СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНИЦИИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СНАРЯДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к области испытания боеприпасов и может быть использовано при определении инициирующей способности снарядов, содержащих заряд взрывчатого вещества (ВВ), при их поверхностном подрыве.

Известен способ определения инициирующей способности осколков, заключающийся в определении критических скоростей осколков, при которых наблюдается детонация заряда ВВ в оболочке /1/.

Известно устройство для определения инициирующей способности осколков, содержащее метательное устройство, заряд ВВ в оболочке, рамы-мишени, плиту-свидетель, регистрирующую аппаратуру /1/.

Недостатком известных способа и устройства является невозможность определения инициирующей способности снарядов, содержащих заряд ВВ, при их поверхностном подрыве.

Наиболее близким к изобретению является способ определения критических параметров инициирующей ударной волны, заключающийся в возбуждении плоской детонационной волны в активном заряде ВВ, сопряженном через ослабитель с пассивным зарядом ВВ и экранированном от него, передаче через ослабитель для инициирования пассивного заряда ВВ и определении параметров инициирующей ударной волны за ослабителем, причем для определения критических параметров инициирующей ударной волны возбуждение плоской детонационной волны производят несколько раз с постоянным увеличением толщины ослабителя до максимальной /2/.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения критических параметров инициирующей ударной волны, содержащее первый набор в виде активного и пассивного зарядов ВВ, разделенных между собой ослабителем в виде плоской металлической пластины и экранированных друг от друга защитным экраном, причем активный заряд снабжен генератором плоской детонационной волны с капсюлем-детонатором, при этом плоская металлическая пластина выполнена сменной по толщине, максимальная толщина пластины соответствует критическим параметрам инициирующей ударной волны, второй набор выполнен в виде активного заряда ВВ, сопряженного с ослабителем в виде плоской металлической пластины максимальной толщины, оборотная сторона которой оптически согласована с фоторегистрирующей аппаратурой /2/.

Недостатком данных способа и устройства является невозможность определения инициирующей способности снаряда, содержащего заряд ВВ, при его поверхностном подрыве, который, как показывает практика и результаты моделирования, весьма вероятен в реальных условиях применения.

Целью изобретения является повышение точности определения инициирующей способности снаряда при его поверхностном подрыве за счет определения текущих показателей инициирования для различных углов наклона оси исследуемого снаряда к поверхности объекта инициирования и определения инициирующей способности снаряда путем сравнения величин текущих показателей инициирования с величиной критического показателя инициирования.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения инициирующей способности снаряда, заключающемся в возбуждении в активном заряде ВВ, сопряженном через ослабитель с пассивным зарядом ВВ и экранированном от него, детонационной волны, передаче ее через ослабитель для инициирования пассивного заряда ВВ и определении параметров инициирующей ударной волны за ослабителем, причем для определения критических параметров инициирующей ударной волны возбуждение детонационной волны производят несколько раз, дополнительно используют в качестве активного заряда цилиндрический заряд ВВ с отношением h/d≤5, производят определение критических параметров инициирующей ударной волны при постоянной заданной толщине ослабителя, являющегося оболочкой пассивного заряда ВВ, путем уменьшения массы активного заряда ВВ до минимальной, определяют величину критического показателя инициирования на основании усредненных параметров инициирующей ударной волны, используют снаряд в качестве активного заряда ВВ, определяют текущие параметры инициирующей ударной волны для различных углов наклона оси снаряда к поверхности ослабителя, определяют величины текущих показателей инициирования на основании усредненных параметров инициирующей ударной волны, определяют инициирующую способность снаряда путем сравнения величин текущих показателей инициирования с величиной критического показателя инициирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения инициирующей способности снаряда, содержащем первый набор в виде активного и пассивного зарядов ВВ, разделенных между собой ослабителем, и второй набор в виде активного заряда ВВ, сопряженного с ослабителем, обратная сторона которого согласована с устройством регистрации, дополнительно в качестве активного заряда ВВ второго набора используют снаряд, в качестве пассивного заряда ВВ первого набора используют типовой объект подрыва, например бомбу, снаряд или боевую часть ракеты, наружная оболочка которого является ослабителем первого и второго наборов, причем второй набор выполнен с возможностью изменения угла наклона оси снаряда к поверхности ослабителя, а устройство регистрации содержит линейку из n датчиков избыточного давления и блок регистрации, который состоит из n-канального аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, n программируемых усилителей заряда, микроЭВМ, задатчика эталонных напряжений, блока контроля, супервизора и индикатора, при этом группа выходов n датчиков избыточного давления через n программируемых усилителей заряда соединена с первой группой n входов аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого соединен с первым входом микроЭВМ, первый выход которой соединен с входом блока памяти, первый выход блока контроля соединен со вторыми входами n программируемых усилителей заряда, а второй выход - с входом задатчика эталонных напряжений, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход супервизора соединен со вторым входом микроЭВМ, выход блока памяти соединен с третьим входом микроЭВМ, второй выход которой соединен с входом индикатора.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность действий.

1. Производят определение критических параметров инициирующей ударной волны при постоянной заданной толщине ослабителя путем уменьшения массы активного заряда ВВ до минимального значения, при которой имеет место устойчивое инициирование пассивного заряда ВВ.

2. Определяют величину критического показателя инициирования на основании усредненных критических параметров инициирующей ударной волны для пассивного заряда ВВ в инертном исполнении.

3. Используют снаряд в качестве активного заряда ВВ.

4. Используют бомбу или боевую часть ракеты в обычном и инертном исполнении в качестве как ослабителя, так и пассивного заряда ВВ.

5. Определяют величины текущих показателей инициирования для различных углов наклона оси снаряда к поверхности ослабителя для пассивного заряда ВВ в инертном исполнении.

6. Определяют инициирующую способность снаряда для различных углов наклона оси снаряда к поверхности ослабителя путем сравнения величин текущих показателей инициирования с величиной критического показателя инициирования.

Новыми элементами, обладающими существенными отличиями по устройству, являются использование бомбы, снаряда или боевой части ракеты в обычном и инертном исполнении в качестве пассивного заряда ВВ первого и второго наборов, снаряда в качестве активного заряда ВВ второго набора, наружной оболочки бомбы, снаряда или боевой части ракеты в качестве ослабителя первого и второго наборов, выполнения второго набора с возможностью изменения угла наклона оси исследуемого снаряда к поверхности ослабителя, устройство регистрации содержит линейку из датчиков избыточного давления и блок регистрации, который состоит из n-канального аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, n программируемых усилителей заряда, микроЭВМ, задатчика эталонных напряжений, блока контроля, супервизора и индикатора, а также связей между известными и новыми элементами устройства.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2 - блок-схема блока регистрации.

Устройство определения инициирующей способности снаряда содержит первый набор в виде активного 1 и пассивного 2 зарядов ВВ, разделенных между собой ослабителем 3, и второй набор в виде активного заряда 4, сопряженного с ослабителем 3, обратная сторона которого согласована с устройством 5 регистрации. Устройство регистрации содержит линейку из n датчиков 6 избыточного давления, размещенную на обратной стороне ослабителя 3 в плоскости, перпендикулярной поверхности ослабителя 3 и проходящей через ось активного заряда 4 ВВ второго набора и блок 5 регистрации, который содержит n-канальный аналого-цифрового преобразователь 8, блок 14 памяти, n программируемых усилителей 7 заряда, микроЭВМ 10, задатчик 9 эталонных напряжений, блок 11 контроля, супервизор 13 и индикатор 12, при этом группа выходов n датчиков 6 избыточного давления через n программируемых усилителей 7 заряда соединена с первой группой n входов аналого-цифрового преобразователя 8, цифровой выход которого соединен с первым входом микроЭВМ 10, первый выход которой соединен с входом блока 14 памяти, первый выход блока 11 контроля соединен со вторыми входами n программируемых усилителей 7 заряда, а второй выход - с входом задатчика 9 эталонных напряжений, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя 8, выход супервизора 13 соединен со вторым входом микроЭВМ 10, выход блока 14 памяти соединен с третьим входом микроЭВМ 10, второй выход которой соединен с входом индикатора 12.

Описание работы устройства.

Вначале определяют величину критического показателя инициирования на основе первого набора активного 1 и пассивного 2 зарядов ВВ, разделенных между собой ослабителем 3.

Осуществляется это следующим образом.

В результате детонации активного заряда 1 ВВ первого набора возбуждается инициирующая ударная волна в ослабителе 3, являющемся оболочкой пассивного заряда 2 ВВ. В качестве пассивного заряда 2 ВВ используют типовой объект подрыва, например авиационную бомбу. В качестве активного заряда 1 ВВ используют цилиндрический заряд ВВ с отношением h/d≤5, где h - длина заряда ВВ, d - его диаметр. Начальную массу активного заряда 1 ВВ подбирают таким образом, чтобы его детонация априорно приводила к детонации пассивного заряда 2 ВВ. Затем последовательно уменьшают массу активного заряда 1 ВВ до минимальной, при которой имеет место устойчивая детонация пассивного заряда 2 ВВ.

Далее для установленного минимального активного заряда 1 ВВ и для заданного ослабителя 3, в качестве которого выступает та же бомба, снаряд или боевая часть ракеты, что и ранее, но в инертном исполнении, с помощью блока 5 регистрации в нескольких опытах определяют величину критического показателя инициирования.

Определение величины критического показателя инициирования производится следующим образом: в результате подрыва установленного минимального активного заряда 1 ВВ сигналы с линейки из n датчиков 6 избыточного давления усиливаются n программируемыми усилителями 7 заряда и поступают на первые входы n-канального аналого-цифрового преобразователя 8, где из аналоговой формы преобразуются в цифровую. С выхода n-канального аналого-цифрового преобразователя 8 сигналы поступают на вход микроЭВМ 10. МикроЭВМ 10 является основным функциональным узлом блока 5 регистрации, осуществляющим обработку результатов экспериментов. Результаты обработки записываются в блок 14 памяти.

Обработка сигналов с n датчиков 6 избыточного давления, поступающих через n-канальный аналого-цифровой преобразователь 8 на вход микроЭВМ 10 с учетом известных координат расположения датчиков на поверхности ослабителя 3, позволяет определить давление на фронте инициирующей ударной волны и импульс инициирующей ударной волны, измеренные каждым из n датчиков 6 избыточного давления.

Затем, микроЭВМ 10 по известному алгоритму производит выбраковку заведомо ложных результатов измерений. После этого, в микроЭВМ 10 для каждого из оставшихся результатов измерений реализуется формула:

ΔР - избыточное давление на фронте инициирующей ударной волны;

где t₀ - время прихода фронта инициирующей ударной волны;

t₁ - время окончания фазы сжатия инициирующей ударной волны;

i - номер датчика избыточного давления.

Получившиеся величины K_i усредняются и в итоге получается величина критического показателя инициирования для данного опыта K_кpi.

В результате проведения нескольких опытов (например, m), аналогичных описанному выше, по формуле определяют усредненную величину критического показателя инициирования для установленного минимального активного заряда 1 ВВ и заданного ослабителя 3, которая наряду с другой нужной оператору информацией со второго выхода микроЭВМ 10 выводится на экран индикатора 12.

Затем аналогично определяют величины текущих показателей инициирования для различных углов наклона оси снаряда к поверхности ослабителя 3 для пассивного заряда 2 ВВ в инертном исполнении и определяют инициирующие способности снаряда путем сравнения величин текущих показателей инициирования с определенным ранее критическим показателем инициирования.

Задатчик 9 эталонных напряжений обеспечивает питание микроЭВМ 10 высокостабильными эталонными напряжениями.

Супервизор 13 обеспечивает заданную величину напряжения питания микроЭВМ 10 в те моменты, когда оно находится на недостаточном уровне.

Применение предлагаемых способа и устройства позволяет повысить точность определения инициирующей способности снарядов, содержащих заряд ВВ при их поверхностном подрыве.

Источники информации

1. П.М. Хоув, Дж.Л. Уотсон, Р.Б. Фрей. Чувствительность зарядов ВВ в оболочке к удару осколков. VS Njval Academy, Anuapolis, Marylang, с.16-19, 1981.

2. Физика взрыва Ф.А. Баум, Л.П. Орленко, К.П. Станюкович и др. М.: Наука, 1975, 704 с. (прототип).

Изобретения относятся к области испытания боеприпасов. Способ определения инициирующей способности снаряда заключается в возбуждении в активном заряде взрывчатого вещества (ВВ), сопряженном через ослабитель с пассивным зарядом ВВ и экранированном от него, детонационной волны, передаче ее через ослабитель для инициирования пассивного заряда ВВ и определении параметров инициирующей ударной волны за ослабителем. Для определения критических параметров инициирующей ударной волны возбуждение детонационной волны производят несколько раз, при этом определение критических параметров инициирующей ударной волны производят при постоянной заданной толщине ослабителя, являющегося оболочкой пассивного заряда ВВ, путем уменьшения массы активного заряда до минимальной. На основании усредненных критических параметров инициирующей ударной волны определяют величину критического показателя инициирования. В качестве активного заряда ВВ используют исследуемый снаряд, определяют текущие величины показателей инициирования для различных углов наклона оси исследуемого снаряда к поверхности ослабителя и определяют инициирующие способности снаряда путем сравнения текущих показателей инициирования с критическим. Также описано устройство для осуществления способа. Повышается точность определения инициирующей способности снарядов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения инициирующей способности снаряда, заключающийся в возбуждении в активном заряде взрывчатого вещества, сопряженном через ослабитель с пассивным зарядом взрывчатого вещества и экранированном от него, детонационной волны, передаче ее через ослабитель для инициирования пассивного заряда взрывчатого вещества и определении параметров инициирующей ударной волны за ослабителем, причем для определения критических параметров инициирующей ударной волны возбуждение детонационной волны производят несколько раз, отличающийся тем, что производят определение критических параметров инициирующей ударной волны при постоянной заданной толщине ослабителя, являющегося оболочкой пассивного заряда взрывчатого вещества путем уменьшения массы активного заряда взрывчатого вещества до минимальной, при которой имеет место устойчивое инициирование пассивного заряда взрывчатого вещества, определяют величину критического показателя инициирования на основании усредненных критических параметров инициирующей ударной волны для пассивного заряда взрывчатого вещества в инертном исполнении, используют снаряд в качестве активного заряда взрывчатого вещества, вычисляют величины текущих показателей инициирования для различных углов наклона оси снаряда к поверхности ослабителя для пассивного заряда взрывчатого вещества в инертном исполнении, определяют инициирующую способность снаряда путем сравнения величин текущих показателей инициирования с величиной критического показателя инициирования.

2. Устройство для определения инициирующей способности снаряда, содержащее первый набор в виде активного и пассивного зарядов взрывчатого вещества, разделенных между собой ослабителем, и второй набор в виде активного заряда взрывчатого вещества, сопряженного с ослабителем, обратная сторона которого согласована с устройством регистрации, отличающееся тем, что в качестве активного заряда взрывчатого вещества первого набора используют цилиндрический заряд взрывчатого вещества с соотношением
h/d≤5,
где h - длина заряда;
d - диаметр заряда,
в качестве активного заряда взрывчатого вещества второго набора используют снаряд, в качестве пассивного заряда взрывчатого вещества первого и второго набора используют типовой объект подрыва в обычном и инертном исполнении, наружная оболочка типового объекта подрыва является ослабителем первого и второго наборов, причем второй набор выполнен с возможностью изменения угла наклона оси снаряда к поверхности ослабителя, а устройство регистрации содержит линейку из n датчиков избыточного давления и блок регистрации, который состоит из n-канального аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, n программируемых усилителей заряда, микроЭВМ, задатчика эталонных напряжений, блока контроля, супервизора и индикатора, при этом группа выходов n датчиков избыточного давления через n программируемых усилителей заряда соединена с первой группой n входов аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого соединен с первым входом микроЭВМ, первый выход которой соединен с входом блока памяти, первый выход блока контроля соединен со вторыми входами n программируемых усилителей заряда, а второй выход - с входом задатчика эталонных напряжений, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход супервизора соединен со вторым входом микроЭВМ, выход блока памяти соединен с третьим входом микроЭВМ, второй выход которой соединен с входом индикатора.