СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЕКЦИОННОГО СТВОЛА Российский патент 2007 года по МПК F41A21/00 

Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область использования - исследование высокоскоростного соударения твердых тел.

В практике исследования высокоскоростного соударения твердых тел метание ударников, помещенных в ведущие поддоны из полимерного материала, осуществляется с помощью легкогазовых баллистических установок, оснащенных, как правило, двухсекционными стволами при длине каждой секции до 120 ее калибров (см. книгу под ред. Н.А.Златина и Г.И.Мишина «Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях», М.: «Наука», 1974 г, стр.104). При гиперскоростных режимах метания поверхность канала ствола подвергается неравномерному по длине термоэрозионному износу (см. статью D.W.Bogdanoff. CFD «Modelling of Bore Erosion in Two-Stage Light Gas Gans», NASA Center for AeroSpace Information / TM-1998-112236, фиг.8). Износ поверхности канала ствола характеризуется экспоненциальной зависимостью от длины, уменьшаясь от заходной части в направлении дульного среза, причем существенная эрозия канала ствола имеет место на длине, не превышающей 130 калибров, т.е. практически изнашивается только первая секция (см. стр.13 этой же статьи). Таким образом, за незначительное количество выстрелов перепад диаметров на заходном и выходном участках канала ствола достигает критической величины, после чего первая секция становится непригодной для дальнейшего использования и отбраковывается. Критической величиной перепада диаметров считается величина, при которой нарушается целостность поддона при прохождении им канала ствола.

Известен «Mobile sectional cannon barrel», патент DE №19643431, МПК 7 F41A 21/00, F41A 23/00, опубл. 23.04.1998 г., выбранный в качестве прототипа. Изобретение представляет собой ствол, состоящий из последовательно размещенных секций, соединенных перед производством выстрелов с помощью мобильного стыковочного устройства. Однако данный ствол обладает тем недостатком, что в процессе эксплуатации не допускает взаимозамену секций после того, как величина износа канала первой секции достигнет критической величины.

Решаемой технической задачей является создание способа эксплуатации секционного ствола баллистической установки, допускающего взаимозаменяемость секций.

Ожидаемый технический результат заключается в продлении ресурса ствола баллистической установки.

Технический результат достигается за счет сборки ствола с использованием двух взаимозаменяемых секций, причем после каждого выстрела измеряют диаметры канала первой секции на ее входе и выходе, вычисляют величину их отношения и производят последующие выстрелы, пока эта величина не достигнет критического значения. Затем первую и вторую секции меняют местами и продолжают выстрелы до достижения критической величины износа.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа эксплуатации секционного ствола и прототипа показывает, что заявляемый способ отличается от известного следующими признаками и последовательностью проводимых операций при эксплуатации ствола:

- сборку ствола осуществляют с использованием двух взаимозаменяемых секций;

- после каждого выстрела измеряют диаметры канала первой секции на ее входе и выходе, вычисляют величину их отношения и производят последующие выстрелы, пока эта величина не достигнет критического значения;

- меняют местами первую и вторую секцию и продолжают выстрелы до достижения критической величины износа.

Сборка ствола с использованием двух взаимозаменяемых секций обеспечивает возможность перестановки их местами.

Измерение после каждого выстрела диаметров канала первой секции на ее входе и выходе, вычисление величины их отношения и производство последующих выстрелов, пока эта величина не достигнет критического значения, обеспечивают контроль за изменением величины термоэрозионного износа канала секционного ствола от выстрела к выстрелу и принятие решения о возможности последующего использования ствола в таком составе, исходя из условия сохранения целостности поддона при прохождении по каналу изношенного ствола.

Взаимная перестановка местами первой и второй секций позволяет продлить ресурс работы ствола, исходя из того, что вторая секция до перестановки практически не была подвержена термоэрозионному износу.

Пример способа эксплуатации секционного ствола поясняется чертежами.

На фиг.1 приведена схема секционного ствола в исходном состоянии, на фиг.2 - схема этого же ствола на момент достижения износом первой секции ствола критической величины, на фиг.3 - схема этого же ствола после перемены местами секций, на фиг.4 - схема этого же ствола после перемены местами секций и достижения износом второй секции ствола критической величины.

Способ эксплуатации секционного ствола заключается в последовательном соединении секций и производстве выстрелов с учетом того, что сборку ствола осуществляют с использованием двух взаимозаменяемых секций 1 и 2, после каждого выстрела измеряют диаметры канала первой секции 1 на ее входе D₁₁ и выходе D₁₂, вычисляют величину их отношения и производят последующие выстрелы, если эта величина не превышает критического значения , при котором происходит разрушение поддона, в противном случае секции 1 и 2 меняют местами и продолжают выстрелы.

Эксплуатация секционного ствола осуществляется следующим образом. Из имеющегося в наличии комплекта секций ствола путем селективного подбора отбирают две взаимозаменяемые секции 1 и 2 и осуществляют их последовательное соединение (см. фиг.1). От выстрела к выстрелу (см. фиг.2) поверхность канала первой секции ствола подвергается термоэрозионному износу, вследствие чего величина отношения диаметров на ее входе и выходе постепенно приближается к своему критическому значению А_кр, при котором имеет место разрушение поддона из-за его чрезмерного радиального обжатия при движении по стволу. Поэтому после каждого выстрела выполняют измерения диаметров канала секции 1 на ее входе D₁₁ и выходе D₁₂, вычисляют величину их отношения и сравнивают с ее критическим значением А_кр. При достижении величиной критического значения секции 1 и 2 ствола меняют местами (см. фиг.3). Как показывает опыт, образующийся в месте стыка секций попутный уступ после замены их местами не сказывается на целостности поддона. Далее от выстрела к выстрелу (см. фиг.4) термоэрозионный износ поверхности канала ствола имеет место уже во второй секции, которая в результате перестановки становится первой. При этом теперь уже величина станет приближаться к своему критическому значению А_кр, в то время как величина останется постоянной.

Предложенный способ эксплуатации секционного ствола обладает тем существенным преимуществом по сравнению с прототипом, которое позволяет продлить ресурс ствола баллистической установки.

Предложенное техническое решение прошло экспериментальную проверку, которая подтвердила его работоспособность.

Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область использования - исследование высокоскоростного соударения тел. Способ эксплуатации секционного ствола заключается в последовательном соединении секций и производстве выстрелов. Сборку ствола осуществляют с использованием двух взаимозаменяемых секций, после каждого выстрела измеряют диаметры канала первой секции на ее входе и выходе, вычисляют величину их отношения и производят последующие выстрелы пока эта величина не достигнет критической величины износа канала ствола. После достижения указанной величины первую и вторую секцию меняют местами и продолжают выстрелы. Реализация изобретения позволяет продлить срок эксплуатации ствола баллистической установки. 4 ил.

Способ эксплуатации секционного ствола, включающий последовательное соединение секций и производство выстрелов, отличающийся тем, что сборку ствола осуществляют с использованием двух взаимозаменяемых секций, после каждого выстрела измеряют диаметры канала первой секции на ее входе и выходе, вычисляют их отношение и последующие выстрелы производят до достижения критической величины износа канала ствола, затем первую и вторую секции меняют местами и продолжают выстрелы до достижения второй секцией критической величины износа канала ствола.