СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОСКОЛОЧНОЙ МАССЫ СНАРЯДА (СПОСОБ ОДИНЦОВА) Российский патент 2009 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к осколочным боеприпасам естественного дробления, а более конкретно - к способам определения характеристик осколочной массы.

Применяемый в настоящее время метод включает в себя подрыв боеприпаса в бронекамере с улавливающей средой (вода, опилки и т.п.), отбор осколков из улавливающей среды и сортировка их на массовые группы (0.5-1,1 - 2,2-3 г). Процесс сортировки может быть автоматизирован (А.с. 665215 СССР М. кл. G01G 23/36 заявл. 22.11.76, опубл. 30.05.79. Авторы В.А.Одинцов, Ю.З.Шабурин и др. Устройство для сортировки металлических элементов по весовым группам).

При этом способе масса данного осколка фактически нигде не фиксируется, а используется только для его отнесения в ту или иную массовую группу. Это приводит к значительной потере информации, особенно при большой относительной величине интервала массовой группы (0.5-1 г, 1-2 г, 2-3 г, 10-15 г и т.п.).

Особенно существенной является потеря информации при применении углового улавливания (см. пат. 2131583 РФ), поскольку число осколков данной массовой группы в угловой зоне мало. Например, при взрыве 152 мм осколочно-фугасного снаряда 3-ОФ-25 "Гриф" массовая группа 3-4 г содержит 371 осколок (см. В.А.Одинцов, Ю.М.Сидоренко Статистические модели осколочных спектров артиллерийских снарядов "Боеприпасы", №3, 2000 г., стр.53). При числе двухградусных угловых зон 90 в каждой зоне в среднем содержится только ≈4 осколка данной группы. Характеристики формы осколков для данной массовой группы обычно определяются по небольшой выборке из нее с помощью измерения длины и поперечных размеров осколков. Основным недостатком такого способа является его низкая точность. Это связано с тем, что отбор осколков в выборку и измерение поперечного размера сильно зависят от субъективных факторов. В результате осколки, наиболее опасные по воздействию на цель, в том числе на средства индивидуальной защиты, могут не попасть в выборку. К ним, в первую очередь, относятся осколки большого удлинения, которые в случае подхода к цели с расположением оси осколка вдоль траектории пробивают цель как стреловидные поражающие элементы, т.е. наиболее эффективно (фиг.1).

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков. Техническое решение состоит в том, что масса, длина и площади проекций измеряются для всех осколков и результаты испытаний представляются в виде перечня всех осколков с указанием для каждого из них массы m, длины , минимальной S_min, средней и максимальной S_max площадей проекций. Измерение проекций площадей требует применения сложной дорогостоящей аппаратуры (см., например, описание прибора "Спектр" НИИ" Геодезия”, "Физика взрыва", т.2, стр.72) (фиг.2).

В качестве дополнительной информации для каждого осколка может быть определен морфологический тип по следующим признакам:

- тип А - осколок, содержащий обе исходных поверхности снаряда;

- тип В - осколок, содержащий одну исходную поверхность снаряда, с подвидами: В' - осколки контактной зоны, примыкающей к заряду взрывчатого вещества, В'' - осколки зоны, расположенной у внешней поверхности цилиндра (фиг.3).

В первом приближении достаточно полное представление спектра может быть обеспечено измерением для каждого осколка только двух характеристик - массы m и длины l. Измерение длин осколков является технически простым и мало зависит от субъективных факторов. Перечень m, l является первичным материалом, обработка которого позволяет получить для каждого осколка следующие характеристики ("Физика взрыва", под ред. Л.П.Орленко, ФИЗМАТЛИТ, 2004, т.2, стр.170):

- относительное удлинение осколка ,

где l - длина осколка, мм, m - масса осколка, г, γ₀ - плотность металла, г/мм³ (для стали γ₀=7.85·10^-3 г/мм³)

- параметр формы осколка Ф

(Ω=4…5 в зависимости от типа стали)

- объем осколка V, см³,

- среднее значение площади проекции осколка , мм²

- средняя площадь поперечного сечения осколка В, мм²

- удельная масса осколка m', г/мм²

Очевидно, что объем паспорта подрыва при применении данного метода значительно увеличивается. Например, для снаряда 3-ОФ-25 полное число осколков с массой более 0.5 г составляет 5234, т.е. в данных подрыва должно быть приведено 5234 пар чисел (m-1), а также такие же количества величин λ, Ф, V, . Поэтому метод в основном рассчитан на применение автоматических весов, сблокированных с контактным или бесконтактным (А.с. №№1024702, 1052855, 1216640, 1241063 СССР) измерителем длины, оснащенных каналом передачи результатов измерений в память компьютера с сохранением их на электронных носителях (см. например, описание прибора "Спектр" НИИ" Геодезия", "Физика взрыва", т.2, стр.72).

Полученные двумерные (m-1) или трехмерные (m-l-j, j - номер угловой зоны) массивы данных обеспечивают совместно с известным угловым распределением скоростей значительно более точный расчет эффективности осколочного действия по различным целям, в частности более строгую оценку защитной способности систем индивидуальной защиты(шлемов и бронежилетов), и разработку адекватных имитаторов осколков естественного дробления, предназначенных для испытания противоосколочной стойкости СИЗ (пат. №2025644 РФ, статьи В.А.Одинцова в журнале "Вопросы оборонной техники", серия 15 "Вопросы классификации осколочной опасности при назначении требований к армейским СИЗ", 1996, вып.3-4, "Учет реальной формы осколка при изучении взаимодействия с СИЗ", 1999, вып.1 (120)-2(121), "Вероятностно-статистическая модель для выбора сочетания защитных и эксплуатационных свойств СИЗ", 2003, вып.1 (130)-2(131), а также статья В.А.Одинцова "Имитаторы осколков боеприпасов естественного дробления". Оборонная техника, 1995, №4.

Способ может быть использован для автоматизированного отбора осколков заданной массы и формы, предназначенных для испытания противоосколочной стойкости СИЗ. Например, для испытания типовых тканевых бронежилетов отбирают осколки массой 1±0,1 г с относительным удлинением 8±2, обеспечивающие значительно более жесткие условия испытаний, чем стандартный стальной однограммовый шарик диаметром 6,3 мм.

Предлагаемый способ может быть использован и для измерения характеристик сколков, образующихся в результате пробивания броневой преграды (так называемых заброневых или вторичных осколков) (фиг.4).

При статистической обработке осколочные массы, в частности при подборе для нее аналитической модели распределения, ключевым вопросом является вопрос об учете недобора, т.е. получающейся в эксперименте разности между массой корпусов и собранной массой осколков. Согласно нормативным документам недобор не должен превышать 0,05 массы корпуса.

Для решения вопроса о разнесении недобора параллельно опытам с обычной сортировкой проводились опыты по схеме, обеспечивающей более тщательный сбор осколков. В результате этих опытов были выработаны рекомендации по разнесению недобора в определенных пропорциях в группу, содержащую осколки, по массе меньшие границы сбора и в две последующие группы. Для стандартного осколочного цилиндра №12 Russian Standard Fragmenting Cylinder (RSFC) (пат. №2025646 РФ) (внутренний диаметр 40 мм, наружный диаметр 60 мм, длина камеры 160 мм, объем камеры 200 см³) (см «Физика взрыва» т.II, раздел 16.5 «Стандартные осколочные цилиндры», стр.149, рис.16.58) недобор распределяют следующим образом: 60% недобора массы относят в группу, меньшую 0,25 г, 30% - в группу 0,25-0,5 г и 10% - в группу 0,5-1 г.

Изобретение относится к способам определения характеристик осколочной массы снаряда. Способ измерения характеристик осколочной массы заключается в том, что производят подрыв снаряда в улавливающем устройстве, извлекают осколки из устройства и производят их сортировку по массовым группам. Для каждого осколка определяют его морфологический тип и производят измерение его массы, длины, минимальной, средней и максимальной площади проекции осколка и других характеристик формы с фиксацией этих данных в бумажной или электронной версии документа. Повышается достоверность испытаний. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ измерения характеристик осколочной массы снаряда, заключающийся в том, что производят подрыв снаряда в улавливающем устройстве, извлекают осколки из устройства, производят их сортировку по массовым группам, отличающийся тем, что для каждого осколка определяют его морфологический тип и производят измерение его массы, длины, минимальной, средней и максимальной площади проекции осколка и других характеристик формы с фиксацией этих данных в бумажной или электронной версии документа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подрыв производят с угловым улавливанием осколков.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение характеристик осколочной массы производят с помощью автоматического устройства, снабженного каналом передачи данных в компьютер.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осколки сортируют по морфологическому типу следующим образом: тип А - осколок, содержащий обе исходных поверхности снаряда, тип В - осколок, содержащий одну исходную поверхность снаряда, с подвидами, В' -осколки контактной зоны, примыкающей к заряду взрывчатого вещества, В'' - осколки зоны, расположенной у внешней поверхности снаряда.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обработке осколочной массы стандартного осколочного снаряда недобор осколков распределяют следующим образом: 60% недобора массы относят в группу, меньшую 0,25 г, 30% - в группу 0,25…0,5 г и 10% - в группу 0,5…1 г.