СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОСКОЛОЧНОГО ПОЛЯ БОЕПРИПАСОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к области испытаний боеприпасов и может быть использовано для определения характеристик осколочного действия боеприпасов.

Известен способ определения начальной скорости осколка, заключающийся во взрывном метании осколка в заданном направлении и определении времени пролета осколком расстояния от точки взрыва до некоторого экрана, приведении средней скорости осколка к начальной скорости осколка с помощью уравнения движения его центра массы (А.Н.Дорофеев, А.П.Морозов, Р.С.Саркисян. Авиационные боеприпасы. ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского,1978, с.210-214, 218-219, 228).

Известно устройство для определения начальной скорости осколка, содержащее устройство метания, экран, устройство регистрации времени пролета осколка от точки взрыва до экрана (А.Н.Дорофеев, А.П.Морозов, Р.С.Саркисян. Авиационные боеприпасы. ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978, с.210-214, 218-219, 228).

Недостатком известных способа и устройства является недостаточная информативность, так как с их помощью определяется только начальная скорость одного осколка, но не определяются другие характеристики осколочного поля боеприпасов.

Наиболее близким к изобретению является способ определения характеристик осколочного поля боеприпасов, заключающийся в подрыве боеприпаса, расположенного горизонтально в центре полуцилиндрической мишени, и последующих расчетах дифференциального закона распределения осколков по направлениям разлета и закона распределения осколков по их массам. (А.Н.Дорофеев, А.П.Морозов, Р.С.Саркисян. Авиационные боеприпасы. ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978, с.210-214, 218-219, 228).

Наиболее близким к изобретению является устройство, состоящее из боеприпаса, полуцилиндрической мишени и устройства инициирования (А.Н.Дорофеев, А.П.Морозов, Р.С.Саркисян. Авиационные боеприпасы. ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978, с.210-214, 218-219, 228).

Недостатком способа и устройства, принятого за прототип, является недостаточная информативность, так как при их использовании определяются не все характеристики осколочного поля поражения боеприпасов, а именно скорости лидирующих и замыкающих осколков, средняя скорость и глубина осколочного поля поражения.

Технической задачей изобретения является повышение информативности способа за счет определения скоростей лидирующих и замыкающих осколков, средней скорости и глубины осколочного поля боеприпаса.

Решение технической задачи или сущность изобретения заключается в том, что в способе определения характеристик осколочного поля поражения боеприпасов, заключающемся в подрыве боеприпаса, расположенного горизонтально в центре полуцилиндрической мишени с помощью устройства инициирования, определении по пробоинам, образованным осколками боеприпаса в мишени, дифференциального закона распределения осколков по направлениям разлета и закона распределения осколков по их массам, дополнительно подрыв боеприпаса осуществляют во взрывной камере, получают временную зависимость фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля относительно момента подрыва боеприпаса, путем установки радиолокационного измерителя скорости так, что ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол α, фильтрации частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля, при его нахождении в пределах диаграммы направленности радиолокационного измерителя скорости, определяют скорости лидирующих и замыкающих осколков, среднюю скорость и глубину осколочного поля по временной зависимости фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля относительно момента подрыва боеприпаса.

Устройство, реализующее описанный способ, содержащее боеприпас, полуцилиндрическую мишень и устройство инициирования, дополнительно содержит взрывную камеру, имеющую щель, ширина и длина которой позволяет полуцилиндрической мишени улавливать часть осколочного поля боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, ПЭВМ, радиолокационный измеритель скорости, состоящий из последовательно соединенных антенны, генератора высокой частоты, блока широкополосных усилителей, n фильтров, первых входов n ключей, причем вторые входы n ключей соединены с выходом устройства инициирования, а ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол α, выходы n ключей соединены с n входами ПЭВМ.

На фиг.1 приведена схема устройства определения характеристик осколочного поля поражения боеприпаса, где: 1 - боеприпас; 2 - взрывная камера, 3 - полуцилиндрическая мишень; 4 - устройство инициирования; 5 - антенна; 6 - генератор высокой частоты; 7 - блок широкополосных усилителей; 8 - фильтры; 9 - ключи; 10 - ПЭВМ. На фиг.2 приведена схема размещения боеприпаса во взрывной камере.

Устройство определения характеристик осколочного поля поражения осколочно-фугасных боеприпасов содержит боеприпас 1, полуцилиндрическую мишень 2, взрывную камеру 3, устройство 4 инициирования, ПЭВМ 10, радиолокационный измеритель скорости, состоящий из последовательно соединенных антенны 5, генератора 6 высокой частоты, блока 7 широкополосных усилителей, n фильтров 8, первых входов n ключей 9, причем вторые входы n ключей 9 соединены с выходом устройства 4 инициирования, а ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол α, выходы n ключей 9 соединены с n входами ПЭВМ 10.

Устройство функционирует следующим образом.

Исследуемый боеприпас размещается во взрывной камере 3 на высоте h от пола так, чтобы продукты взрыва его заряда взрывчатого вещества не оказывали влияния на процесс измерения скорости осколков, а продольная ось боеприпаса была совмещена со щелью взрывной камеры таким образом, чтобы в щель попала часть осколочного поля боеприпаса, летящая в направлении, определяемом двугранным углом Δθ.

Пространство между щелью и полуцилиндрической мишенью 2 облучается СВЧ-энергией γ, излучаемой генератором 6 через антенну 5.

Исследуемый боеприпас 1 подрывается с помощью устройства 4 инициирования, сигналом от которого происходит открывание n ключей 8.

При попадании заданной части осколочного поля в диаграмму направленности антенны 5 на выходе генератора 6 формируются сигналы с частотами Доплера Δf_n, зависящими от скорости движения осколочного поля. Эти сигналы усиливаются в блоке широкополосных усилителей 7 и поступают на входы n фильтров 8. На выходе каждого фильтра 8 формируется сигнал, соответствующий частоте настройки фильтра f_n.

Сигналы с выходов n фильтров 8 через первые входы n ключей 9 поступают на n входов ПЭВМ 10.

ПЭВМ 10 осуществляет отображение временной зависимости фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от заданной части осколочного поля относительно момента подрыва боеприпаса 1, определяет частоту (скорость) лидирующих и замыкающих осколков и глубину осколочного поля. Так скорость лидирующих осколков определяется по значению частоты Доплера f_л сигнала первого относительно момента подрыва боеприпаса 1 из выражения

,

где λ - длина волны излучаемого сигнала, α - угол.

Скорость замыкающих осколков определяется по значению частоты Доплера f₃ сигнала последнего относительно момента подрыва боеприпаса 1 из выражения

,

где λ - длина волны излучаемого сигнала, α - угол.

Средняя скорость осколочного потока определяется из выражения

.

Далее определяют время t₁, соответствующее моменту возникновения сигнала, первого относительно момента подрыва боеприпаса 1 и время t₂, соответствующее моменту возникновения сигнала последнего относительно момента подрыва боеприпаса 1. Затем определяют с помощью ПЭВМ 10 глубину осколочного поля из выражения L_n=(V_n-V_з)(t₂-t₁).

Группа изобретений относится к области испытаний боеприпасов. В предложенном способе подрыв боеприпаса осуществляют во взрывной камере, получают временную зависимость фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля относительно момента подрыва боеприпаса. Для этого устанавливают радиолокационный измеритель скорости так, что ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол α. Частоты Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля, фильтруют при нахождении поля в пределах диаграммы направленности радиолокационного измерителя скорости. Скорости лидирующих и замыкающих осколков, среднюю скорость и глубину осколочного поля определяют по временной зависимости фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля относительно момента подрыва боеприпаса. Предложенное устройство для испытания боеприпаса 1 содержит полуцилиндрическую мишень 2, взрывную камеру 3, устройство 4 инициирования и радиолокационный измеритель скорости. В состав измерителя скорости входят последовательно соединенные антенна 5, генератор 6 высокой частоты, блок 7 широкополосных усилителей, n фильтров 8, n ключей 9. Вторые входы ключей 9 соединены с выходом устройства 4 инициирования. Ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол α. Выходы ключей 9 соединены с входами ПЭВМ 10. Группа изобретений позволяет повысить информативность испытаний за счет определения скорости лидирующих и замыкающих осколков, средней скорости осколочного поля, глубины осколочного поля боеприпасов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения характеристик осколочного поля боеприпасов, заключающийся в подрыве боеприпаса, расположенного горизонтально в центре полуцилиндрической мишени с помощью системы инициирования, определении по пробоинам, образованным осколками боеприпаса, в мишени дифференциального закона распределения осколков по направлениям разлета и закона распределения осколков по их массам, отличающийся тем, что подрыв боеприпаса осуществляют во взрывной камере, получают временную зависимость фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля, относительно момента подрыва боеприпаса путем установки радиолокационного измерителя скорости так, что ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол α, фильтрации частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля, при его нахождении в пределах диаграммы направленности радиолокационного измерителя скорости, определяют скорости лидирующих и замыкающих осколков, среднюю скорость и глубину осколочного поля по временной зависимости фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля, относительно момента подрыва боеприпаса.

2. Устройство определения характеристик осколочного поля боеприпасов, содержащее боеприпас, полуцилиндрическую мишень и устройство инициирования, отличающееся тем, что дополнительно содержит взрывную камеру, имеющую щель, ширина и длина которой позволяют улавливать часть осколочного поля боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, ПЭВМ, радиолокационный измеритель скорости, состоящий из последовательно соединенных антенны, генератора высокой частоты, блока широкополосных усилителей, n фильтров, первых входов n ключей, причем вторые входы n ключей соединены с выходом устройства инициирования, а ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол α, выходы n ключей соединены n входами ПЭВМ.