Способ испытания осесимметричного осколочно-фугасного зажигательного боеприпаса Российский патент 2024 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к способам испытания осколочно-фугасных зажигательных боеприпасов и может быть использовано при испытаниях осесимметричных осколочно-фугасных зажигательных боеприпасов естественного и заданного дробления.

Известен способ испытания осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков [1], включающий подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат, регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, при этом оценку качественных и количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков осуществляют посредством регистрации, записи и последующей обработки сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам.

Недостатком вышеуказанного способа является недостаточная информативность из-за отсутствия оценки фугасного и зажигательного действия боеприпаса.

Наиболее близким к заявляемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является способ испытания осесимметричного осколочно-фугасного боеприпаса с неосесимметричным полем разлета осколков [2], включающий подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат, регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, регистрацию, запись и последующую обработку сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам, оценку количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков, при этом боеприпас устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной мишенной стенки, профилированную мишенную стенку выполняют круговой, неосесимметричное поле разлета осколков формируют путем нецентрального инициирования боеприпаса, производят определение количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков для всех возможных комбинаций узлов нецентрального инициирования боеприпаса, при этом вводят дополнительную систему координат, продольная ось которой проходит через инициируемый базовый нецентральный узел и продольную ось боеприпаса параллельно поверхности земли, а поперечная ось системы координат проходит через продольную ось боеприпаса и перпендикулярна продольной оси вводимой системы координат, на поверхности земли, в том числе по осям введенной системы координат, на расстоянии, превышающем 20 приведенных радиусов заряда взрывчатого вещества устанавливают линейки датчиков давления, соединенных с автономными измерителями давления, фиксируют линейками датчиков давления и автономными измерителями давления величины избыточного давления в ударной волне по расстояниям и направлениям, передают полученные значения избыточного давления ударной волны на удаленный компьютер, на удаленном компьютере определяют величины избыточного давления на фронте и импульс ударной волны по расстояниям и направлениям, фиксируют ударно-волновое поле, создаваемое испытываемым боеприпасом в окружающей среде.

Недостатком вышеуказанного способа является недостаточная информативность из-за отсутствия оценки зажигательного действия боеприпаса.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение информативности способа испытаний осесимметричного осколочно-фугасного зажигательного боеприпаса за счет определения в ходе испытаний показателей, характеризующих его зажигательное действие.

Указанный технический результат достигается способом испытания осесимметричного осколочно-фугасного зажигательного боеприпаса, включающим подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной круговой мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат, регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, регистрацию, запись и последующую обработку сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам, оценку количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков, при этом боеприпас устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной мишенной стенки, вводят дополнительную систему координат, продольная ось которой проходит через инициируемый базовый узел и продольную ось боеприпаса параллельно поверхности земли, а поперечная ось системы координат проходит через продольную ось боеприпаса и перпендикулярна продольной оси вводимой системы координат, на поверхности земли, а также по осям введенной системы координат, на расстоянии, превышающем 20 приведенных радиусов заряда взрывчатого вещества и ограниченном радиусом профилированной мишенной стенки, устанавливают линейки датчиков давления, соединенных с автономными измерителями давления, фиксируют линейками датчиков давления и автономными измерителями давления величины избыточного давления в ударной волне по расстояниям и направлениям, передают полученные значения избыточного давления ударной волны на удаленный компьютер, на удаленном компьютере определяют величины скорости движения фронта ударной волны, избыточного давления на фронте и импульса ударной волны по расстояниям и направлениям, фиксируют во времени форму ударно-волнового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым боеприпасом, дополнительно вводят датчики температуры, устанавливаемые на поверхности земли параллельно датчикам давления, объединяют датчики давления и температуры установленные на одном расстоянии от точки подрыва боеприпаса в блоки датчиков, вместо автономных измерителей давления используют автономные измерители давления и температуры соединенные по радиоканалу с удаленным компьютером, фиксируют блоками датчиков давления и температуры, автономными измерителями давления и температуры изменение величин давления и температуры в заданных точках пространства после прихода фронта ударной волны во времени по расстояниям и направлениям, передают полученные значения на удаленный компьютер, на удаленном компьютере дополнительно определяют величины температуры окружающей среды после прихода ударной волны по расстояниям и направлениям, определяют тепловой импульс, скорость движения теплового поля по расстояниям и направлениям, фиксируют во времени форму теплового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым боеприпасом.

Новыми существенными признаками изобретения являются:

- дополнительно вводят датчики температуры, устанавливаемые на поверхности земли параллельно датчикам давления, объединяют датчики давления и температуры, установленные на одном расстоянии от точки подрыва боеприпаса в блоки датчиков;

- вместо автономных измерителей давления используют автономные измерители давления и температуры, соединенные по радиоканалу с удаленным компьютером;

- фиксируют блоками датчиков давления и температуры, автономными измерителями давления и температуры изменение величин давления и температуры в заданных точках пространства после прихода фронта ударной волны во времени по расстояниям и направлениям, передают полученные значения на удаленный компьютер;

- на удаленном компьютере дополнительно определяют величины температуры окружающей среды после прихода ударной волны по расстояниям и направлениям, определяют тепловой импульс, скорость движения теплового поля по расстояниям и направлениям, фиксируют во времени форму теплового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым боеприпасом.

Новая совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи с достижением заявленного технического результата, а именно повышения информативности способа испытаний осесимметричных осколочно-фугасных зажигательных боеприпасов за счет определения в ходе испытаний показателей, характеризующих его зажигательное действие.

Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных технических решениях не обнаружено, что характеризует соответствие рассматриваемого технического решения критерию «новизна».

Изложенная выше совокупность новых существенных признаков в сочетании с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением требуемого технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники.

На фиг.1 приведена типовая схема реализации предлагаемого способа, где:

1. Испытываемый боеприпас.

2. Профилированная круговая мишенная стенка.

3. Электретные датчики.

4. Блок определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков.

5, 6. Оси введенной системы координат.

7. Датчики давления.

10. Узел инициирования.

11. Датчики температуры.

R - расстояние между боеприпасом и профилированной круговой мишенной стенкой.

На фиг.2 приведена схема оценки фугасного и зажигательного действия испытываемого боеприпаса, где:

1. Испытываемый боеприпас.

8. Автономный измеритель давления и температуры.

9. Подставка под боеприпас.

12. Блок датчиков (давления и температуры).

На фиг.3 приведена схема размещения датчиков давления и температуры относительно испытываемого боеприпаса (вид сверху), где:

1. Испытываемый боеприпас.

7. Датчики давления.

9. Подставка под боеприпас.

11. Датчики температуры.

Заявляемый способ является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по определению количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков, а также фугасного и зажигательного действия боеприпасов.

Пример реализации заявляемого способа. Испытываемый осесимметричный осколочно-фугасный зажигательный боеприпас 1 устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью круговой профилированной мишенной стенки 2 в ее центре. Круговая профилированная мишенная стенка 2 предварительно размечается на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат. Далее для оценки фугасного и зажигательного действия испытываемого боеприпаса 1 вводят дополнительную систему координат, продольная ось 6 которой проходит через инициируемый узел 10 и продольную ось боеприпаса 1 параллельно поверхности земли, а поперечная ось системы координат 5 проходит через продольную ось боеприпаса 1 и перпендикулярна продольной оси вводимой системы координат. В случае, если инициируемый узел 10 совпадает с продольной осью боеприпаса 1 на торце боеприпаса произвольно выбирают точку и через нее, а также через точку на продольной оси боеприпаса 1 в плоскости его торца проводят продольную ось системы координат 6. На поверхности земли, в том числе по осям введенной дополнительной системы координат на расстоянии, превышающем 20 приведенных радиусов заряда и ограниченном радиусом круговой профилированной мишенной стенки 2, устанавливают датчики давления 7 и параллельно им датчики температуры 11, объединяют датчики давления 7 и датчики температуры 11, установленные на одном расстоянии от точки подрыва боеприпаса 1 в блоки датчиков 12, соединенные с автономными измерителями давления и температуры 8, которые по радиоканалу связаны с удаленным компьютером.

Далее осуществляют подрыв боеприпаса 1. Сформированное в результате подрыва боеприпаса 1 осколочное поле попадает в электретные датчики 3 круговой профилированной мишенной стенки 2. Электретные датчики 3 формируют электрические сигналы, которые поступают на вход блока 4 определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков. Далее с помощью блока 4 определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков осуществляется регистрация попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, регистрация, запись и последующая обработка сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам, оценка количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков. Далее полученные результаты по осколочному полю испытываемого боеприпаса 1 передаются на удаленный компьютер.

После подрыва боеприпаса 1 также одновременно фиксируют блоками датчиков давления и температуры 12, автономными измерителями давления и температуры 8 изменение величины давления и температуры в заданных точках пространства после прихода фронта ударной волны во времени по расстояниям и направлениям, передают полученные значения давления и температуры на удаленный компьютер, на удаленном компьютере фиксируют величины давления и температуры окружающей среды после прихода ударной волны по расстояниям и направлениям, определяют скорость движения фронта ударной волны, избыточное давление на фронте ударной волны, импульс ударной волны по расстояниям и направлениям, определяют скорость движения теплового поля, тепловой импульс, по расстояниям и направлениям, фиксируют по результатам обработки измерений изменение по времени формы ударно-волнового и теплового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым осколочно-фугасным зажигательным боеприпасом 1.

Величина теплового импульса I_T определяется для каждого расстояния от точки подрыва испытываемого боеприпаса 1, где установлен датчик температуры по формуле где ΔT = Т_и - Т_окр, Т_и - значение температуры, измеренное датчиком температуры в момент времени t, Т_окр - температура окружающей среды до момента подрыва испытываемого боеприпаса 1, t₀ - время начала измерения температуры датчиком температуры 11 (время прихода фронта ударной волны к соответствующему блоку датчиков 12), t_k - время завершения измерения температуры датчиком температуры 11 (время возвращения температуры к значению Т_окр).

Величина скорости движения теплового поля, образующегося в окружающей среде в результате подрыва испытываемого боеприпаса 1, определяется следующим образом. После прихода фронта ударной волны к соответствующему блоку датчиков 12 датчики давления 7 и температуры 11 начинают осуществлять измерение давления и температуры. Момент начала измерения температуры фиксируется соответствующим автономным измерителем давления и температуры 8. Следует отметить, что к каждому автономному измерителю давления и температуры 8 подключено минимум четыре блока датчиков 12, расположенных на расстояниях R₂, R₃, R₄ между собой (фиг.3). После прохождения тепловым фронтом расстояния R₂ запускается следующий датчик температуры 11, входящий в состав следующего блока датчиков 12. Момент запуска этого датчика температуры 11 также фиксируется автономным измерителем давления и температуры 8. Автономный измеритель давления и температуры 8, кроме того, фиксирует промежуток времени Δt прохождения тепловым фронтом расстояния R₂ от первого датчика температуры 11 ко второму и определяет скорость движения теплового фронта на этом участке по формуле Аналогично определяется скорость движения теплового фронта на участках от R₂ до R₃ и от R₃ до R₄. Таким образом, в результате обработки результатов эксперимента получается набор скоростей, позволяющий построить эмпирическую зависимость изменения скорости движения теплового фронта от расстояния до испытываемого боеприпаса 1.

По результатам обработки результатов измерений на удаленном компьютере также может быть построено тепловое поле, создаваемое в окружающей среде испытываемым осколочно-фугасным зажигательным боеприпасом во времени по расстояниям и направлениям.

Следует отметить, что предлагаемый способ может быть использован при проведении испытаний осесимметричных осколочно-фугасных зажигательных боеприпасов как с осесимметричным, так и неосесимметричным полем разлета осколков. Также предлагаемый способ позволяет оценить динамику совместного изменения во времени формы ударно-волнового и теплового полей испытываемого осколочно-фугасного зажигательного боеприпаса 1.

Использование предлагаемого способа обеспечивает возможность определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков, а также количественных и качественных характеристик ударно-волнового и теплового полей, возникающих в окружающей среде в результате подрыва осесимметричных осколочно-фугасных зажигательных боеприпасов.

Источники информации

1. Патент RU 2493538. Способ испытания осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков и стенд для его реализации, опубл. 20.09.2013 г.

2. Патент RU 2803984. Способ испытания осесимметричного осколочно-фугасного боеприпаса с неосесимметричным полем разлета осколков, опубл. 25.09.2023 г.

Изобретение относится к области испытаний осесимметричных осколочно-фугасных зажигательных боеприпасов. Способ испытания осесимметричного осколочно-фугасного зажигательного боеприпаса включает подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной круговой мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат, регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, регистрацию, запись и последующую обработку сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам, оценку количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков. Боеприпас устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной мишенной стенки. Вводят дополнительную систему координат, продольная ось которой проходит через инициируемый базовый узел и продольную ось боеприпаса параллельно поверхности земли, а поперечная ось системы координат проходит через продольную ось боеприпаса и перпендикулярна продольной оси вводимой системы координат. На поверхности земли, а также по осям введенной системы координат, на расстоянии, превышающем 20 приведенных радиусов заряда взрывчатого вещества и ограниченном радиусом профилированной мишенной стенки, устанавливают линейки датчиков давления, соединенных с автономными измерителями, фиксируют линейками датчиков давления и автономными измерителями величины избыточного давления в ударной волне по расстояниям и направлениям, передают полученные значения избыточного давления ударной волны на удаленный компьютер, на удаленном компьютере определяют величины скорости движения фронта ударной волны, избыточного давления на фронте и импульса ударной волны по расстояниям и направлениям, фиксируют во времени форму ударно-волнового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым боеприпасом. Дополнительно вводят датчики температуры, устанавливаемые на поверхности земли параллельно датчикам давления, объединяют датчики давления и температуры, установленные на одном расстоянии от точки подрыва боеприпаса, в блоки датчиков. В качестве автономных измерителей используют автономные измерители давления и температуры, соединенные по радиоканалу с удаленным компьютером. Фиксируют блоками датчиков давления и температуры, автономными измерителями давления и температуры изменение величин давления и температуры в заданных точках пространства после прихода фронта ударной волны во времени по расстояниям и направлениям. Передают полученные значения на удаленный компьютер, на удаленном компьютере дополнительно определяют величины температуры окружающей среды после прихода ударной волны по расстояниям и направлениям, определяют тепловой импульс, скорость движения теплового поля по расстояниям и направлениям, фиксируют во времени форму теплового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым боеприпасом. Техническим результатом является повышение информативности способа испытаний осесимметричного осколочно-фугасного зажигательного боеприпаса за счет определения в ходе испытаний показателей, характеризующих его зажигательное действие. 3 ил.

Способ испытания осесимметричного осколочно-фугасного зажигательного боеприпаса, включающий подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной круговой мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат, регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, регистрацию, запись и последующую обработку сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам, оценку количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков, при этом боеприпас устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной мишенной стенки, вводят дополнительную систему координат, продольная ось которой проходит через инициируемый базовый узел и продольную ось боеприпаса параллельно поверхности земли, а поперечная ось системы координат проходит через продольную ось боеприпаса и перпендикулярна продольной оси вводимой системы координат, на поверхности земли, а также по осям введенной системы координат, на расстоянии, превышающем 20 приведенных радиусов заряда взрывчатого вещества и ограниченном радиусом профилированной мишенной стенки, устанавливают линейки датчиков давления, соединенных с автономными измерителями, фиксируют линейками датчиков давления и автономными измерителями величины избыточного давления в ударной волне по расстояниям и направлениям, передают полученные значения избыточного давления ударной волны на удаленный компьютер, на удаленном компьютере определяют величины скорости движения фронта ударной волны, избыточного давления на фронте и импульса ударной волны по расстояниям и направлениям, фиксируют во времени форму ударно-волнового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым боеприпасом, отличающийся тем, что дополнительно вводят датчики температуры, устанавливаемые на поверхности земли параллельно датчикам давления, объединяют датчики давления и температуры, установленные на одном расстоянии от точки подрыва боеприпаса, в блоки датчиков, в качестве автономных измерителей используют автономные измерители давления и температуры, соединенные по радиоканалу с удаленным компьютером, фиксируют блоками датчиков давления и температуры, автономными измерителями давления и температуры изменение величин давления и температуры в заданных точках пространства после прихода фронта ударной волны во времени по расстояниям и направлениям, передают полученные значения на удаленный компьютер, на удаленном компьютере дополнительно определяют величины температуры окружающей среды после прихода ударной волны по расстояниям и направлениям, определяют тепловой импульс, скорость движения теплового поля по расстояниям и направлениям, фиксируют во времени форму теплового поля, создаваемого в окружающей среде испытываемым боеприпасом.