Стенд регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов Российский патент 2023 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к стендам испытания осколочных боеприпасов со скоростями разлета осколков от 10 м/с до 500 м/с, с целью определения распределения скоростей поражающих элементов.

Известно описание стенда ("Физика взрыва" под ред. Л.П. Орленко, ФИЗМАТЛИТ, 2004, т.2, с. 73-75) предназначенного для определения распределения осколков и их скоростей величиной свыше 500 м/с по меридиональному углу разлета. Стенд выполняется в виде щитовой мишенной обстановки (полуцилиндрической вертикальной стенки), обшитой металлическим листом. Боеприпас устанавливается в центре полуцилиндра в горизонтальном положении на высоте средней линии полуцилиндра. В результате опыта определяется число осколков, попавших в заданную площадь. Угловое распределение скоростей определяется с помощью скоростных кинокамер, которые фиксируют время между моментом освещения щита при подрыве и моментом удара осколков о щит по вспышкам при ударе, либо по появлению пробоин в щите, подсвеченных пиротехническим источником света, расположенным сзади щита.

Недостатком данного технического решения является невозможность определения скоростей осколков ниже 500 м/с, из-за непробития осколками металлических листов. Кроме того, недостатком является существенная погрешность определения скорости осколков, поскольку освещение щита при подрыве происходит после того как оболочка боеприпаса уже расширена до некоторого радиуса, величина которого неизвестна, следовательно для уменьшения погрешности приходится использовать щит достаточно большого радиуса.

Известен способ измерения скорости осколков снаряда (Патент РФ №2353893, дата публ. 27.04.2009), состоящий в том, что производят подрыв снаряда на известном расстоянии от металлического щита. С помощью высокочастотной фотокамеры измеряют время полета от места подрыва до щита и расчетом определяют скорость осколков. Щит выполнен в виде плоского прямоугольника, с нанесенными на нем двумя параллельными линиями (границами измерительной базы), расположенными вертикально или горизонтально. Ось снаряда расположена параллельно этим линиям. В опыте измеряют время перемещения осколочного фронта вдоль известной базы и по этому времени расчетом определяют скорость осколков.

Недостатком способа является то, что он применим лишь в случае равномерного распределения скоростей осколков в экваториальной плоскости боеприпаса. Недостатком также является высокая стоимость проведения испытаний, поскольку щитовая мишенная обстановка повреждается при испытаниях и ее восстановление для повторного опыта требует значительных трудозатрат.

Настоящее техническое решение направлено на устранение указанных недостатков.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение оптической регистрации пролета потока осколков в широком диапазоне скоростей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения скоростей осколков и их распределения в осколочном потоке по меридиональному углу разлета. Положительным эффектом также является снижение стоимости и трудоемкости проведения испытаний.

Поставленная задача решается за счет того, что стенд регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов содержит полупрозрачный экран, за которым расположены один или несколько световых излучателей, скоростные видеокамеры, установленные перед экраном, между экраном и боеприпасом размещены ограничители, обеспечивающие разлет поражающих элементов в выделенном цилиндрическом секторе экваториального угла разлета и улавливание поражающих элементов вне этого сектора, ось сектора совпадает с осью боеприпаса и расположена параллельно плоскости экрана, при этом экран перехватывает зону меридионального разлета поражающих элементов, а на линии пересечения экрана срединной плоскостью боеприпаса, перпендикулярной оси и плоскости экрана, выполнены масштабные маркеры.

Использование в составе стенда полупрозрачного экрана, подсвеченного расположенным за ним световым излучателем, позволяет значительно повысить контрастность видеоизображения поражающих элементов и исключает образование теней, затрудняющих идентификацию поражающих элементов при освещении экрана с лицевой стороны солнечным светом или другими источниками.

Применение в качестве световых излучателей зеркал, направляющих отраженный солнечный свет на полупрозрачный экран, расположенный таким образом, чтобы прямой солнечный свет не попадал на сторону экрана с противоположной зеркалам стороны позволяет повысить качество оптической регистрации пролета поражающих элементов за счет повышения равномерности освещения экрана, а также уменьшить затраты на проведение испытаний за счет исключения из состава стенда искусственных световых излучателей.

Масштабные маркеры необходимы для определения расчетным путем скоростей поражающих элементов по результатам видеосъемки.

Ограничители позволяют получить осколочный поток заданной конфигурации, удобной для обработки видеоизображения и определения скоростей поражающих элементов, а также обеспечивают защиту скоростной видеокамеры и экрана от разрушения. Таким образом, обеспечивается возможность многократного использования оборудования стенда при минимальном объеме подготовительных работ перед опытом.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, фиг.2 и фиг.3, на которых схематично представлен стенд регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов. На фиг.1 - вид стенда сбоку, на фиг.2 - вид стенда сверху со световым излучателем, на фиг.3 - вид стенда сверху с зеркалом.

На фиг.1, 2 и 3 обозначены:

1 - боеприпас;

2 - ограничители;

3 - поток поражающих элементов;

4 - скоростная видеокамера;

5 - экран;

6 - световой излучатель;

7 - масштабные маркеры;

8 - зеркало;

9 - поток солнечного света.

Работает стенд следующим образом. При подрыве боеприпаса 1 с помощью ограничителей 2 формируется поток поражающих элементов 3, имеющий широкий меридиональный и узкий экваториальный углы разлета.

В процессе полета поток поражающих элементов пересекает зону съемки скоростных видеокамер 4, которые осуществляют оптическую регистрацию потока поражающих элементов 3, проходящего параллельно экрану 5, подсвеченному сзади световыми излучателями 6. Исходя из масштаба, задаваемого масштабными маркерами 7, и частоты кадров скоростных видеокамер 4 рассчитываются индивидуальные скорости каждого поражающего элемента в потоке и определяется их распределение по меридиональному углу разлета.

При использовании зеркала 8 подсветку экрана 5 обеспечивает направленный поток солнечного света 9.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность определения скоростей поражающих элементов и достоверность их распределения в потоке по меридиональному углу разлета.

Положительный эффект, достигаемый при осуществлении изобретения, выражается в снижении стоимости и трудоемкости проведения испытаний.

Изобретение относится к стендам испытания осколочных боеприпасов. Стенд регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов содержит полупрозрачный экран, за которым расположены один или несколько световых излучателей и скоростные видеокамеры, установленные перед экраном. Между экраном и боеприпасом размещены ограничители, обеспечивающие разлет поражающих элементов в выделенном цилиндрическом секторе экваториального угла разлета и улавливание поражающих элементов вне этого сектора. Ось сектора совпадает с осью боеприпаса и расположена параллельно плоскости экрана. Экран перехватывает зону меридионального разлета поражающих элементов. На линии пересечения экрана срединной плоскостью боеприпаса, перпендикулярной оси и плоскости экрана, выполнены масштабные маркеры. Технический результат заключается в повышении точности определения скоростей поражающих элементов и достоверности их распределения в потоке по меридиональному углу разлета. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стенд регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов, характеризующийся тем, что содержит полупрозрачный экран, за которым расположены один или несколько световых излучателей, скоростные видеокамеры, установленные перед экраном, между экраном и боеприпасом размещены ограничители, обеспечивающие разлет поражающих элементов в выделенном цилиндрическом секторе экваториального угла разлета и улавливание поражающих элементов вне этого сектора, ось сектора совпадает с осью боеприпаса и расположена параллельно плоскости экрана, при этом экран перехватывает зону меридионального разлета поражающих элементов, а на линии пересечения экрана срединной плоскостью боеприпаса, перпендикулярной оси и плоскости экрана, выполнены масштабные маркеры.

2. Стенд регистрации скоростей поражающих элементов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве световых излучателей использованы зеркала, направляющие отраженный солнечный свет на полупрозрачный экран, расположенный таким образом, чтобы прямой солнечный свет не попадал на сторону экрана с противоположной зеркалам стороны.