Способ испытаний боеприпасов на аэроудар и устройство для его осуществления Российский патент 2024 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 определения характеристик поля поражения боеприпасов, заключающемся в подрыве боеприпаса, расположенном горизонтально с помощью устройства инициирования, при этом 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, возникающего в отсеке после пробития поражающими элементами опытного боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают критическую энергию аэроудара в отсеке, удельную критическую энергию потока поражающих элементов для типового отсека, величину критического показателя аэроудара для типового отсека, 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, возникающего в типовом отсеке после пробития поражающими элементами испытываемого боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают энергию аэроудара и 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 [Патент 2484421 РФ МПК F42B 35/00. Способ испытания боеприпасов на аэроудар и устройство для его осуществления / Мужичек С.М., Ефанов В.В. и другие.].

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, 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 [Патент 2484421 РФ МПК F42B 35/00. Способ испытания боеприпасов на аэроудар и устройство для его осуществления / Мужичек С.М., Ефанов В.В.и другие]

Недостатком известных способа и устройства является недостаточная информативность, обусловленная тем, что определяют явление аэроудара на отсеки техники при воздействии плотного потока поля поражения боеприпасов, не учитывая особенности осколочного поля поражения боеприпаса, воздействующего на входную стенку отсека. Данное обстоятельство не позволяет объективно оценить влияния конфигурации осколочного поля на явления аэроудара. Как известно осколочное поле боеприпасов характеризуется законами распределения по направлению, скорости и массе.

Технической задачей изобретения является повышение информативности способа оценки явления аэроудара за счет получения дополнительной информации о структуре осколочного поля, воздействующего на входные отсеки объектов техники.

Решение технической задачи заключается в том, что в способе испытаний боеприпасов на аэроудар, заключающемся в подрыве боеприпаса, расположенном горизонтально с помощью устройства инициирования, при этом 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 возникающего в отсеке после пробития поражающими элементами опытного боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают критическую энергию аэроудара в отсеке по формуле где V - объем типового отсека, рассчитывают удельную критическую энергию потока поражающих элементов для типового отсека по формуле где S - площадь входной стенки типового отсека, рассчитывают величину критического показателя аэроудара для типового отсека о формуле где С₀ - энергетический критерий разрушения [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], 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 возникающего в типовом отсеке после пробития поражающими элементами испытываемого боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают энергию аэроудара в отсеке по формуле рассчитывают по формуле 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, дополнительно на каждом последовательном подрыве набора опытных боеприпасов, осуществляют регистрацию осколочных полей поражения боеприпасов на заданных расстояниях относительно взрывной камеры на основе взаимодействия их с информационными полями неконтактных датчиков, определяют их скорость и координаты на основе определения соответственно временного интервала и совокупности сработавших элементов неконтактных датчиков блоком измерений, определяют законы распределения осколочных полей на основе обработки исходных данных микро-ЭВМ.

Способ реализуется в устройстве, содержащим боеприпасы, взрывную камеру, имеющую щель, ширина и длина которой позволяют выделять часть поля поражения боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, типовой отсек со сменными передней и задней стенками, n пьезоэлектрические датчики, установленных в боковых стенках отсека, первый блок измерений входы которого соединены с выходами n пьезоэлектрических датчиков, в которое дополнительно введены первый и второй неконтактные датчики, второй блок измерений, первый и второй аналого-цифровой преобразователи, первый и второй блоки памяти, первое и второе передающее устройство, первое и второе приемное устройство, устройство сопряжение, микроЭВМ, при этом первый и второй датчики установлены в направлении полета поля поражения боеприпасов, выходы которых соединены с первым и вторым входом второго блока измерений, выход которого через первый аналого-цифровой преобразователь, первый блок памяти, первое передающее и первое приемное устройства, первый вход устройства согласование соединен с первым входом микро-ЭВМ, второй вход которого соединен с выходом первого блока измерений через второй аналого-цифровой преобразователь, второй блок памяти, второе передающее и второе приемное устройство, второй вход согласующего устройства.

Первый и второй датчики предназначены для регистрации скорости и координат пролета осколков, относительно информационных полей датчиков представленных в виде лазерных сеток. Неконтактные датчики могут быть выполнены, например, в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников [патент 2482439 РФ МПК F42B 35/00. Способ испытаний осколочных боеприпасов и стенд для его реализации. / Мужичек С.М., Ефанов В.В., Шутов П.В.].

Первый блок измерений предназначен для измерения давления и импульса ударной (баллистической волны).

Второй блок измерений предназначен для измерений скорости и координат осколков и может быть выполнен, например, в виде блока, который содержит первый и второй измерительные каналы, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый и второй блок логики [патент 2482439 РФ МПК F42B 35/00 Способ испытаний осколочных боеприпасов и стенд для его реализации/Мужичек С.М., Ефанов В.В., Шутов П.В., патент 2498318 РФ МПК F42B 35/00. Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления / Мужичек С.М., Ефанов В.В., Шутов П.]

Блок логики предназначен для фиксации координат осколков в момент их пролета относительно информационных полей неконтактных датчиков и может быть выполнен, например, в виде блока, который состоит из матрицы элементов И, из матрицы триггеров, первого 28 и второго 29 элементов, дифференцирующей цепи [патент 2482439 РФ МПК F42B 35/00. Способ испытаний осколочных боеприпасов и стенд для его реализации / Мужичек С.М., Ефанов В.В., Шутов П.В.].

На фиг. 1 приведена схема устройства испытания боеприпасов на аэроудар. На фиг. 2 приведена схема размещения боеприпасов во взрывной камере.

Устройство испытания боеприпасов на аэроудар содержит набор боеприпасов 1, взрывную камеру 2, первый 3 и второй 4 неконтактные датчики, типовой отсек 5, n -пьезоэлектрических датчиков 6, установленных в боковых стенках типового отсека 5, первый 7 и второй блоки 8 измерений, первый 9 и второй 10 аналого-цифровой преобразователи, первый 11 и второй 12 блоки памяти, первое 13 и второе передающее 14, первое 15 и второе 16 приемные устройства, устройство сопряжение 17, микроЭВМ 18, при этом 3 первый и 4 второй датчики установлены в направлении полета поля поражения боеприпасов, выходы которых соединены с первым и вторым входом второго 8 блока измерений, выход которого через первый 9 аналого-цифровой преобразователь, первый 11 блок памяти, первое 13 передающее и первое 15 приемное устройства, первый вход устройства 17 сопряжения соединен с первым входом микро-ЭВМ 18, второй вход которого соединен с выходом первого 7 блока измерений через второй 10 аналого-цифровой преобразователь, второй 12 блок памяти, второе 14 передающее и второе 16 приемное устройство, второй вход устройства сопряжения 17.

Описание работы устройства.

Осуществляют инициирование боеприпасов 1 во взрывной камере 2, имеющей щель, ширина и длина которой позволяют выделять часть поля поражения боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ. При этом осуществляют последовательный подрыв набора опытных боеприпасов 1 с полным накрытием их полем поражения входной стенки типового отсека 5, последовательно увеличивая плотность поля поражения опытных боеприпасов 1.

Неконтактные датчики (3, 4) осуществляют регистрацию осколочных полей боеприпасов. Второй блок 8 измерений определяет скорость движения осколков и координаты их движения на основе информации о временном интервале между моментами срабатывания датчиков (3, 4) и комбинации сработавших чувствительных элементов фотоприемников, образующих матрицу.

Сигналы с выхода второго 8 блока измерений через первый 9 аналого-цифровой преобразователь, первый 11 блок памяти, первое 13 передающее и первое 15 приемное устройства, первый вход устройства 17 сопряжения поступает на первый вход микро-ЭВМ 18.

МикроЭВМ 18 производит обработку данных об осколочных полях и обеспечивает получение законов распределения осколков по направлениям разлета, по скорости, геометрическим размерам и массе.

В момент воздействия осколочного поля боеприпаса на входную стенку отсека 5 на второй вход микроЭВМ 18 поступают сигналы определяющие давления с выхода первого 7 блока измерений, через второй 10 аналого-цифровой преобразователь, второй 12 блок памяти, второе 14 передающее и второе 16 приемное устройство, второй вход устройства сопряжения 17.

МикроЭВМ 18, после пробития поражающими элементами опытного боеприпаса входной стенки отсека 5 измеряет величину критического среднего максимального давления аэроудара возникающего в отсеке при условии полного разрушения типового отсека. Рассчитывают критическую энергию аэроудара в отсеке 5 по формуле:

где V - объем типового отсека.

Рассчитывают удельную критическую энергию потока поражающих элементов для типового отсека 5 по формуле:

где S - площадь входной стенки типового отсека 5.

Рассчитывают величину критического показателя аэроудара для типового отсека 5 по формуле

где С₀ - энергетический критерий разрушения [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].

Таким образом, определяется структура осколочного поля боеприпасов воздействующего на входные стенки типового отсека и величина критического показателя аэроудара.

Затем испытываемый боеприпас устанавливают на заданном расстоянии от типового отсека 5 так, чтобы его продольная ось была параллельна продольной оси щели взрывной камеры 2.

В момент подрыва боеприпаса определяют структуру осколочного поля воздействующего на входную стенку отсека 5 и измеряют величину среднего максимального давления аэроудара возникающего в типовом отсеке 5 после пробития поражающими элементами испытываемого боеприпаса входной стенки отсека. Рассчитывают энергию аэроудара в отсеке 5 по формуле:

Рассчитывают величину показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса по формуле:

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.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить информативность за счет дополнительного определения структуры осколочного поля боеприпасов воздействующего на входную стенку отсека и приводящего к явлению аэроудара.

Группа изобретений относится к области испытаний боеприпасов. Осуществляют подрыв боеприпаса во взрывной камере с щелью. Осуществляют последовательный подрыв набора боеприпасов с полным накрытием их полем поражения входной стенки отсека. На каждом последовательном подрыве осуществляют регистрацию осколочных полей поражения боеприпасов на заданных расстояниях относительно взрывной камеры. Последовательно увеличивая плотность поля поражения боеприпасов, добиваются полного разрушения отсека за счет аэроудара. Измеряют величину критического среднего максимального давления аэроудара. Рассчитывают критическую энергию аэроудара, удельную критическую энергию потока поражающих элементов и величину критического показателя аэроудара. Устройство содержит взрывную камеру, типовой отсек со сменными стенками, блоки измерений, неконтактные датчики, аналого-цифровые преобразователи, блоки памяти, передающее устройство, приемное устройство, устройство сопряжения, микроЭВМ. Повышается информативность испытаний за счет дополнительного определения структуры осколочных полей боеприпасов, воздействующих на входную стенку отсека. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1 Способ испытания боеприпасов на аэроудар, заключающийся в подрыве боеприпаса, расположенного горизонтально, с помощью устройства инициирования, при этом 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 баллистической 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 по формуле , где V - объем типового отсека, рассчитывают удельную критическую энергию потока поражающих элементов для типового отсека по формуле где S - площадь входной стенки типового отсека, рассчитывают величину критического показателя аэроудара для типового отсека по формуле 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 , возникающего в типовом отсеке после пробития поражающими элементами испытываемого боеприпаса входной стенки отсека, рассчитывают энергию аэроудара в отсеке по формуле рассчитывают величину показателя аэроудара поля поражения испытываемого боеприпаса по формуле 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,

отличающийся тем, что на каждом последовательном подрыве набора опытных боеприпасов осуществляют регистрацию осколочных полей поражения боеприпасов на заданных расстояниях относительно взрывной камеры на основе взаимодействия их с информационными полями неконтактных датчиков, определяют их скорость и координаты на основе определения соответственно временного интервала и совокупности сработавших элементов неконтактных датчиков, определяют законы распределения осколочных полей, воздействующих на входные стенки отсеков, на основе обработки исходных данных ЭВМ.

2 Устройство испытания боеприпасов на аэроудар, содержащее взрывную камеру, имеющую щель, ширина и длина которой позволяют выделять часть поля поражения боеприпаса, летящую в направлении, определяемом двугранным углом Δθ, типовой отсек со сменными передней и задней стенками, n пьезоэлектрических датчиков, установленных в боковых стенках отсека, первый блок измерений, входы которого соединены с выходами n пьезоэлектрических датчиков,

отличающееся тем, что дополнительно введены первый и второй неконтактные датчики, второй блок измерений, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй блоки памяти, первое и второе передающие устройства, первое и второе приемные устройства, устройство сопряжения, микроЭВМ, при этом первый и второй датчики установлены в направлении полета поля поражения боеприпасов, выходы которых соединены с первым и вторым входами второго блока измерений, выход которого через первый аналого-цифровой преобразователь, первый блок памяти, первое передающее и первое приемное устройства, устройство сопряжения соединен с первым входом микроЭВМ, второй вход которого соединен с выходом первого блока измерений через второй аналого-цифровой преобразователь, второй блок памяти, второе передающее и второе приемное устройства и устройство сопряжения.