Автоматизированный регистратор настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующий выстрел по виду боеприпасов Российский патент 2021 года по МПК F41A19/01 

Изобретение относится к области контроля эксплуатационной надежности артиллерийского вооружения, а именно долговечности ствола орудия путем определения его ресурса на основе регистрации настрела.

В настоящее время настрел, от которого в основном и зависят показатели, определяющие причины перевода стволов в разные категории (с 1-й по 4-ю), а также в 5-ю (браковочную), контролируется вручную и фиксируется в формуляре (паспорте) на образец. На качество такого контроля большое влияние оказывает человеческий фактор. Поэтому объективность и достоверность такого контроля во многих случаях вызывает сомнение. При этом для некоторых артиллерийских орудий при определении настрела используется не фактическое количество выстрелов, а так называемые приведенные выстрелы (например, при стрельбе подкалиберными снарядами из гладкоствольных орудий, при стрельбе из гаубицы Д-30 один выстрел на полном заряде приравнивается к трем выстрелах на остальных зарядах). У других орудий нет даже такой «примитивной» дифференциации выстрелов по оценке их влияния на износ ствола.

Техническим результатом заявляемого изобретения является:

- повышение производительности регистрации настрела при разных темпах стрельбы, путем его автоматизации;

- возможность дифференцирования выстрела по виду снарядов с определением их количества для разных метательных зарядов;

- суммирование выстрелов и определение общего настрела орудия;

- исключение ошибки регистрации количества выстрелов из-за отсутствия влияния человеческого фактора.

Требуемый технический результат достигается путем применения заявляемого автоматизированного регистратора настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующая выстрел по виду боеприпасов и состоящего из электронного прибора и программы для микроконтроллера электронного прибора.

Фотография автоматизированного регистратора настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующего выстрел по виду боеприпасов показана на фиг. 1.

Заявляемый регистратор предназначен для подсчета количества выстрелов из 100-мм противотанковой пушки МТ-12 снарядами: бронебойно-подкалиберными индексов БМ1, БМ2, БМ24; кумулятивным индекса БК16 и БК16М; кумулятивно-осколочным индекса БК3; осколочно-фугасным индексов ОФ15 иОФ35.

Регистратор может быть перенастроен и для других артиллерийских орудий и комплектуемым к ним боеприпасам.

Электронный прибор заявляемого регистратора показан на фиг. 2, содержит: источник питания (1), микроконтроллер Arduino Uno на базе микропроцессора Atmega 328 (2), двухпозиционные кнопки с цветными светодиодами на макетной плате (3), двухстрочный жидкокристаллический дисплей с расширением I2C (4) на фиг. 1.

Достижение заявляемого технического результата обеспечивается работой автоматизированного регистратора настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующего выстрел по виду боеприпасов следующим образом (см. фиг. 1).

Основной элемент, фиксирующий выстрел артиллерийского орудия, - датчик Хола, он подключен к 1 цифровому входу микроконтроллера. Датчик располагается на неподвижной части орудия, а магнит, который будет воздействовать на датчик, располагается на откатных частях. При выстреле с движением откатных частей магнит воздействует на датчик, тем самым генерируя импульс на первом логическом входе, т.е. при его срабатывании на логический вход первого цифрового пина будет подаваться «1». К 2,3,4,5 цифровым пинам (входам) будут подключены двухпозиционные кнопки, которые будут обозначать индексы выстрелов.

Логика программы работы микроконтроллера построена 4-мя основными блоками, каждый из которых активен при нажатии одной из 4-х кнопок, обозначающих заряды. По команде на открытие огня определяется вид снаряда, например «бронебойный», наводчик нажимает кнопку на регистраторе «БМ», активируется первый блок, на 2 цифровой пин (вход), так как кнопка двухпозиционная в нажатом состоянии непрерывно подается логическая «1» (электрически подается -5 В), этот сигнал принимает логический блок AND «и» к нему так же подходит сигнал от датчика Хола. На выход логического блока «и» подается «1» только в том случае, когда и датчик, и кнопка дают «1», т.е. при нажатой кнопки и срабатывание датчика (выстреле) на выход блока «и» поступает 1. Далее происходит подсчет всех логических единиц с выхода блока «и», запись их в энергонезависимую память и вывод на соответствующие место на жидкокристаллическом дисплее (5) (см. фиг. 1). Запись происходит при каждом изменении числа в блоке суммы благодаря детектору изменения числа, то есть при изменении числа в блоке суммы проходит генерация импульса в детекторе изменения числа и происходит запись в блок памяти 1 кнопки и выводится на жидкокристаллический дисплей (5) в соответствующем месте.

Аналогично логика работает и с тремя остальными кнопками, обозначающие тип выстрела.

После изменения числа в любом из 4-х хранилищ энергонезависимой памяти происходит общий подсчет настрела путем суммирования всех 4-х хранилищ и записи этого числа в 5-е (общее) энергонезависимое хранилище памяти и вывод общего числа так же на определенное место на жидкокристаллический дисплей (5).

На жидкокристаллическом дисплее (5) показано, что бронебойно-подкалиберными снарядами индексом БМ произведено 62 выстрела, кумулятивными снарядами индекса БК16 -86 выстрелов, кумулятивно-осколочными снарядами индекса БК3-58 выстрелов, осколочно-фугасными снарядами индекса ОФ - 60 выстрелов и сумма всех выстрелов на текущий момент времени составила 266.

Следующий выстрел (см. фиг. 1 - горит индикатор (6)) был или будет с кумулятивно-осколочным снарядом индекса БКЗ.

Данные о совершенных выстрелах по их виду записываться в энергонезависимую память, встроенную в электронную плату, что позволяет неограниченное количество времени хранить информацию о настреле орудия, в том числе при отключенном источнике питания.

Алгоритм работы автоматизированного регистратора настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующего выстрел по виду боеприпасов (см. фиг. 3 и 4) рассмотрим на примере работы первого канала.

При прохождении магнитного датчика (элемента Холла) постоянным магнитом, закрепленным на стволе экспериментального стенда (см. фиг. 3), формируется сигнал на выходе магнитоуправляемой интегральной логической микросхемы К1116КП4 (МС1) (см. фиг. 4), который совместим по уровню и напряжению с портами микроконтроллера Atmeqa 328.

Выбранный вход порта, например А5, осуществляется срабатыванием переключателя SI, подтверждением чего является загорание светодиода Д\ (желтый цвет).

С поступлением импульса на вход А5 микроконтроллера Atmeqa 328 {MCI) по разработанной специальной программе на языке С++ происходит прибавление единицы к предыдущей сумме.

Выбор нужного вида метательного заряда осуществляется нажатием соответствующего переключателя (S1, S2, S3, S4) и загоранием цветовых диодов (Д1, Д2, Д3, Д4).

На экране МС3 жидкого кристаллического индикатора (ЖКИ) типа НД 44780 высвечивается полученная сумма по выбранному виду метательного заряда, например S1, и общее количество произведенных выстрелов на разных метательных зарядов за определенный промежуток времени.

Программа для микроконтроллера [1] обеспечивает объективное определение количество выстрелов из ствола (настрел) для разных видов боеприпасов и зарядов к ним, что позволяет учитывать влияние каждого выстрела на ствол артиллерийского орудия и рассчитывать отклонение (потерю) начальной скорости снаряда ΔVo от табличного значения, указанного в Таблицах стрельбы, вследствие износа канала ствола.

Заявляемый автоматизированный регистратор настрела ствола артиллерийского орудия, выстрел по виду боеприпасов используется в существующем образце самоходной артиллерии, показанным на фиг. 5.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в описаниина изобретение, позволяет достичь желаемого технического результата.

Список источников

1. Кривенцов А.В., Курков С.Н., Шишов В.Ф. и др. Специальная программа для микроконтроллера, автоматизированного регистратора настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующая выстрел по виду боеприпасов / А.В. Кривенцов, С.Н. Курков, В.Ф. Шишов, Ю.А. Полухин, Р.В. Рязанцев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2020612280 от 19.02.2020. - М: Роспатент - 2020.

Устройство автоматизированной регистрации настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующий выстрел по виду боеприпасов содержит источник питания, микроконтроллер Arduino Uno на базе микропроцессора Atmega 328, макетную плату с двухпозиционными кнопками с цветными светодиодами, двухстрочный жидкокристаллический дисплей с расширением I2C. Технический результат - повышение производительности регистрации настрела при разных темпах стрельбы, возможность дифференцирования выстрела по виду снарядов с определением их количества для разных метательных зарядов, суммирование выстрелов и определение общего настрела орудия, исключение ошибки регистрации количества выстрелов из-за отсутствия влияния человеческого фактора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Автоматизированный регистратор настрела ствола артиллерийского орудия, дифференцирующий выстрел по виду боеприпасов, содержащий источник питания, микроконтроллер типа ArduinoUno на базе микропроцессора типа Atmega 328 с программой, магнитоуправляемую интегральную логическую микросхему К1116КП4, двухпозиционные кнопки с цветными светодиодами на макетной плате, двухстрочный жидкокристаллический дисплей с расширением I2C, постоянный магнит.

2. Автоматизированный регистратор по п. 1, отличающийся тем, что двухпозиционных кнопок с цветными светодиодами на маркерной плате не менее четырех, с возможностью дифференцирования выстрела по виду боеприпаса путем нажатия на одну из четырех и выполнения условия логического блока «И» на микроконтроллере и загорания соответствующего светодиода.

3. Автоматизированный регистратор по п. 1, отличающийся тем, что магнит установлен на откатной части орудия, а магнитоуправляемая интегральная логическая микросхема К1116КП4 установлена на неподвижной части орудия с возможностью подачи на цифровой вход микроконтроллера напряжения в 5 Вольт, что программным способом принимается как логическая единица.