СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ БОЕПРИПАСОВ НА АЭРОУДАР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к области испытаний боеприпасов и может быть использовано для определения характеристик явления аэроудара, возникающего в отсеках конструкции объектов техники в результате действия полей поражения боеприпасов.

Известен способ измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии разнесенных преград, заключающийся в излучении радиолокационным устройством непрерывного радиолокационного сигнала, приеме отраженного от объекта сигнала, выделении частоты Доплера, определении скорости исследуемого объекта из формулы V=F_д·λ(2-cosα), где F_д - частота Доплера, λ - длина волны, α - угол наблюдения цели, измерении скорости объекта за преградой, в том числе разнесенной, обеспечении постоянного нахождения объекта в диаграмме направленности за счет дополнительно установленного второго радиолокационного устройства, причем центры диаграмм направленностей радиолокационных устройств расположены под острыми углами к направлению полета объекта симметрично относительно преграды или центра преград [1].

Известно устройство для измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии разнесенных преград, которое содержит плату индикации и последовательно соединенные первый модуль СВЧ и первую плату АРУ, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления быстрого преобразования Фурье, блок нахождения номера фильтра, в котором обнаружен сигнал с максимальной амплитудой, блок вычисления значения скорости и блок построения скоростной траектории, выход которого соединен со входом платы индикации, последовательно соединенные второй модуль СВЧ, вторую плату АРУ и сумматор, причем выходы первой и второй плат АРУ соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя [1].

Недостатком известных способа и устройства, является недостаточная информативность, так как при их использовании не определяются результаты воздействия полей поражения боеприпасов на отсеки объектов техники, заполненные газом, а именно не оценивается явление аэроудара в отсеках объектов техники.

Наиболее близким к изобретению является способ определения характеристик осколочного поля поражения 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 [2].

Наиболее близким к изобретению является устройство, состоящее из боеприпаса, полуцилиндрической мишени и устройства инициирования [2].

Недостатком известных способа и устройства является недостаточная информативность, так как при их использовании нельзя определить результаты воздействия осколочного поля поражения боеприпаса на отсеки объектов техники, заполненные газом, а именно оценить явление аэроудара, возникающее в отсеках объектов техники при воздействии поля поражения боеприпаса, и сравнить между собой различные боеприпасы по их способности вызывать аэроудар в отсеках объектов техники, заполненных газом.

Технической задачей изобретения является повышение информативности способа за счет определения результатов воздействия поля поражения боеприпаса на отсеки объекта техники, заполненные газом, а именно оценки явления аэроудара, возникающего в отсеках объектов техники при воздействии поля поражения боеприпаса.

Решение технической задачи или сущность изобретения заключается в том, что в способе определения характеристик поля поражения боеприпасов, заключающемся в подрыве боеприпаса, расположенном горизонтально с помощью устройства инициирования, дополнительно подрыв боеприпаса осуществляют во взрывной камере, имеющей щель, ширина и длина которой позволяют выделять часть поля поражения боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, осуществляют последовательный подрыв набора опытных боеприпасов с полным накрытием их полем поражения входной стенки типового отсека, последовательно увеличивая плотность поля поражения опытных боеприпасов добиваются полного разрушения отсека за счет аэроудара, оснащают боковые стенки типового отсека n пьезоэлектрическими датчиками, связанными с n приборами измерения давления и импульса ударной (баллистической) волны, измеряют для случая полного разрушения типового отсека величину критического среднего максимального давления аэроудара $$P_{cp}^{м}$$ , возникающего в отсеке после пробития поражающими элементами опытного боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают критическую энергию аэроудара в отсеке по формуле $${Э}_{кр}={Р}_{ср}^{м}\ast V$$ , где V - объем типового отсека, рассчитывают удельную критическую энергию потока поражающих элементов $${Э}_{кр}^{уд}$$ для типового отсека по формуле $${Э}_{кр}^{уд}={Э}_{кр}/S$$ , где S - площадь входной стенки типового отсека, рассчитывают величину критического показателя аэроудара для типового отсека по формуле $${П}_{а}^{кр}={Э}_{кр}^{уд}/{С}_0$$ , где С₀ - энергетический критерий разрушения [3], испытываемый боеприпас устанавливают на заданном расстоянии от типового отсека так, чтобы его продольная ось была параллельна продольной оси щели взрывной камеры, измеряют величину среднего максимального давления аэроудара $${Р}_{ср}^{м}$$ , возникающего в типовом отсеке после пробития поражающими элементами испытываемого боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают энергию аэроудара в отсеке по формуле $${Э}_{уд}={Р}_{ср}^{м}\ast V,$$ рассчитывают по формуле П_а=Э_уд/С₀ величину показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса, сравнивают величину показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса с величиной критического показателя аэроудара, по результатам сравнения судят о способности поля поражения испытываемого боеприпаса создавать аэроудар в отсеках объектов техники.

Устройство, реализующее описанный способ, содержащее боеприпас, устройство инициирования, дополнительно содержит взрывную камеру, имеющую щель, ширина и длина которой позволяют выделять часть поля поражения боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, набор опытных боеприпасов, типовой отсек со сменными передней и задней стенками, n пьезоэлектрических датчиков, установленных в боковых стенках отсека, n измерителей давления и импульса ударной (баллистической) волны, входы которых связаны с выходами n пьезоэлектрических датчиков.

На фиг.1,а приведена схема устройства испытания боеприпасов на аэроудар, где 1 - боеприпас; 2 - взрывная камера, 3 - устройство инициирования; 4 - набор опытных боеприпасов, 5 - типовой отсек, 6 - n пьезоэлектрических датчиков, 7 - n измерителей давления и импульса ударной (баллистической) волны. На фиг.1,б приведена схема размещения боеприпаса во взрывной камере.

Устройство испытания боеприпасов на аэроудар содержит боеприпас 1, взрывную камеру 2, устройство 3 инициирования, набор 4 опытных боеприпасов, типовой отсек 5, n пьезоэлектрических датчиков 6, установленных в боковых стенках типового отсека 5, выходы которых соединены с входами n измерителей 7 давления и импульса ударной (баллистической) волны.

Устройство функционирует следующим образом.

Вначале с помощью устройства 3 инициирования во взрывной камере 2 подрывают один из набора 4 опытных боеприпасов, продольную ось которого совмещают со щелью взрывной камеры 2 таким образом, чтобы в щель попала часть поля поражения боеприпаса 1, летящая в направлении, определяемом двугранным углом Δθ. Щель взрывной камеры 2 вырезает часть поля поражения опытного боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, в направлении входной стенки типового отсека 5. После попадания поражающих элементов во входную стенку типового отсека 5 они вызывают в типовом отсеке 5 аэроудар. Последовательно увеличивая плотность поля поражения боеприпаса путем подрыва других боеприпасов из опытного набора 4, добиваются полного разрушения типового отсека 5 за счет явления аэроудара.

Затем оснащают типовой отсек 5 n пьезоэлектрическими датчиками 6, установленными в боковых стенках типового отсека 5, выходы которых соединены с входами n измерителей 7 давления и импульса ударной (баллистической) волны. После этого осуществляют повторный подрыв опытного боеприпаса из набора 4, попадание части поля поражения которого во входную стенку типового отсека 5 приводит к его полному разрушению. После попадания поражающих элементов этого боеприпаса во входную стенку типового отсека 5 и ее пробития ими в отсеке формируется баллистическая волна. Кроме того, часть вторичных осколков, выбитых из входной стенки типового отсека поражающими элементами опытного боеприпаса, сгорает, выделяя при этом в типовой отсек 5 дополнительную энергию. В результате в типовом отсеке 5 формируется давление аэроудара, приводящее к его разрушению. Максимальная величина этого давления измеряется пьезоэлектрическими датчиками давления 6, установленными в боковых стенках типового отсека 5. Информация о величине максимального давления аэроудара, поступающая с выходов пьезоэлектрических датчиков 6, записывается в блоки памяти измерителей 7 давления и импульса ударной (баллистической) волны. Затем эта информация передается по радиоканалу на командный пункт, где осредняется по показаниям n измерителей 7 по формуле

$$P_{cp}^{м}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{p}_{iм}}}{n}$$

Так рассчитывается среднее максимальное критическое давление аэроудара для типового отсека, затем рассчитывается величина критической энергии аэроудара в отсеке по формуле $${Э}_{кр}={Р}_{ср}^{м}\ast V$$ , где V - объем типового отсека. После этого рассчитывается удельная критическая энергия аэроудара Э_кр для типового отсека по формуле $${Э}_{кр}^{уд}={Э}_{кр}/S$$ , где S - площадь входной стенки типового отсека. Далее рассчитывается величина критического показателя аэроудара для типового отсека по формуле $${П}_{а}^{кр}={Э}_{кр}^{уд}/C_0$$ , где С₀ - энергетический критерий разрушения. Критерий С₀ определяется экспериментально и характеризует прочностные свойства отсека [3]. Для нашего случая критерий С₀ является известной величиной.

Затем испытываемый боеприпас размещается во взрывной камере 2 на высоте h от пола так, чтобы продукты взрыва его заряда взрывчатого вещества не оказывали влияния на процесс разлета и скорость поражающих элементов, а продольная ось боеприпаса была совмещена со щелью взрывной камеры таким образом, чтобы в щель попала часть поля поражения боеприпаса, летящая в направлении, определяемом двугранным углом Δθ.

Испытываемый боеприпас 1, установленный на заданном расстоянии от типового отсека 5, подрывается с помощью устройства 3 инициирования. Щель взрывной камеры 2 вырезает часть поля поражения боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, в направлении входной стенки типового отсека 5.

После попадания поражающих элементов испытываемого боеприпаса 1 во входную стенку типового отсека 5 и ее пробития ими в отсеке п пьезоэлектрическими датчиками 6 измеряется максимальное давление аэроудара, приводящее к его разрушению (повреждению). Величина этого давления, так же как и для опытного боеприпаса из набора 4, определяется путем осреднения измеренного n пьезоэлектрическими датчиками 6 максимального давления аэроудара в отсеке. Затем, так же как и для опытного боеприпаса из набора 4, информация о величине максимального давления аэроудара, поступающая с датчиков, записывается в блоки памяти измерителей 7 давления и импульса ударной (баллистической) волны, где обрабатывается и передается по радиоканалу на пункт управления, в котором осредняется по формуле

$$P_{cp}^{м}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{p}_{iм}}}{n}$$

Так рассчитывается среднее максимальное давление аэроудара в типовом отсеке. Далее по формуле $${Э}_{кр}={Р}_{ср}^{м}\ast V$$ , где V - объем типового отсека, рассчитывается удельная критическая энергия аэроудара Э_кр испытываемого боеприпаса для типового отсека и по формуле П_а=Э_уд/С₀ определяется величина показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса. Путем сравнения величины полученного показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса с величиной критического показателя аэроудара для типового отсека судят о способности поля поражения испытываемого боеприпаса создавать аэроудар в отсеках объектов техники.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2311661, 2007 г.

2. А.Н.Дорофеев, А.П.Морозов, Р.С.Саркисян. Авиационные боеприпасы. ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978, с.210-214, 218-219, 228.

3. Е.П.Желязков, Н.Ю.Комраков, А.В.Крысин. Методы разработки и обоснования характеристик уязвимости воздушных целей при действии по ним обычных боеприпасов. Тверь, 2 ЦНИИ МО РФ, 2006, с.48-61.

Изобретения относятся к области испытаний боеприпасов. Способ заключается в том, что осуществляют подрыв боеприпаса во взрывной камере с щелью, ширина и длина которой позволяют выделять часть осколочного поля боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, осуществляют последовательный подрыв набора опытных боеприпасов с полным накрытием их полем поражения входной стенки типового отсека, последовательно увеличивая плотность поля поражения опытных боеприпасов добиваются полного разрушения отсека за счет аэроудара, оснащают боковые стенки типового отсека n датчиками, связанными с n приборами измерения давления и импульса ударной волны, измеряют для случая полного разрушения типового отсека величину критического среднего максимального давления аэроудара, возникающего в отсеке после пробития поражающими элементами опытного боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают критическую энергию аэроудара в отсеке, рассчитывают удельную критическую энергию потока поражающих элементов для типового отсека и рассчитывают величину критического показателя аэроудара для типового отсека. Устройство представляет собой взрывную камеру, имеющую щель, типовой отсек со сменными стенками, n датчиков, установленных в боковых стенках отсека, и n измерителей давления и импульса ударной волны. Повышается достоверность испытаний. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ испытания боеприпасов на аэроудар, заключающийся в подрыве боеприпаса, расположенного горизонтально, с помощью устройства инициирования, отличающийся тем, что подрыв боеприпаса осуществляют во взрывной камере, имеющей щель, ширина и длина которой позволяет выделять часть осколочного поля боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, осуществляют последовательный подрыв набора опытных боеприпасов с полным накрытием их полем поражения входной стенки типового отсека, последовательно увеличивая плотность поля поражения опытных боеприпасов, добиваются полного разрушения отсека за счет аэроудара, оснащают боковые стенки типового отсека n пьезоэлектрическими датчиками, связанными с n приборами измерения давления и импульса ударной (баллистической) волны, измеряют для случая полного разрушения типового отсека величину критического среднего максимального давления аэроудара $$P_{cp}^{м}$$ , возникающего в отсеке после пробития поражающими элементами опытного боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывает критическую энергию аэроудара в отсеке по формуле $${Э}_{кр}={Р}_{ср}^{м}\cdot V,$$ где V - объем типового отсека, рассчитывают удельную критическую энергию потока поражающих элементов $${Э}_{кр}^{уд}$$ для типового отсека по формуле $${Э}_{кр}^{уд}={Э}_{кр}/S$$ , где S - площадь входной стенки типового отсека, рассчитывают величину критического показателя аэроудара для типового отсека по формуле $${П}_{а}^{кр}={Э}_{кр}^{уд}/{С}_0$$ , где С₀ - энергетический критерий разрушения, испытываемый боеприпас устанавливают на заданном расстоянии от типового отсека так, чтобы его продольная ось была параллельна продольной оси щели взрывной камеры, измеряют величину среднего максимального давления аэроудара $${Р}_{ср}^{м}$$ , возникающего в типовом отсеке после пробития поражающими элементами испытываемого боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают энергию аэроудара в отсеке по формуле $${\text{Э}}_{\text{уд}\text{.}}={\text{Р}}_{\text{ср}}^{\text{м}}\cdot \text{V}\text{,}$$ рассчитывают по формуле П_а=Э_уд/С₀ величину показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса, сравнивают величину показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса с величиной критического показателя аэроудара, по результатам сравнения судят о способности поля поражения испытываемого боеприпаса создавать аэроудар в отсеках объектов техники.

2. Устройство испытания боеприпасов на аэроудар, содержащее боеприпас, устройство инициирования, отличающееся тем, что дополнительно содержит взрывную камеру, имеющую щель, ширина и длина которой позволяет выделять часть поля поражения боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, набор опытных боеприпасов, типовой отсек со сменными передней и задней стенками, n пьезоэлектрических датчиков, установленных в боковых стенках отсека, n измерителей давления и импульса ударной (баллистической) волны, причем выходы n пьезоэлектрических датчиков связаны с входами n измерителей давления и импульса ударной (баллистической) волны, выходы которых по радиоканалу связаны с входом пульта управления.