УСТАНОВКА МЕДЛЕННОГО НАГРЕВА БОЕПРИПАСА Российский патент 2019 года по МПК F42B35/00 G01N25/00 

Изобретение относится к оружию и боеприпасам, а именно к испытаниям боеприпасов.

В настоящее время одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед оборонно-промышленным комплексом, является разработка боеприпасов, обладающих повышенной стойкостью к опасным внешним воздействиям [1]. Эта задача является комплексной, так как требует создания принципиально новых малочувствительных взрывчатых составов, изменения конструкции боеприпасов и разработки новых методов их испытаний.

Одним из основных видов испытаний таких боеприпасов является их испытание на стойкость к медленному нагреву. Этим испытанием моделируется поведение боеприпаса при пожаре за стеной хранилища или рядом с носителем боеприпасов (танком, автомобилем, самолетом и т.д.). Режим медленного нагрева характеризуется низкими градиентами температуры в боеприпасе, но продолжается длительное время и может создать в объеме объекта относительно однородную высокую температуру с возникновением экзотермических самоподдерживающихся реакций.

В странах-участниках НАТО этот вид испытаний проводится в специальных электронагревательных дорогостоящих установках [2]. Установки являются одноразовыми, так как исходом испытаний обязательно считается реакция взрывчатого материала на нагрев в виде горения или взрыва. Все конструктивные элементы установки размещены в одном корпусе, поэтому они в результате взрывчатой реакции боеприпаса восстановлению не подлежат.

Предлагаемая установка испытаний боеприпасов медленным нагревом представлена на рисунке 1.

В установке испытуемый боеприпас 1 без взрывателя помещается в песчаной бане. Баня представляет собой корпус 2, наполненный песком 6. Снаряд размещается в центральной части бани, т.е. он со всех сторон окружен песком.

Для исключения теплопотерь во внешнюю среду и для обеспечения равномерного прогрева боеприпаса по внутренним стенкам корпуса и сверху размещается огнестойкий теплоизоляционный материал 5. В качестве такого материала можно использовать либо листы базальтовой минеральной ваты, либо листы из вспененного стекла.

Нагрев водяной бани и, соответственно, боеприпаса обеспечивает электрический ТЭН 3, размещенный под снарядом. Необходимая скорость (3,3 град/ч) нагрева водяной бани обеспечивается ПИД-регулятором, размещенным вне установки за защитным экраном.

Температура боеприпаса отслеживается с помощью двух термопар 4. Одна из них размещена на внешней поверхности корпуса снаряда. Вторая термопара регистрирует температуру поверхности взрывчатого состава. Она размещена на торце разрывного заряда под холостой пробкой 7. Кроме того, в песке размещена еще одна термопара, служащая для регистрации температуры песчаной бани.

Для регистрации температуры стенок снаряда и песчаной бани используются термоэлектрические платинородий-платиновые термопреобразователи типа ППО. Информация с термопреобразователей поступает на прибор, также размещенный вне установки за защитным экраном.

Порядок проведения испытания боеприпаса медленным нагревом с помощью предлагаемой установки следующий (рисунок 2).

1. Выбирается корпус установки медленного нагрева, обеспечивающий размещение испытуемого боеприпаса, электрического ТЭНа и термодатчиков (рисунок 2, а).

2. На дно и по внутренним стенкам корпуса укладывается огнестойкий теплоизоляционный материал (рисунок 2, б).

3. Корпус заполняется песком примерно на четверть его высоты (рисунок 2, в).

4. На поверхность песка укладывается электрический ТЭН. Провода выводятся наружу и соединяются с ПИД-регулятором (рисунок 2, г).

5. ТЭН засыпается песком слоем, равным по высоте нижнему слою. На него горизонтально укладывается боеприпас (снаряд). На его внешней поверхности с помощью изоляционной ленты (скотча) закрепляется один из термодатчиков. Второй термодатчик закрепляется на торце разрывного заряда. Провода второго термодатчика выводятся через отверстие в холостой пробке. Третий термодатчик устанавливается в песке рядом с листом теплоизоляции для контроля температуры песчаной бани. Провода всех трех термодатчиков выводятся наружу (рисунок 2, д). Выходы с термопар подаются на вход прибора, в котором происходит регистрация температур и обработка данных.

6. Боеприпас с термо датчиками засыпается песком до верхнего уровня с учетом толщины верхнего листа теплоизоляции (рисунок 2, е).

7. Укладывается верхний лист теплоизоляции (рисунок 2, ж).

8. После того, как установка для испытания боеприпаса медленным нагревом собрана, включается ПИД-регулятор, и ТЭН начинает греть песчаную баню и, соответственно, боеприпас (снаряд) с заданной скоростью, равной 3,3 град/ч.

О начале реакции снаряжения боеприпаса на медленный нагрев судят о резком возрастании разницы температур стенки снаряда (торца заряда) и температуры песчаной бани.

Фиксирование реакции боеприпаса на медленный нагрев осуществляется также с помощью фото- и видеоаппаратуры.

В отличие от стендов медленного нагрева [2], применяемых в странах НАТО, предлагаемая установка проще, дешевле, собирается в течение очень короткого (до 1 ч) времени. Дорогостоящая регистрирующая аппаратура и регулятор нагрева ТЭНа (ПИД-регулятор) во время испытаний находятся за защитными экранами, что обеспечивает их сохранность. Кроме того, установка позволяет регистрировать не только температуру внешней стенки боеприпаса (снаряда), но и поверхности взрывчатого состава со стороны холостой пробки.

Список использованных источников:

1. Боеприпасы повышенной стойкости к опасным внешним воздействиям: особенности конструирования, испытаний и эксплуатации / Б.В. Мацеевич [и др.]. - Красноармейск: ОАО «КНИИМ», 2014. - 168 с.

2. STANAG 4382 Slow Heating, Munition Test Procedure [Электронный ресурс]. - 2003. - Режим доступа: http://www.pdfthron.com/stanag-4382

Установка предназначена для проведения испытаний на стойкость снаряжения боеприпаса к несанкционированному тепловому воздействию на него при пожаре за стеной хранилища или рядом с носителем боеприпасов. Установка медленного нагрева боеприпаса выполнена в виде корпуса, наполненного песком. В центре корпуса в песке размещен боеприпас, по внутренним стенкам корпуса и сверху размещен огнестойкий теплоизоляционный материал, под боеприпасом в песке установлен электрический ТЭН, соединенный с ПИД-регулятором, размещенным вне установки. Устройство оснащено тремя термопарами, одна из которых установлена на внешней поверхности боеприпаса, вторая размещена на торце разрывного заряда под холостой пробкой, третья размещена в песке, термопары связаны с регистратором. Фиксация реакции боеприпаса также осуществляется фото- и видеоаппаратурой. Установка позволяет осуществить безопасные испытания боеприпасов, регистрацию не только температуры, но и поверхности взрывчатого состава. 2 ил.

Установка медленного нагрева боеприпаса, отличающаяся тем, что выполнена в виде корпуса, наполненного песком, в центре корпуса в песке размещен боеприпас, по внутренним стенкам корпуса и сверху размещен огнестойкий теплоизоляционный материал, под боеприпасом в песке установлен электрический ТЭН, соединенный с ПИД-регулятором, размещенным вне установки, устройство оснащено тремя термопарами, одна из которых установлена на внешней поверхности боеприпаса, вторая размещена на торце разрывного заряда под холостой пробкой, третья размещена в песке, термопары связаны с регистратором за пределами корпуса установки, а также фото- и видеоаппаратурой.