Щит мишенной обстановки Российский патент 2023 года по МПК F41J5/26 

Настоящее изобретение относится к щитам мишенной обстановки для испытаний осколочных боеприпасов с низкоскоростными осколочными полями, в которых начальные скорости поражающих элементов не превышают 300 м/с.

Для экспериментального определения скоростей и угловых распределений поражающих элементов наиболее часто применяется метод испытаний боеприпасов в щитовой мишенной обстановке. Мишенная обстановка представляет собой обшитую листовым материалом вертикальную стенку, выполненную в форме полуцилиндра (Авиационные боеприпасы под ред. В.А. Кузнецова. ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1968. 602 с.), либо вертикальную стенку в виде плоского прямоугольника (патент на изобретение RU 2 353 893 С2, опубликованный 27.04.2009 г.). В качестве материала стенки используют металлические листы (сталь, алюминий), а также, с применением дополнительной подсветки со стороны испытываемого боеприпаса, - неметаллические листовые материалы: фанеру, картон, рубероид и т.п. Пробитие стенки поражающими элементами регистрируют скоростными камерами с узкими диафрагмами объективов, на кадрах которых при пробитии поражающими элементами щитовой стенки видны появляющиеся вспышки. По кадрам скоростных камер измеряют время между моментом подачи сигнала на подрыв боеприпаса и моментом появления вспышки от удара поражающего элемента о щит (полетное время поражающего элемента) для последующего расчета начальной скорости поражающего элемента.

Недостатки данного способа:

- при низких скоростях поражающих элементов (менее 300 м/с) воздушная ударная волна от подрыва боеприпаса достигает стенки раньше поражающих элементов и может разрушить или деформировать листовой материал стенки, поэтому полетные времена поражающих элементов либо невозможно измерить, либо эти измерения оказываются неточны;

- если под действием ударной волны материал стенки все же не разрушается или не деформируется, низкоскоростные поражающие элементы могут не пробить мишенную стенку и вспышек при их ударах о щит не возникнет, поэтому невозможно надежно зарегистрировать вспышки, а, следовательно, измерения полетных времен поражающих элементов оказываются неточны.

Указанные недостатки снижают информативность, точность и достоверность результатов испытаний.

Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототипом) является мишень с индикацией попадания поражающего элемента (патент на изобретение №2592180 РФ, опубликованный 20.07.2016 г.), содержащая плоские лицевой и тыльный листы, между которыми слоем молекулярной толщины помещена легковоспламеняющаяся жидкость. Листы могут быть изготовлены из полимерных пленочных прозрачных или непрозрачных материалов, имеющих микронные толщины, при этом суммарная толщина мишени также будет весьма малой. Разлетающиеся при подрыве боеприпаса поражающие элементы имеют температуру порядка сотен градусов и при попадании в мишень пробивают в ней отверстия с последующими вспышками. По зафиксированным видеорегистратором вспышкам определяют полетные времена поражающих элементов.

Недостатки данной мишени:

- при низких скоростях поражающих элементов (менее 300 м/с) воздушная ударная волна от подрыва боеприпаса достигает мишени раньше поражающих элементов и может разрушить или деформировать листы мишени, поэтому полетные времена поражающих элементов либо невозможно измерить, либо эти измерения оказываются неточны;

- при низких скоростях поражающие элементы могут иметь температуру недостаточную для возникновения вспышек при пробитии мишени;

- при использовании листов из прозрачных материалов возможна засветка кадров видеорегистратора от вспышки при подрыве боеприпаса.

Указанные недостатки снижают информативность, точность и достоверность результатов испытаний.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение вероятности разрушения или деформации щитов мишенной обстановки и обеспечение надежной регистрации следов взаимодействия низкоскоростных поражающих элементов со щитом, что повысит информативность, точность и достоверность результатов испытаний.

Техническое решение задачи состоит в том, что, при испытаниях боеприпасов с низкоскоростными поражающими элементами применяют щит мишенной обстановки, состоящий из лицевой стенки и плоской тыльной стенки из прозрачного листового полимерного материала, при этом тыльная стенка выполнена из ударопрочного листового полимерного материала, а лицевая - из фольгированной пленки, плотно прилегающей к поверхности тыльной стенки, обращенной к потоку поражающих элементов, при этом толщина тыльной стенки прямо пропорциональна максимальной скорости поражающих элементов испытываемого боеприпаса.

Существует вариант, в котором для существенного уменьшения вероятности разрушения или деформации щита мишенной обстановки от действия воздушной ударной волны при подрыве боеприпаса, его тыльную стенку выполняют из листового монолитного поликарбоната, на лицевую поверхность которой нанесена самоклеящаяся алюминиевая пленка (фольга-стикер, скотч, и т.п.) в том числе и на полимерной основе.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение надежности регистрации следов взаимодействия низкоскоростных поражающих элементов со щитом для измерения полетных времен поражающих элементов, что в свою очередь, повышает информативность, точность и достоверность результатов испытаний боеприпасов с низкоскоростными осколочными полями в щитовой мишенной обстановке.

Сущность изобретения поясняется схемами:

фиг. 1 - схема постановки испытаний боеприпаса с низкоскоростным осколочным полем в щитовой мишенной обстановке;

фиг. 2 - схема фрагмента щита со следом воздействия сферического поражающего элемента;

фиг. 3 - схемы фотографических изображений участков щитов со следами воздействия на фольгированную пленку поражающих элементов сферической формы (слева) и кубической формы (справа);

а также формулой для расчета толщины тыльной стенки из листового монолитного поликарбоната:

h=K⋅V,

где h - толщина листового монолитного поликарбоната, мм; V - максимальная скорость поражающих элементов испытываемого боеприпаса, м/с; K=5⋅10^-5 - коэффициент, с. Расчет по приведенной формуле позволяет для практического применения принять, что при V до 100 м/с, h=5 мм; при V от 100 м/с до 200 м/с, h=10 мм; при V от 200 м/с до 300 м/с, h=15 мм.

На фиг. 1 показана схема постановки испытаний боеприпаса (1) с низкоскоростным осколочным полем (2) в щитовой мишенной обстановке. На испытательном полигоне (3) вертикально устанавливают плоский щит, тыльная стенка которого выполнена из прозрачного листового монолитного полимерного материала (4), например, поликарбоната. На поверхность тыльной стенки, обращенную к потоку поражающих элементов (2), наклеивают непрозрачную фольгированную пленку (5). С тыльной стороны щита устанавливают скоростную видеокамеру (6) для регистрации следов взаимодействия поражающих элементов со щитом.

На фиг. 2 показана схема фрагмента щита со следом воздействия сферического поражающего элемента на фольгированную пленку (5). След от сферического элемента имеет вид кольца (7) в центральной части которого сохраняется остаток пленки (8), а вокруг образовывается кольцевая полоса без пленки (9). Появление такого следа разрыва фольгированной пленки видно сквозь прозрачный листовой полимерный материал на кадрах скоростной камеры, что позволяет зафиксировать моменты времени появления следов от начала отсчета времени.

На фиг. 3 показаны схемы фотографических изображений участков щитов со следами воздействия на фольгированную пленку поражающих элементов сферической (9) и кубической формы (10).

При подрыве испытываемого боеприпаса поражающие элементы попадают в щит.При указанных значениях толщины тыльной стенки из листового монолитного поликарбоната существенно снижается вероятность разрушения или деформации щита мишенной обстановки, при этом поражающие элементы не пробивают щит, но оставляют след на фольгированной пленке. Появление такого следа разрыва фольгированной пленки видно сквозь прозрачный листовой полимерный материал на кадрах скоростной камеры. При этом вспышек не возникает и регистрацию процессов появления разрывов фольгированной пленки проводят скоростными камерами с широкими диафрагмами объективов.

Использование фольгированной пленки, накленной на поверхность листа тыльной стенки, позволяет исключить засветку кадров видеокамеры от вспышки при подрыве боеприпаса.

Применение в качестве щита ударопрочного полимерного материала с фольгированной пленкой, а также изготовление тыльной стенки щита из листового монолитного поликарбоната указанной толщины с нанесенной самоклеящейся алюминиевой пленкой, позволяет существенно уменьшить вероятность разрушения или деформации щита мишенной обстановки под действием воздушной ударной волны и обеспечить надежную регистрацию следов взаимодействия низкоскоростных поражающих элементов со щитом, а, следовательно, - измерение полетных времен для последующего расчета начальных скоростей поражающих элементов, что повышает достоверность, информативность и точность результатов испытаний.

Щит мишенной обстановки содержит тыльную стенку из ударопрочного листового полимерного материала, лицевую из фольгированной пленки, плотно прилегающей к поверхности тыльной стенки. Лицевая стенка обращена к потоку поражающих элементов. Толщина тыльной стенки прямо пропорциональна максимальной скорости поражающих элементов испытываемого боеприпаса. Технический результат - повышение информативности, точности и достоверности результатов испытаний боеприпасов с низкоскоростными осколочными полями в щитовой мишенной обстановке. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Щит мишенной обстановки, состоящий из лицевой стенки и плоской тыльной стенки из прозрачного листового полимерного материала, отличающийся тем, что тыльная стенка выполнена из ударопрочного листового полимерного материала, а лицевая - из фольгированной пленки, плотно прилегающей к поверхности тыльной стенки, обращенной к потоку поражающих элементов, при этом толщина тыльной стенки прямо пропорциональна максимальной скорости поражающих элементов испытываемого боеприпаса.

2. Щит мишенной обстановки, по п. 1, отличающийся тем, что тыльная стенка выполнена из листового монолитного поликарбоната, на лицевую поверхность которой нанесена самоклеящаяся алюминиевая пленка.