9М117 [1, стр.4], из ствола артиллерийского 152-мм орудия выстрела 3В0Ф64(3В0Ф93) с осколочно-фугасным снарядом 30Ф39 [2] с лазерной полуактивной головкой самонаведения, артиллерийских управляемых снарядов, приведенных в источнике информации [3]. В работе [3] приведены схемные и конструктивные решения управляемых боеприпасов для артиллерийских систем различного назначения. Рассмотрены основные физические принципы и процессы, положенные в основу функционирования управляемых артиллерийских снарядов, указаны тенденции их развития.

Отличительной особенностью этих снарядов [1-3] является наличие в их составе автопилотного блока(автопилота), устройства для автоматического управления полетом летательного аппарата. В качестве исполнительного устройства автопилота в системах управления различных типов летательных аппаратов широкое применение получили гидравлические, пневматические и электрические рулевые приводы [4], в частности пневматические, как это видно из источников информации [1-3], в котором энергия сжатого воздуха преобразуется в механическую энергию исполнительным пневмодвигателем, а именно в механическое перемещение исполнительного органа привода (руля).

В последнее время в рулевых приводах и автопилотах управляемых снарядов и ракет комплексов высокоточного оружия наибольшее распространение получил не имеющий аналогов в мировой практике вновь созданный тип рулевого привода - воздушно-динамический [1; 5, стр.12-14; 6, стр.54-56], в котором используется энергия набегающего воздушного потока. Это позволило предельно упростить конструкцию привода и сократить массу, объем и трудоемкость изготовления привода за счет исключения источника питания. Забор воздуха для работы привода осуществляется с помощью носового или боковых воздухозаборников [1, 7].

Для обеспечения использования автопилотного блока в составе снаряда при стрельбе из ствола орудия рули и воздухозаборники складываются внутрь корпуса блока с обеспечением герметичности блока за счет введения герметизирующих щитков [8]. Приведение их в рабочее состояние осуществляется с помощью механизма разгерметизации и раскрытия рулей и выдвижения воздухозаборников, источником энергии которого является пиротехническое устройство-электровоспламенитель.

В состав автопилотного блока [9] входят блок питания с пиротехническими электролитическими источниками тока (батареи), индуктором и гирокоординатором, рулевой привод с механизмом разгерметизации и раскрытия рулей и выдвижения воздухозаборников, блок электронной аппаратуры, блок установок переключателей режимов работы, размещенные в корпусе автопилотного блока. Потенциальными источниками негерметичности автопилотного блока являются кроме герметизирующих щитков место стыка корпуса блока с блоком питания с элементами крепления и блок установок.

Таким образом, анализ имеющейся информации показывает, что в общем случае автопилотный блок представляет собой сложную электромеханическую систему, небезопасную в обращении из-за возможности несанкционированного срабатывания электровоспламенителя механизма разгерметизации и раскрытия рулей и выдвижения воздухозаборников, в результате которого происходит быстродействующий (не более 50·10^-3 с) процесс раскрытия рулей и разлет герметизирующих щитков на большое удаление с большой начальной скоростью. И при этом необходимо учитывать, что автопилотный блок должен быть герметичным в исходном состоянии со сложенными внутрь корпуса рулями и воздухозаборниками.

Надежность работы автопилотного блока во многом определяется надежностью защиты его от воздействия внешней среды, а герметизация является наиболее эффективным способом защиты от воздействия внешней среды [10, стр.159, 163; 11, стр.187], как это справедливо отмечается применительно к приборам систем автоматического управления [10] и гидравлических, топливных и пневматических систем [11], установленных на летательных аппаратах. А автопилотный блок, конечно, относится к таким приборам и системам и требование герметичности его конструкции относится к числу основных технических характеристик, подлежащих контролю в процессе производства и испытаний.

Разработка простых, надежных, информативных и безопасных способов и средств контроля герметичности автопилотных блоков управляемых артиллерийских снарядов на различных этапах их разработки, производства и испытаний была и остается актуальной технической задачей.

В настоящее время известно несколько методов и способов контроля герметичности приборов и систем летательных аппаратов, подробно изложенных в источниках информации [10, стр.166-167; 11, стр.204-224, 187-188].

В качестве ближайшего аналога (прототипа), близкого по технической сути к заявляемому, авторами принят известный способ контроля герметичности корпусов приборов систем автоматического управления опрессовкой воздухом (избыточным давлением) с фиксацией утечки по манометру или по выделению пузырьков воздуха в среде жидкости (см. стр.166 книги: Н.И.Шепелев, И.А.Лукин. Сборка, монтаж и регулировка приборов систем автоматического управления. - М.: Машиностроение. 1982 - 255 стр.).

Следует отметить, что по сути дела этот же способ под наименованием как пневмогидравлический (пузырьковый) применяется также для контроля герметичности топливных баков, крупногабаритных агрегатов и малогабаритных изделий гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов и описан в источнике информации [11, стр.222-223].

Известный способ заключатся в следующем. Контролируемый объект погружается в ванну с жидкостью (например, 2-5%-ый раствор хромпика-бихромата калия К₂Cr₂О₇ в воде) и в нем создается избыточное давление воздуха. Индикацию утечек производят по частоте появления и диаметру пузырьков газа, возникающих в мостах течей, в течение заданного времени выдержки или фиксацией утечки по уменьшению показаний измерительного манометра, подключенного к корпусу проверяемого объекта.

Недостатками известного способа контроля герметичности приборов и систем являются:

1. Низкая информативность способа о состоянии контролируемого объекта, заключающаяся в отсутствии контроля параметров блока до и после испытания на герметичность, что не позволяет сделать оценку о допустимости блока до испытания, то есть соответствует или не соответствует он документации на блок (ТУ, чертежам), какие изменения параметров выявлены на блоке после испытания, допустимы они или нет с точки зрения пригодности блока для применения в составе снаряда.

2. Необъективность способа, заключающаяся в проведений испытания на герметичность в заранее облегченных условиях, не соответствующих реальным, из-за существенного занижения силового воздействия на элементы корпуса прибора и герметизирующие элементы в нем вследствие имитаций нереально существующего заниженного избыточного давления.

Так, например, в источниках информации [10, 11] отсутствуют конкретные объективные данные в части величины избыточного давления, нагнетаемого внутрь корпуса прибора при контроле герметичности. Приведенная в источнике [11, стр.211] предельная величина избыточного давления из условия техники безопасности при работе в непосредственной близости с проверяемым изделием, находящимся под избыточным давлением, составляет P_ИЗБ=0,2 кг/см². Конечно, для обеспечения безопасности Р_ИЗБ должно быть не более этой величины (Р_ИЗБ≤0,2 кг/см²), сомневаться в этом нет оснований. Это с одной стороны.

С другой стороны, из анализа условий применения автопилотного блока в составе снаряда можно провести оценку реально действующего избыточного давления при транспортировании воздушным транспортом на заданной высоте Н как разницу между давлением внутри блока, принимаемым равным Р_О=1,0 кг/см² давлению воздуха в нормальных климатических условиях при температуре t=(25±10)°С и давлением воздуха на высоте Н, равным Р_Н<1,0 кг/см². Так, например, при заданной высоте транспортирования Н=12000 м, давление Р_Н≅0,2 кг/см². Отсюда ясно, что избыточное давление при контроле герметичности блока в этом случае составляет Р_ИЗБ=1,0-0,2=0,8 кг/см², то есть в 4 раза выше выбираемого из условия обеспечения техники безопасности. И это без учета некоторого запаса по давлению, с учетом которого эта разница будет еще больше.

И поэтому проверка герметичности автопилотного блока при избыточном давлении Р_ИЗБ=0,2 кг/см² будет необъективной и дает заниженный результат, совершенно не соответствующий реальным условиям эксплуатации блока.

3. Неоднозначность, противоречивость и необъективность способа в части соблюдения и обеспечения требований безопасности, связанных с применением в испытуемом автопилотном блоке различных пиротехнических средств (в механизме раскрытия рулей, в термоэлектрических батареях), с применением в блоке избыточного давления, значительно превышающего предельное по условиям безопасности(Р_ИЗБ≫0,2 кг/см²). Что нужно делать испытателю, какие меры должны быть приняты до, во время и после контроля герметичности, ясности нет никакой.

Известно устройство для контроля герметичности объектов способом погружения в жидкость, принятое авторами за прототип, описанное на стр.224 рис.8-20а) книги: В.М.Сапожников. Монтаж и испытание гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979-256 с. Устройство содержит баллон со сжатым воздухом, контролируемый объект, емкость испытательного стенда с жидкостью. Как видно из рис.8-20а), хотя в подрисуночном тексте об этом не говорится, но это очевидно из физики процесса, баллон со сжатым воздухом снабжен пневморедуктором с краном и измерительным манометром.

Недостатком этого устройства является малая информативность в части подготовки и проведения контроля герметичности автопилотного блока управляемых артиллерийских снарядов. Как и куда подавать сжатый воздух в блок, если он открыт с торцев? Как и чем обеспечить его герметичность с торцев? Так как автопилотный блок, как об этом говорилось выше, небезопасен в обращение с ним работающего(рабочего) и контролирующих (контролер ОТК, представитель заказчика) не только при работе с воздухом, но и без него, не ясно, какие меры безопасности должны быть обеспечены при этом. Нет ясности с объемом контроля блока. Достаточно ли контролировать только герметичность блока? Ведь автопилотный блок по своему назначению, составу и конструктивному исполнению представляет собой сложное электромеханическое устройство с электромонтажом и большим количеством соединений в виде контактов и т.д. Со стороны носовой части он стыкуется механически и электрически с не менее сложной в этом отношении головкой самонаведения, что не упрощает, а усложняет блок. Ведь в процессе изготовления и хранения блока эти контакты для электрической стыковки могут подвергаться окислению. Хотя изготовителем и принимаются меры для защиты от этого явления, такие как, например, в документации на блок оговаривается жестко ограниченное суммарное время нахождения автопилотного блока в процессе изготовления в условиях сборочного цеха вне герметичной упаковки и до постановки в изделие он должен находиться в герметичной технологической таре. Что будет при этом с сопротивлением электрических цепей блока и с сопротивлением изоляции электрически изолированных цепей? Опять же ничего не говорится об этом в этом источнике информации, а обойтись без ответа на этот вопрос при проверке герметичности автопилотного блока конечно же невозможно без ущерба для дела.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение информативности контроля герметичности автопилотного блока, повышение объективности и достоверности контроля герметичности блока в стендовых условиях, максимально приближенных к условиям работы испытуемого блока в составе реального объекта, повышение безопасности работы испытателей и контролеров при контроле герметичности автопилотного блока.

Поставленная задача решается за счет применения предлагаемого способа, суть которого заключается в следующем. В способе контроля гермеричноси автопилотного блока управляемых артиллерийских снарядов, заключающемся в погружении блока в жидкость с созданием в нем избыточного давления, предварительно устанавливают на установочном столе, покрытом электропорводной резиной, автопилотный блок в выключенном состоянии со сломанными внутрь его корпуса рулями, закрытыми герметизирующими щитками, с надетыми на наружную поверхность блока защитным хомутом, защищающим работающего от случайного раскрытия рулей, на уровне середины щитков по высоте и установленными технологическими перемычками запальных цепей электровоспламенителя механизма разгерметизации и раскрытия рулей и выдвижения воздухозаборников и электровоспламенителя пуска батареи питания электронной аппаратуры блока, снимают перемычки запальных цепей, измеряют сопротивление электрических цепей и сопротивление изоляции электрически изолированных цепей авопилотного блока на соответствие требуемым, проводит контроль герметичности блока, для чего его устанавливают в технологическое приспособление, обеспечив при этом герметичность по крышкам приспособления со стороны торцевых поверхностей блока, смещают хомут в положение вне щитков, подключают блок через технологическое отверстие в его корпусе с помощью гибкого шланга к источнику сжатого воздуха с установленными в нем монометром и предохранительном клапаном сброса, нагнетают в корпус блока воздух до избыточного давления, величину которого определяют из условия обеспечения техники безопасности при работе с блоком, находящимся под избыточным давлением, погружают блок в резервуар с водой, имеющий температуру нормальных климатических условий, на время не менее заданного времени выдержки, нагнетают в корпус блока воздух до избыточного давления, определяемого соотношением

Р_ИЗБ=(I+К)Р_О-Р_Н,

где Р_О - давление воздуха в нормальных климатических условиях при температуре t=(25±10)°С, равное нормальному атмосферному давлению (Р_О=I кг/см²);

Р_Н - давление воздуха на высоте Н, соответствующей заданной высоте транспортирования автопилотного блока воздушным транспортом;

К - коэффициент запаса, выбираемый равным 0,1,

проводят в течение заданного времени выдержки визуальную индикацию утечек воздуха из корпуса блока по пузырькам воздуха и изменению давления, плавно уменьшают давление до величины, определяемой техникой безопасности, извлекают блок из резервуара, удаляют влагу, уменьшают давление до нулевого и отключают блок от источника сжатого воздуха, ставят заглушку на технологическое отверстие в корпусе блока, смещают хомут в среднее положение щитков по высоте, снимают крышки приспособления и ставят блок на стол, снимают перемычки запальных цепей, измеряют сопротивление электрических цепей и сопротивление изоляции электрически изолированных цепей блока, устанавливают перемычки запальных цепей, по результатам контроля отсутствия пузырьков воздуха, отсутствия падения давлениями и стабильности результатов измерения сопротивлений принимают решение о пригодности автопилотного блока в части герметичности.

Предлагаемый способ реализуется устройством, содержащим резервуар с водой с помещенным в него контролируемым герметичным автопилотным блоком со сложенными внутрь корпуса рулями, закрытыми герметизирующими щитками, находящимся под избыточным давлением от источника сжатого воздуха с установленным в нем манометром, в которое введено технологическое приспособление, выполненное в виде двух крышек с герметизирующими прокладками для обеспечения герметичности блока со стороны его торцевых поверхностей и двух соединительных деталей для стягивания крышек, предохранительный клапан сброса, установленный в источнике сжатого воздуха, защитный хомут, устанавливаемый на наружной поверхности автопилотного блока на уровне середины щитков по высоте с возможностью смещения в положение вне щитков, технологические перемычки запальных цепей электровоспламенителя механизма разгерметизации и раскрытия рулей и выдвижения воздухозаборников и электровоспламенителя пуска батареи питания электронной аппаратуры автопилотного блока, установочный стол, покрытый электропроводной резиной, прибор для измерения сопротивления электрических цепей и прибор для измерения сопротивления изоляции электрически изолированных цепей, при этом автопилотный блок снабжен технологическим отверстием с заглушкой.

В технологическом приспособлении соединительные детали для стягивания крышек выполнены с быстросъемным креплением. Установочный стол заземлен и защищен от воздействия статического электричества. Прибор для измерения сопротивления электрических цепей выполнен в виде переносного моста постоянного тока с маломощным источником постоянного тока, недостаточным для поджига электровоспламенителей. Прибор для измерения сопротивления изоляции электрически изолированных цепей выполнен в виде универсального вольтметра с измерительным напряжением не менее номинального рабочего напряжения цепи. Место расположения технологического отверстия выбрано из условия минимального ослабления прочности корпуса автопилотного блока при механических воздействиях.

Способ реализуется устройством, принципиальная схема которого приведена на чертеже. Устройство содержит резервуар 1 с водой 2, контролируемый автопилотный блок 3, установочный стол 4 с электропроводной резиной 5 и заземлением 6, источник сжатого воздуха 7 с манометром 8 и предохранительным клапаном сброса 9, воздушную магистраль 10 высокого давления (чистый сухой воздух с точкой росы -40°С), пневмокран 11, воздушный редуктор 12 с вентилем 13, гибкий шланг 14, технологическое отверстие 15, герметизирующие щитки 16, крышки 17, 18 приспособления для контроля герметичности, подставку 19, соединительные детали 20 для стягивания крышек, защитный хомут 21, блок установок 26 переключателей 27 режимов работы, гайки-барашки 22, подставку 23, прибор 24 для измерения сопротивления электрических цепей, прибор 25 для измерения сопротивления изоляции электрически изолированных цепей. На чертеже позицией 28 обозначены крепежные отверстия в корпусе автопилотного блока, 29 - блок электропитания.

Способ реализуется следующим образом. Проверяемый автопилотный блок 3 в выключенном состоянии со сложенными внутрь его корпуса рулями (и воздухозаборниками, если применяется воздушно-динамический рулевой привод в автопилотном блоке), закрытыми герметизирующими щитками 16, с надетым на наружную поверхность блока защитным хомутом 21 (элементы зажима хомута на чертеже не показаны), защищающим работающего (рабочего, контролера) от случайного раскрытия рулей, на уровне середины щитков по высоте устанавливается на установочном столе 4, покрытом электропроводной резиной 5, заземленном (см. позицию 6) и защищенном от воздействия статического электричества. В блоке устанавливаются технологические перемычки (технологические закоротки) между контактами (на схеме чертежа не показаны) запальных цепей электровоспламенителя механизма разгерметизации и раскрытия рулей и выдвижения воздухозаборников и электровоспламенителя пуска(поджига) термоэлектролитической батареи питания электронной аппаратуры автопилотного блока. Переключатели 27 режимов работы в блоке установок, имеющие каждый по два положения ("0" и "1"), устанавливаются в положение, предусмотренное режимом работы автопилотного блока при проверке сопротивлений. Автопилотный блок устанавливается на подставке 23 для проведения замера сопротивлений. Включаются измерительные электрические приборы 24, 25. Приборы должны быть исправны и аттестованы. Электрические приборы должны быть заземлены и заземление должно быть исправным. Снимаются перемычки запальных цепей электровоспламенителей. Проводится измерение сопротивления электрических цепей на соответствие требуемым автопилотного блока переносным мостом 28 постоянного тока, например, типа Р3043 с маломощным источником постоянного тока, недостаточным для поджига электровоспламенителей. Мост имеет два диапазона измерений (0,3-30 Ом и 30-3000 Ом) и предназначен для измерения электрического сопротивления электродетонаторов и взрывных цепей. Питание моста осуществляется напряжением не менее 2,7 В от двух элементов "373". Проводится измерение сопротивления изоляции электрически изолированных цепей автопилотного блока на соответствие требуемым вольтметром универсальным, например, типа ВУ-15, В7-36 с измерительным напряжением ≤30 В (не менее номинального рабочего напряжения цепей автопилотного блока).

В соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации вольтметр универсальный ВУ-15 предназначен для измерения напряжения постоянного тока, эффективных значений напряжения синусоидальной формы и активного сопротивления. Отсчет измеряемого напряжения или сопротивления производится непосредственно по стрелочному прибору, шкала которого проградуирована в вольтах, децибеллах и омах. Диапазон измеряемых активных сопротивлений от 10 до 10⁹ Ом.

Для измерения герметичности автопилотного блока его устанавливают в технологическое приспособление для контроля герметичности, которое представляет собой две крышки 17, 18 с герметизирующими прокладками для обеспечения герметичности блока со стороны его торцевых поверхностей (герметизирующие прокладки на чертеже не показаны), стянутых двумя деталями (шпильками) 20 с быстросъемным креплением, например, типа гайки-барашки 22. Верхняя крышка 17 представляет собой полустакан с внутренней резьбой и резиновой прокладкой на дне стакана. Эта крышка наворачивается на автопилотный блок 3 со стороны головной части блока, снабженной резьбой для стыковки с головкой самонаведения с помощью накидной гайки (на схеме чертежа резьба, прокладка и исполнение в виде полустакана не показаны ввиду непринципиальности, так как очевидно, что для контроля герметичности блок должен быть герметичным и со стороны открытой части, что и описано в конкретном случае, хотя в другом случае, например, при отсутствии резьбы исполнение может быть другим). Нижняя крышка 18 выполнена также в виде полустакана, наружная поверхность которого входит внутрь донной части блока 3 и снабжена кольцевой канавкой, в которую укладывается герметизирующее уплотнение в виде герметизирующего резинового кольца. Причем это уплотнение выполнено выше крепежных отверстий 28 на автопилотном блоке, так как ниже расположить нельзя его во избежание нарушения герметичности блока с этой стороны (на схеме исполнение полустакана, канавка и уплотнение не показаны ввиду непринципиальности, так как для рассматриваемого случая это имеет такое конструктивное исполнение, в другом случае исполнение может быть другим).

После установки автопилотного блока в технологическое приспособление и обеспечения герметичности со стороны торцевых поверхностей блока смещают защитный хомут 21 в положение вне герметизирующих щитков таким образом, чтобы не было перекрытия возможных мест вытекания пузырьков воздуха при контроле герметичности по возможным местам нарушения герметичности (по краям, то есть по периметрам щитков 16, местам крепления (на схеме чертежа не показаны) щитков, по краям блока установок 26 переключателей 27 по месту стыка блока электропитания 29 с корпусом автопилотного блока). Подключают автопилотный блок 3 через технологическое отверстие 15 (после снятия заглушки в этом отверстии) в его корпусе с помощью штуцера (на схеме чертежа штуцер не показан) и гибкого пневмошланга 14 к источнику сжатого воздуха 7 с установленными в нем манометром 8 и предохранительным клапаном сброса 9. Источник сжатого воздуха 7 подключен к пневмосети воздушной магистрали 10 высокого давления (чистый сухой воздух с точкой росы - 40°С) через пневмокран 11, воздушный редуктор 12 с вентилем 13 и пневмошланг 14. Нагнетают в корпус блока воздух до избыточного давления Р_ИЗБ=0,2 кг/см² из условия обеспечения техники безопасности работающего с проверяемым блоком, находящимся над избыточным давлением, погружают блок в резервуар 1 с водой 2 (2-5%-ный раствор хромпика-бихромата калия К₂Cr₂О₇ в воде для исключения появления ржавчины). Должна соблюдаться именно такая последовательность, то есть вначале подается воздух в корпус, а только затем блок погружается в резервуар с водой, а не наоборот, как это рекомендовано в источнике информации [11, стр.222, 1-й абзац внизу] при описании известного пневмогидравлического (пузырькового) метода контроля герметичности, принятого авторами за прототип. Здесь сказано, что при этом методе контролируемый объект вначале погружается в ванну с жидкость и в нем только потом создается избыточное давление воздуха. Конечно, при 100%-ной гарантии герметичности так можно было бы делать. А если блок негерметичный, как, например, автопилотный блок, то при таком способе проверки в блок обязательно попадет вода, тогда как в первом случае воздух под избыточным давлением не позволит попасть воде внутрь блока, и блок, даже негерметичный, не будет выведен из строя. Так что это является одним из существенных недостатков, о чем говорилось выше, известного способа проверки герметичности.

Контролируемый блок погружается в резервуар с водой, имеющей температуру нормальных климатических условий, то есть не нужно принимать никаких специальных мер, например, по подогреву жидкости. После погружения блока в резервуар с водой при избыточном давлении Р_ИЗБ=0,2 кг/см² и убедившись, что блок герметичный, то есть нет выделения пузырьков воздуха из проверяемого блока, нагнетают в корпус блока воздух до избыточного давления, определяемого соотношением

Р_ИЗБ=(I+К)Р_О-Р_Н,

где Р_О - давление воздуха в нормальных климатических условиях при температуре t=(25±10)°С, равное нормальному атмосферному давлению (Р_О=1 кг/см²);

Р_Н - давление воздуха на высоте Н, соответствующей заданной высоте транспортирования автопилотного блока в составе снаряда в течение гарантийных сроков хранения в упаковке воздушным транспортом;

К - коэффициент запаса, выбираемый равным 0,1.

Так, например, при высоте транспортирования Н=12000 м воздушным транспортом давление воздуха на этой высоте будет составлять для стандартной атмосферы

Р_Н=0,198 кг/см²≅0,2 кг/см².

И соответствующее избыточное давление получится равным

Р_ИЗБ=(1+0,1)·1,0-0,2=0,9 кг/см².

Давление атмосферы зависит от погоды, колеблется около 760 мм рт.ст.=10⁵ Па=1 кг/см², принятого за нормальное атмосферное давление. Плотность атмосферы падает с увеличением высоты и вместе с этим падает атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой неплохо описывается барометрической формулой [12, стр.88]

,

где h_o=8000 м;

h(h=H) - высота, м.

При этом давлении Р_ИЗБ=0,9 кг/см² автопилотный блок выдерживается в течение заданного времени, например 5 мин, и проводится при этом визуальная индикация, нет ли выделения пузырьков воздуха при этом в местах предполагаемой негерметичности. Если есть необходимость, для дополнительного осмотра блок может быть снят с подставки 19 и повернут рукой в нужную сторону. Одновременно с визуальной индикацией проводится наблюдение за изменением установленного давления Р_ИЗБ по показанию манометра 8, не изменяется ли оно в сторону уменьшения. Таким образом, это позволяет определить герметичность блока одновременно по двум показателям: опрессовкой воздухом (избыточным давлением) с фиксацией утечки по манометру и по выделению пузырьков воздуха в среде жидкости.

После контроля герметичности с помощью вентиля 13 плавно уменьшается давление до величины Р_ИЗБ=0,2 кг/см². Извлекается блок из резервуара, удаляются протиркой хлопчатобумажной салфеткой капли влаги. Уменьшается давление до нулевого и отключается блок от источника сжатого воздуха. Ставится заглушка на технологическое отверстие в корпусе блока. Смещается хомут в среднее положение щитков по высоте. Снимаются крышки приспособления и ставится блок на стол. Снимаются перемычки запальных цепей. Измеряется сопротивление электрических цепей и сопротивление изоляции электрически изолированных цепей автопилотного блока. Устанавливаются перемычки запальных цепей.

По результатам контроля отсутствия пузырьков воздуха, отсутствия падения давления и стабильности результатов измерения сопротивлений до и после контроля герметичности принимается решение о пригодности автопилотного блока в части герметичности.

Предлагаемый способ контроля герметичности автопилотного блока управляемых артиллерийских снарядов с устройством для его осуществления обладает по сравнению с известным большой информативностью и надежностью, большей безопасностью в контроле герметичности автопилотного блока.

Простота, малая трудоемкость, высокая информативность, объективность, надежность и безопасность предлагаемого способа контроля герметичности особенно важны и привлекательны на всех этапах производства и испытаний автопилотных блоков, в том числе, например, на этапе серийного производства продукции.

Предлагаемые способ и устройство для контроля могут быть применены не только для контроля герметичности автопилотных блоков управляемых артиллерийских снарядов, но также для контроля герметичности и самих управляемых артиллерийских снарядов в том числе, а также отсеков управления, автопилотов и блоков рулевых приводов управляемых снарядов и ракет и самих снарядов и ракет, как отдельно, так и в контейнерах. То есть этот способ и устройство обладают универсальностью и применимы для контроля других объектов управляемого вооружения и их элементов, что также очень важно при производстве и испытаниях этих объектов техники.

Таким образом, предлагаемый способ контроля герметичности автопилотных блоков управляемых артиллерийских снарядов и устройство для его осуществления с достаточной для практики степенью достоверности, информативности, надежности, трудоемкости и безопасности с помощью простых, надежных и безопасных технических средств позволяет проводить контроль герметичности продукции на различных этапах изготовления и испытаний автопилотных блоков управляемых артиллерийских снарядов и других элементов этих снарядов (головка самонаведения, отсек управления и др.) и самих снарядов в том числе, что особенно важно, например, на этапе серийного производства продукции и проведения испытаний.

Эффективность способа и устройства для его осуществления подтверждена многолетней практикой контроля герметичности автопилотных блоков и блоков рулевых приводов управляемых снарядов и ракет различного класса и назначения, их других элементов и самих снарядов и ракет.

Источники информации

1. Выстрел ЗУБК10-1 с управляемым снарядом 9МП7. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗУБК10-1.00.00.000 ТО, М.: Воениздат, 1987 г.

2. 152-мм выстрел 3В0Ф64(3В0Ф93) с осколочно-фугасным снарядом 30Ф39 и зарядом №1 (уменьшенным переменным зарядом) Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3В0Ф 64.00.00.000 Т0 (3В0Ф 93.00.00.000 ТО), М.: Воениздат. 1990 г.

3. Основы устройства и функционирования артиллерийских управляемых снарядов: Учеб. пособие |В.И.Бабичев, В.В.Ветров, А.В.Игнатов, А.Р.Орлов. Под ред. А.Г.Шипунова, Тула, ТулГУ, 2003 г.

4. Костин С.В., Петров Б.И., Гамышин Н.С., Рулевые приводы. М.: Машиностроение, 1973 г.

5. Шипунов А.Г., Фимушкин B.C., Никаноров Б.А. Концепция разработки воздушно-динамических рулевых приводов ракет комплексов высокоточного оружия. Пневмогидроавтоматика-99, Всероссийская конференция. Тезисы докладов. Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова, Москва, 1999 г.

6. А.Шипунов, В.Дудка, В.Фимушкин, Б.Никаноров. Рулевой привод для ракет комплексов высокоточного оружия. "Военный парад", 1, 2000 г.

7. Способ проверки качества функционирования рулевых приводов и автопилотов управляемых снарядов и устройство для его осуществления. RU Патент №2181681, МПК 7 B 84 C 13/36, F 42 B 15/01, Бюл. №12, 27.04.2002 г.

8. Способ проверки приведения в рабочее состояние герметичного автопилотного блока. RU. Патент №2126949, МПК 6 F 42 B 10/62, Бюл. №6, 27.02.99 г.

9. Отсек управления управляемого снаряда. RU. Патент №2176377, МПК 7 F 42 В 15/00, Бюл. №33, 27.11.2001 г.

10. Шевелев Н.И., Дукин И.А. Сборка, монтаж и регулировка приборов систем автоматического управления. М.: Машиностроение, 1982 г.

11. Сапожников В.М., Монтаж и испытание гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979 г.

12. Лернер Г.И. Физика.Спецкурс для поступающих в медицинский институт. /Под ред.проф. Кортукова Е.В. М.: Лицей "Медион" при МИСИ им. Семашко, 1993 г.

Изобретение относится к управляемым снарядам и ракетам, в частности к контролю герметичности их автопилотных блоков. В способе контроля герметичности автопилотный блок в выключенном состоянии со сложенными внутрь его корпуса рулями предварительно устанавливают на установочном столе, покрытом электропроводной резиной. Рули закрывают герметизирующими щитками. На наружную поверхность блока надевают защитный хомут и устанавливают технологические перемычки. Затем снимают перемычки запальных цепей, измеряют сопротивление электрических цепей и сопротивление изоляции электрически изолированных цепей автопилотного блока на соответствие требуемым и проводят контроль герметичности блока. Для этого блок устанавливают в технологическое приспособление, обеспечив при этом герметичность по крышкам приспособления со стороны торцевых поверхностей блока, смещают хомут в положение вне щитков, подключают блок через технологическое отверстие в его корпусе с помощью гибкого шланга к источнику сжатого воздуха с установленными в нем манометром и предохранительным клапаном сброса, нагнетают в корпус блока воздух до избыточного давления, погружают блок в резервуар с водой, имеющей температуру нормальных климатических условий, на время не менее заданного времени выдержки и нагнетают в корпус блока воздух до избыточного давления. Проводят в течение заданного времени выдержки визуальную индикацию утечек воздуха из корпуса блока по пузырькам воздуха и изменению давления, плавно уменьшают давление до величины, определяемой техникой безопасности, извлекают блок из резервуара, удаляют влагу, уменьшают давление до нулевого и отключают блок от источника сжатого воздуха, после чего ставят заглушку на технологическое приспособление в корпусе блока, смещают хомут в среднее положение щитков по высоте, снимают крышки приспособления и ставят блок на стол. Снимают перемычки запальных цепей, измеряют сопротивление электрических цепей и сопротивление изоляции электрически изолированных цепей блока, устанавливают перемычки запальных цепей и по результатам контроля отсутствия пузырьков воздуха, отсутствия падения давления и стабильности результатов измерения сопротивлений принимают решение о пригодности автопилотного блока в части герметичности. Устройство содержит соответствующие элементы для реализации способа. Реализация изобретения позволяет повысить информативность, объективность и достоверность контроля герметичности автопилотного блока. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля герметичности автопилотного блока управляемых артиллерийских снарядов, при котором устанавливают на установочном столе, покрытом электропроводной резиной, автопилотный блок в выключенном состоянии со сложенными внутрь его корпуса рулями, закрытыми герметизирующими щитками, с надетым на наружную поверхность блока защитным хомутом и установленными технологическими перемычками запальных цепей электровоспламенителя механизма разгерметизации и раскрытия рулей и электровоспламенителя пуска батареи питания электронной аппаратуры блока, измеряют сопротивление электрических цепей и сопротивление изоляции электрически изолированных цепей автопилотного блока на соответствие требуемым, герметизируют автопилотный блок со стороны его торцевых поверхностей, смещают хомут в положение вне щитков, подключают автопилотный блок через технологическое отверстие в его корпусе с помощью гибкого шланга к источнику сжатого воздуха с установленными в нем манометром и предохранительным клапаном сброса, нагнетают в корпус автопилотного блока воздух до избыточного давления, величину которого определяют из условия обеспечения техники безопасности при работе с автопилотным блоком, находящимся под избыточным давлением, погружают автопилотный блок в резервуар с водой, имеющей температуру нормальных климатических условий, нагнетают в корпус автопилотного блока воздух до избыточного давления, определяемого соотношением

Р_изб = (I+К)Р_О - Р_Н,

где Р_О - давление воздуха в нормальных климатических условиях при температуре t = (25±10)°С, равное нормальному атмосферному давлению (P_О = I кг/см² );

Р_Н - давление воздуха на высоте Н, соответствующей заданной высоте транспортирования автопилотного блока воздушным транспортом;

К - коэффициент запаса, выбираемый равным 0,1,

проводят в течение заданного времени выдержки визуальную индикацию утечек воздуха из корпуса автопилотного блока по пузырькам воздуха и изменению давления, плавно уменьшают давление до величины, определяемой техникой безопасности при работе с автопилотным блоком, находящимся под избыточным давлением, извлекают автопилотный блок из резервуара, удаляют влагу, уменьшают давление до нулевого и отключают автопилотный блок от источника сжатого воздуха, устанавливают заглушку на технологическое отверстие в корпусе автопилотного блока, смещают хомут в положение щитков, разгерметизируют автопилотный блок и устанавливают его на стол, снимают перемычки запальных цепей, измеряют сопротивление электрических цепей и сопротивление изоляции электрически изолированных цепей блока, устанавливают перемычки запальных цепей и по результатам контроля отсутствия пузырьков воздуха, отсутствия падения давления и стабильности результатов измерения сопротивлений принимают решение о пригодности автопилотного блока в части герметичности.