СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АЭРОУДАРА ОСКОЛОЧНЫХ ПОЛЕЙ ВЗРЫВНЫХ МЕТАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2025 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к области исследования и оценки эффективности поражающих факторов боеприпасов и может быть использовано для определения характеристик осколочного действия боеприпасов.

Наиболее близким к изобретению является способ испытаний осесимметричного осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков на аэроудар [RU 2801193 С1, 03.08.2023, МПК F42B 35/00 (2006.01)] [1], включающий подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков (поражающих элементов осколочного поля) в принятой системе координат. Причем, боеприпас устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной стенки. Профилированную мишенную стенку выполняют полуцилиндрической. Симметрично зонам полуцилиндрической продольной стенки устанавливают имитаторы отсеков конструкции трех типов (имитаторы типовых отсеков цели), где имитатор отсека конструкции первого типа выполнен в виде топливного бака, на 100% заполненного воздухом, имитатор отсека конструкции второго типа выполнен в виде топливного бака, на 100% заполненного инертным газом, имитатор отсека конструкции третьего типа выполнен в виде топливного бака, на 100% заполненного пенополиуретаном. На лицевую поверхность зон мишенной стенки, расположенных симметрично имитаторам наносят размеры входных стенок имитаторов отсеков и определяют их координаты в принятой системе координат. Осуществляют подрыв боеприпаса. Регистрируют попадания и количество осколков в каждой из размеченных зон. Измеряют размеры и площади пробоин от осколков. Производят запись сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам для последующей обработки. Оценивают количественные характеристики осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков. Осуществляют качественную оценку явления аэроудара осколочного поля боеприпаса в имитаторах отсеков конструкции по принципу "разрушен", "частично разрушен", "не разрушен", определяют для каждого из имитаторов общее число попавших осколков N, массы, скорости, формы и размеры всех попавших во входные стенки имитаторов осколков, определяют для каждого из имитаторов величины энергии потока осколков, накрывающих стенку имитатора отсека, величины удельной энергии потока осколков, накрывающих стенки имитаторов отсека, определяют показатель явления аэроудара П_а для каждого из имитаторов, используемых при проведении испытаний, соотносят факт разрушения или не разрушения или частичного разрушения имитаторов отсеков конструкции явлением аэроудара с величинами значений удельных энергий для всех попавших в имитаторы осколков, при этом, показатель аэроудара в имитаторе отсека определяют по формуле: , где - удельная энергия потока осколков, накрывающих стенку имитатора отсека; - энергетический критерий разрушения, характеризующий степень стойкости конструкции; S - площадь имитатора входной стенки отсека; Э - энергия потока осколков, накрывающих стенку имитатора отсека. При этом, где - величина среднего максимального давления аэроудара; V - объем имитатора отсека.

Недостатком вышеуказанного способа является его недостаточная информативность:

- отсутствие возможности определения с его помощью характера, степени и закономерности влияния на аэроудар процесса эшелонирования формируемого осколочного поля, а также параметров, характеризующих накрытие осколочным полем входных стенок имитаторов типовых отсеков целей, например, таких, как концентрация точек попадания поражающих элементов и их локализация;

- невозможность определения с его помощью результатов воздействия формируемого осколочного поля на имитаторы типовых отсеков цели, оснащенных аппаратурой и агрегатами.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение информативности способа за счет дополнительного определения характера, степени и закономерности влияния на аэроудар процесса эшелонирования формируемого осколочного поля, а также параметров, характеризующих накрытие осколочным полем входных стенок имитаторов типовых отсеков целей, например, таких, как концентрация точек попадания поражающих элементов и их локализация, определения результатов воздействия формируемого осколочного поля на имитаторы типовых отсеков цели, оснащенных аппаратурой и агрегатами.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе испытаний осесимметричного осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков на аэроудар, основанном на формировании осколочного поля и полного накрытия им входных стенок имитатора типового отсека цели, установленного в пределах баллистической трассы, регистрации, записи и последующей обработке сигналов датчиков, размещенных внутри баллистической трассы и внутри имитатора типового отсека цели, согласно предлагаемому изобретению дополнительно осуществляют организацию процесса эшелонирования формируемого осколочного поля, обеспечивая при этом заданную локализацию и концентрацию точек попадания метаемых поражающих элементов по входным стенкам имитатора типового отсека цели, оснащают имитатор типового отсека цели массогабаритными макетами аппаратуры и агрегатов, определяют детерминированные кинематические и энергетические характеристики формируемого эшелонированного осколочного поля, а также детерминированные пространственно-временные и энергетические характеристики генерируемой внутри имитатора типового отсека цели ударно-волновой структуры, выполняют автоматизированную дефектацию имитатора типового отсека цели, определяют характер, степень и закономерность разрушения имитатора типового отсека цели за счет аэроудара, при совместном использовании полученных данных о результатах автоматизированной дефектации имитатора типового отсека цели, детерминированных характеристиках эшелонированного осколочного поля и генерируемой им ударно-волновой структуре.

Сущность изобретения заключается в следующем:

1. Применение существующего методического аппарата определения параметров аэроудара основано на допущении о том, что разрушение типового отсека цели при аэроударе наступает при суммарном воспринятом им импульсе давления, равном сумме соответствующих импульсов от одиночных поражающих элементов осколочного поля. При этом, величина такого импульса должна превышать или быть равной некоторому известному критическому значению [Комраков Н.Ю., Желязков Е.П., Дмитрович Д.Г. Характеристики уязвимости воздушных целей при действии осколочно-фугасных боеприпасов. Методы исследования: монография / Под ред. Лопина Г.А. Тверь: Полипресс, с. 205] [2].

Для учета влияния процесса эшелонирования осколочного поля на аэроудар используется показатель, численное значение которого определяется из отношения глубины осколочного поля к линейному размеру поражаемого типового отсека цели с направления, которое соответствует вектору скорости поражающих элементов осколочного поля. [2]: [с. 106].

Однако, использование такого показателя и принятого допущения не позволяет оценить изменение параметров аэроудара с учетом влияния разновременности попаданий отдельных поражающих элементов с различными энергетическими характеристиками и (или) их фракций, сконцентрированных в отдельных эшелонах осколочного поля.

Это обусловлено тем, что эшелонирование представляет собой быстропротекающий процесс изменения кинематических и энергетических характеристик осколочного поля, который возникает вследствие разницы скоростей составляющих его разнородных локализованных фракций поражающих элементов [Шутов П.В., Ефанов В.В. Методика автоматизации процесса испытаний авиационных боеприпасов // Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск №75, с. 12-25 [3]; Бабкин А.В., Велданов В.А., Грязнов Е.Ф. и др. Средства поражения и боеприпасы: учебное пособие / Под общ. ред. В.В. Селиванова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, с. 111] [4]. Следовательно, увеличение осколочного поля в глубину не является единственным и основополагающим фактором его эшелонирования.

Наряду с необходимостью определения разновременности попаданий поражающих элементов по входным стенкам уязвимых отсеков цели, при оценке эффективности поражающего действия боеприпасов за счет эффекта аэроудара, важным является учет влияния концентрации осколочного поля.

Для учета данного фактора, существующие методы определения параметров аэроудара предусматривают использование коэффициента накрытия, численное значение которого определяется из соотношения площади накрытия отсека потоком осколков заданной плотности ко всей площади поражаемого отсека в картинной плоскости [Ельцин С.Н. Эффективность ракетных комплексов: учебное пособие. Кн. 2 / Ельцин С.Н. Балт.гос.техн. ун-т.СПб.: 2018, с. 107] [5].

Однако, применение такого подхода основано на допущении о равномерном распределении одинаковых поражающих элементов в пределах площади накрытия отсека, не полностью отражает закон разлета эшелонированных осколочных полей, т.к. в процессе эволюции эшелонированных осколочных полей происходит перемешивание фракций составляющих их поражающих элементов по направлениям. Влияние данного фактора значительно усиливается при подрыве осколочных боеприпасов в динамике, а также в случае поражения цели, скорость которой соизмерима со скоростью движения поражающих элементов осколочного поля.

Поэтому, для определения параметров аэроудара с учетом влияния процесса эшелонирования осколочных полей, в каждом проводимом опыте требуется формирование осколочного поля в виде структурированной совокупности фракций разнородных дискретных поражающих элементов со строго заданными начальными кинематическими и энергетическими характеристиками.

Однако, реализация известных способов испытаний осколочных боеприпасов на аэроудар сопряжена с влиянием случайности и многофакторности закона дробления осколочных оболочек используемых боеприпасов. Это очевидным образом усложняет автоматизацию сбора и обработки информации о характеристиках формируемых осколочных полей и, как следствие этого, выявление закономерности влияния процесса эшелонирования осколочных полей на параметры аэроудара [Камзельский Я.А., Шутов П.В., Белегов А.Н. К вопросу об исследовании влияния закона дробления оболочек авиационных боеприпасов на процесс эшелонирования осколочных полей // Военный научно-теоретический журнал «Вестник Военной академии Республики Беларусь». Выпуск №2 (79), с. 44-50] [6].

Наличие этого фактора определяет необходимость организации процесса эшелонирования формируемого осколочного поля в каждом из проводимых опытов, путем последовательного, избирательного инициирования взрывных метательных устройств с предустановленной комбинацией конечного множества интервалов времени замедлений, обеспечивая при этом направленное, высокоскоростное метание строго определенного количества поражающих элементов с известными индивидуальными баллистическими параметрами, а так же заданную локализацию и концентрацию точек попадания метаемых поражающих элементов по входным стенкам имитатора типового отсека цели путем раздельного нацеливания взрывных метательных устройств в каждом опытном наборе.

Реализация такой операции возможна на этапе планирования натурного эксперимента, в рамках которого выполняется расчет потребного общего количества, углов нацеливания и конструктивных параметров взрывных метательных устройств, последовательность и временные интервалы их инициирования. При подборе таких параметров необходимо обеспечивать требуемую начальную скорость, форму, массу и размеры отдельных метаемых поражающих элементов. Причем, в процессе выбора конструктивных схем взрывных метательных устройств предпочтительно использовать варианты, обеспечивающие высокоскоростное метание одиночных поражающих элементов.

2. Воздействие осколочных полей боеприпасов по отсекам целей при аэроударе, как правило, сопровождается возникновением деформаций, локализация которых носит не только обширный, но и объемный характер [1], [2]:[с. 200].

О таком характере воздействия осколочных полей свидетельствуют известные данные об образовании при аэроударе сквозных и в то же время площадных повреждений стенок отсеков целей, в сочетании с обширной деформацией и (или) полным разрушением силовых элементов их конструкции: нервюр, шпангоутов, сварных и заклепочных соединений, перегородок внутри поврежденных отсеков [2]:[499 с].

Особенность указанного характера повреждений поясняется физической сущностью аэроудара. Она заключается в термобарическом воздействии баллистических ударных волн, которые генерируются внутри замкнутых газонаполненных объемов цели, ограниченных стенками ее отсеков, при запреградном действии проникающих высокоскоростных поражающих элементов и вторичного поля многочисленных высокотемпературных мелкодисперсных фрагментов дробления входных стенок отсека и его силовых элементов [2]:[с. 91].

В настоящее время, известно множество технических решений, направленных на повышение боевой живучести (устойчивости) современных и перспективных целей при аэроударе. Одним из наиболее распространенных таких технических решений является повышение плотности заполнения отсеков цели радиоэлектронным оборудованием и агрегатами [2]:[499 с].

Оснащение имитатора типового отсека цели макетами аппаратуры и агрегатов позволяет уточнить закономерность изменения параметров аэроудара не только под влиянием данного технического решения, но и учесть особенности реальной конструктивной компоновки целей.

3. В общем случае, процесс поражения цели при аэроударе начинается с механического воздействия поражающих элементов по входным стенкам ее уязвимых отсеков. При этом, действию аэроудара предшествует выполнение следующих условий:

- кинетическая энергия поражающих элементов на траектории сохраняется в достаточной степени для пробития отдельной входной стенки рассматриваемого поражаемого отсека цели;

- текущая скорость поражающих элементов после пробития входных стенок сохраняется в пределах сверхзвукового диапазона.

При выполнении этих условий, движение эшелонированного поля поражающих элементов внутри имитатора типового отсека цели приводит к формированию в нем множества интерферирующих между собой баллистических ударных волн, образующих в своей совокупности ударно-волновую структуру [2]:[с. 90].

Однако, в процессе эволюции эшелонированных осколочных полей происходит динамичное изменение их структуры за счет перемешивания фракций поражающих элементов на дистанции до цели [2]:[с. 98]. Поэтому, для определения параметров аэроудара при исследовании и оценке эффективности осколочного действия боеприпасов по различным целям, необходимо иметь информацию о динамично меняющихся во времени кинематических и энергетических характеристиках эшелонированных осколочных полей по структуре и баллистическим параметрам составляющих их отдельных поражающих элементов [2]:[с. 37]; [4]: [с. 98 - 99,244]; [Рассоха С.С. Осколочное действие боеприпасов: учебное пособие / Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018, с. 114] [7].

Для учета влияния кинематических и энергетических характеристик эшелонированных осколочных полей на параметры аэроудара, в рамках реализации предлагаемого способа, могут быть дополнительно использована объектная модель эшелонированного осколочного поля [Камзельский Я.А., Шутов П.В., Татаренко Д.С. Объектная модель эшелонированного поля твердых метаемых тел. Рег. №2023681094 от 10.10.2023] [8] и модель поражения типового отсека цели при аэроударе.

Использование объектной модели обеспечивает представление эшелонированного осколочного поля в виде структурированной совокупности фракций разнородных дискретных поражающих элементов с известными индивидуальными детерминированными баллистическими параметрами, что позволяет с применением методов кластерного анализа повысить информативность результатов проводимых вычислений. При этом обеспечивается возможность получения информации о кинематических и энергетических характеристиках эшелонов осколочных полей и составляющих их отдельных поражающих элементов различных фракций, а также данных о локализации, концентрации и временной последовательности их воздействия по входным стенкам имитатора типового отсека цели.

Исходные данные объектной модели могут уточняться на основе экспериментальных методов определения характеристик осколочных полей [RU 2519611 С1, 20.06.2014, МПК F42B 35/00 (2006.01) - [9]; RU 2498317 С1, 10.11.2013, МПК G01P 3/66 (2006.01) - [10]; RU 2493538 С1, 20.09.2013, МПК F42B 35/00 (2006.01) - [11]. Причем, для определения и уточнения характеристик эшелонированных осколочных полей могут быть использованы оптические неконтактные датчики [9], [10], располагаемые в направлении движения поражающих элементов в пределах баллистической трассы, а для определения и уточнения параметров баллистических ударных волн при аэроударе - пьезоэлектрические датчики, размещаемые внутри имитатора типового отсека цели [1]; [2]:[499 с].

Модель поражения типового отсека цели обеспечивает получение данных о детерминированных пространственно-временных и энергетических характеристиках ударно-волновых структур, генерируемых

эшелонированными осколочным полями при аэроударе. Для определения указанных параметров в данной модели используются следующие выражения:

где - пиковое избыточное давление на фронте баллистической ударной волны, которое возникает при движении дискретного поражающего элемента внутри поражаемого отсека со сверхзвуковой скоростью;

- длительность фазы сжатия баллистической ударной волны;

- начальное давление газонаполненной среды поражаемого типового отсека конструкции цели; - число Маха, равное отношению скорости полета дискретного поражающего элемента после пробития им входной стенки отсека к местной скорости звука - ; - длина пробега баллистических ударных волн до некоторой контрольной точки в заданной локальной области газонаполненной среды отсека; a_i и c_i - линейные размеры поражающего элемента [G. В. Whitham, Communication on Pure and Applied Mathematics (A wiley company, New York, 1952). PP 301-348; W. Snow, «Survey of acoustic characteristics of bullet shock waves» Audio and Electroacoustics, IEEE Transactions on 15. 4. 1967. PP 161-176.] [12].

В выражении (3) время отсчета t задается исходя из условия: . Причем, - время попадания i - го поражающего элемента по входной стенке отсека, N - общее количество попавших в отсек поражающих элементов; - интервал дискретизации времени.

Параметры могут быть использованы в качестве характеристики линейных размеров запреградных вторичных осколочных полей, генерируемых дискретными поражающими элементами, в случае возникновения откольных явлений во входных стенках отсека и (или) при разрушении самих поражающих элементов. При этом, скорость запреградного вторичного осколочного поля, сформированного одним поражающим элементом, определяется согласно методике, изложенной в [Знаменский Е.А. Действие средств поражения и боеприпасов: справочное пособие / Балт.гос.техн. ун-т.- СПб., 2010, с. 54 - 57], [13].

Для получения пространственно-временных и энергетических характеристик ударно-волновых структур, выполняется моделирование процесса интерференции отдельных баллистических ударных волн на основе выражений (1 - 3) и использования принципа суперпозиции волн [Яворский Б. М. Справочник по физике: для инженеров и студентов вузов / М.: Наука, 1968, с. 539] [14].

Использование принципа суперпозиции волн позволяет определять параметры локального результирующего воздействия ударно-волновых структур, генерируемых внутри уязвимых отсеков цели при аэроударе.

Для учета влияния взаимодействия баллистических ударных волн с внутренней поверхностью имитатора типового отсека цели может быть использована методика, представленная в источнике [Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Теоретическая физика: учебное пособие / Том 6. Гидродинамика. М.: Изд-во Наука. Гл. ред. физ-мат.лит., 1986, с. 362 - 364, 387 - 393, 422 - 430] [15].

Для оценки результирующего ударно-волнового воздействия при аэроударе предлагается использование показателя интерференции баллистических ударных волн, который определяется для всех локальных зон газонаполненной среды внутри имитатора типового отсека цели. Его величина может быть определена по формуле:

где - максимальное пиковое избыточное давление результирующей баллистической ударной волны, создаваемое в заданной локальной области внутри имитатора типового отсека цели при аэроударе; - минимальное пиковое избыточное давление баллистической ударной волны отдельного i -го поражающего элемента или генерируемого им запреградного вторичного осколочного поля; - арифметическая сумма значений пикового избыточного давления баллистических ударных волн каждого i -го поражающего элемента, попавшего в отсек или генерируемого им запреградного вторичного осколочного поля.

Методический подход к определению возможности разрушения отсека конструкции цели при аэроударе основан на сравнении требуемых и располагаемых энергетических характеристик осколочного поля [5]: [с. 103]. Для определения предполагаемых результатов воздействия эшелонированных осколочных полей по имитатору типового отсека цели используются следующие показатели:

где - удельная энергия осколочного поля, накрывающего имитатор типовой отсек цели;

- масса i -го поражающего элемента, попавшего в имитатор типового отсека цели;

- плотность материала, из которого изготовлены поражающие элементы;

- скорость i - го поражающего элемента в момент соударения с входной стенкой имитатора типового отсека цели;

- площадь накрываемой входной стенки имитатора типового отсека цели (или общая площадь накрываемых осколочным полем входных стенок);

- максимальное значение показателя интерференции баллистических ударных волн в накрываемом осколочным полем имитаторе типового отсека цели, который определяется для всех локальных зон газонаполненной среды внутри имитатора типового отсека цели;

- значение удельной критической энергии потока поражающих элементов, накрывающих имитатор типового отсека цели, при которой происходит его разрушение;

-известные значения коэффициента энергетического критерия разрушения (определяются экспериментально, зависят от прочностных свойств имитатора типового отсека цели);

- величина миделя каждого i-го поражающего элемента осколочного поля;

- коэффициент, характеризующий угол подхода i-го поражающего элемента к входной стенке имитатора типового отсека цели;

- коэффициент, учитывающий разрушение i -го поражающего элемента при соударении с входной стенкой имитатора типового отсека цели и влияние высоты поражения цели осколочным полем при аэроударе [2]: [с. 205].

Для определения вероятности разрушения имитатора типового отсека цели при аэроударе может быть использовано выражение [5]: [с. 103]:

4. В процессе реализации предлагаемого способа дополнительно определяются следующие характеристики:

- детерминированные кинематические и энергетические характеристики формируемых эшелонированных осколочных полей, учет которых обеспечивает возможность получения информации о локализации, концентрации и временной последовательности воздействия поражающих элементов эшелонированных осколочных полей по входным стенкам имитатора типового отсека цели, расположенного в пределах баллистической трассы в направлении разлета осколочного поля, а также информации о изменении во времени баллистических параметров отдельных поражающих элементов, составляющих осколочное поле, которые могут быть использованы для уточнения характеристик генерируемой им ударно-волновой структуры;

- детерминированные пространственно-временные и энергетические характеристики ударно-волновой структуры, генерируемой в имитаторе типового отсека цели эшелонированным осколочным полем, которые определяют такие параметры, как пиковое избыточное давление баллистической ударной волны отдельного i-го поражающего элемента или генерируемого им запреградного вторичного осколочного поля, а также значения показателя интерференции баллистических ударных волн, которые определяются для всех локальных зон газонаполненной среды внутри имитатора типового отсека цели и могут быть использованы для уточнения отношения требуемых и располагаемых энергетических характеристик поля поражающих элементов и для получения информации о изменении во времени локальных градиентов избыточного давления ударно-волновой структуры внутри имитатора типового отсека цели, и их локальных максимумов, что повышает информативность предлагаемого способа.

Совокупность вышеуказанных параметров может быть использована для определения вероятности разрушения имитатора типового отсека цели при аэроударе с учетом влияния процесса эшелонирования формируемого осколочного поля. Однако, для определения характера, степени и закономерности влияния на аэроудар процесса эшелонирования формируемого осколочного поля, целесообразно при этом провести увязку значений вышеуказанных параметров с фактическими результатами автоматизированной дефектации имитатора типового отсека цели после выполнения подрыва взрывных метательных устройств.

Автоматизация процесса дефектации может быть осуществлена с использованием контактных датчиков размыкания, расположенных на стыках узлов крепления стенок имитатора типового отсека цели и его силовых элементов.

В качестве выходных данных результатов проводимой дефектации могут использоваться: координаты точек срабатываний датчиков размыкания, а также процентное соотношение количества сработавших датчиков к их общему количеству. Координаты точек срабатываний могут быть визуализированы с использованием трехмерной модели имитатора типового отсека цели, что дополнительно повышает информативность предлагаемого способа.

На фигуре приведена типовая схема реализации предлагаемого способа, где указаны следующие цифровые обозначения:

1. Микро- ЭВМ.

2. Устройство инициирования.

3. Набор взрывных метательных устройств.

4. Стенд с регулируемыми узлами крепления взрывных метательных устройств.

5. Первый оптический неконтактный датчик.

6. Второй оптический неконтактный датчик.

7. Имитатор типового отсека цели.

8. Макеты аппаратуры и агрегатов.

9. Пьезоэлектрические датчики.

10. Контактные датчики размыкания.

11. Первый блок измерений.

12. Второй блок измерений.

13. Третий блок измерений.

14. Блок регистрации срабатываний контактных датчиков размыкания.

15. Устройство сопряжения.

Способ определения параметров аэроудара осколочных полей осуществляется следующим образом.

Определяют конструктивные параметры имитатора типового отсека цели, представляющего интерес с точки зрения определения параметров аэроудара.

Посредством использования микро-ЭВМ 1 осуществляют моделирование процесса поражения имитатора типового отсека цели эшелонированными осколочными полями с варьируемыми детерминированными кинематическими и энергетическими характеристиками фракций поражающих элементов. Причем, в процессе моделирования обеспечивают выполнение условия полного накрытия метаемыми поражающими элементами входных стенок имитатора типового отсека цели на разном удалении от точки подрыва в направлении движения осколочного поля и под различным ракурсом, а также дополнительно реализуют различные варианты локализации и концентрации точек попадания отдельных поражающих элементов по входным стенкам.

Проводят статистическую обработку результатов моделирования и определение на ее основе начальных кинематических и энергетических характеристик эшелонированных осколочных полей, обеспечивающих при различных моделируемых ситуациях поражения типовых целей, разрушение имитатора типового отсека заданной конструкции за счет аэроудара и выполнение при этом критерия максимума коэффициента полезного действия взрывного метания поражающих элементов, значение которого может быть определено согласно методике, изложенной в [Миропольский Ф.П. Методика обоснования калибра и оптимальных параметров осколочных авиабомб. / Под ред. Саркисяна Р.С. М.: ВВИА, 1977. 113 с.] [16].

Выполняют расчет потребного для проведения натурного эксперимента общего количества и конструктивных параметров опытного набора взрывных метательных устройств, последовательности и временных интервалов их инициирования. При подборе таких параметров обеспечивают требуемую начальную скорость, форму, массу и размеры метаемых поражающих элементов. Причем, в процессе выбора конструктивных схем взрывных метательных устройств используют варианты, обеспечивающие высокоскоростное метание одиночных поражающих элементов. Для обеспечения заданной локализации и концентрации точек попадания поражающих элементов по входным стенкам имитатора типового отсека цели, определяют требуемый закон разлета поражающих элементов с использованием имеющихся расчетных данных.

Осуществляют подрыв опытного набора взрывных метательных устройств с использованием многофункционального пульта управления в составе микро- ЭВМ 1 и устройства инициирования 2, обеспечивая при этом, строгое выполнение моделируемых условий накрытия имитатора типового отсека цели формируемым эшелонированным осколочным полем, путем последовательного, избирательного инициирования взрывных метательных устройств 3 с предустановленной комбинацией конечного множества интервалов времени замедлений их инициирования, раздельного нацеливания взрывных метательных устройств при их установке на стенде с регулируемыми узлами крепления 4.

Выполняют регистрацию и измерение кинематических и энергетических характеристик сформированного эшелонированного осколочного поля по структуре и баллистическим параметрам составляющих его отдельных поражающих элементов с использованием оптических неконтактных датчиков 5 и 6 и, соответствующим им, блоков измерений 11 и 12, а также регистрацию и измерение пространственно-временных и энергетических характеристик ударно-волновой структуры, образуемой в имитаторе типового отсека цели формируемым осколочным полем, по значениям величин избыточного давления и длительности падающих, отраженных и интерферирующих между собой баллистических ударных волн во времени и во всех локальных зонах газонаполненной среды внутри имитатора типового отсека цели 7 с использованием пьезоэлектрических датчиков 9, размещенных внутри имитатора отсека цели 7, и блока измерений 13. При этом, дополнительно осуществляют регистрацию сигналов срабатываний контактных датчиков размыкания 10, расположенных внутри имитатора типового отсека цели 7 на стыках соединений силовых элементов его конструкции с использованием блока регистрации срабатываний контактных датчиков размыкания 14.

Осуществляют передачу полученной информации посредством устройства сопряжения 15 на вход микро-ЭВМ 1.

По полученной информации определяют детерминированные кинематические и энергетические характеристики формируемых при подрыве взрывных метательных устройств эшелонированных осколочных полей, количество и координаты точек попадания составляющих их поражающих элементов по входным стенкам имитатора типового отсека цели, скорость и углы подхода поражающих элементов к поверхности входных стенок имитатора типового отсека цели, детерминированные пространственно-временные и энергетические характеристики ударно-волновой структуры, генерируемой внутри имитатора типового отсека цели осколочным полем, распределение значений показателя интерференции баллистических ударных волн по локальным зонам газонаполненной среды внутри имитатора типового отсека цели, получают информацию о изменении во времени локальных градиентов давления ударно-волновой структуры, и их локальных максимумов внутри имитатора типового отсека цели, определяют координаты точек срабатываний контактных датчиков размыкания.

На основе данных о координатах точек срабатываний контактных датчиков размыкания выполняют автоматизированную дефектацию имитатора типового отсека цели. При проведении дефектации определяют процентное соотношение количества сработавших контактных датчиков размыкания к их общему количеству, выполняют визуализацию координат точек срабатываний контактных датчиков размыкания с использованием трехмерной модели поражаемого осколочным полем имитатора типового отсека цели.

Посредством выполнения статистической обработки полученных результатов, определяют характер, степень и закономерность разрушения имитатора типового отсека цели за счет аэроудара при различных вариантах его конструктивного исполнения и параметрах эшелонированных осколочных полей.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет достигнуть заявленный технический результат: повышение информативности способа за счет дополнительного определения характера, степени и закономерности влияния на аэроудар процесса эшелонирования формируемого осколочного поля, а также параметров, характеризующих накрытие осколочным полем входных стенок имитаторов типовых отсеков целей, например, таких, как концентрация точек попадания поражающих элементов и их локализация, определения результатов воздействия формируемого осколочного поля на имитаторы типовых отсеков цели, оснащенных аппаратурой и агрегатами.

Изобретение относится к области исследования и оценки эффективности поражающих факторов боеприпасов и может быть использовано для определения характеристик осколочного действия боеприпасов. Способ определения параметров аэроудара осколочных полей взрывных метательных устройств основан на формировании осколочного поля и полного накрытия им входных стенок имитатора типового отсека цели, установленного в пределах баллистической трассы, регистрации, записи и последующей обработке сигналов датчиков, размещенных внутри баллистической трассы и внутри имитатора типового отсека цели. Организуют процесс эшелонирования формируемого осколочного поля, обеспечивая при этом заданную локализацию и концентрацию точек попадания метаемых поражающих элементов по входным стенкам имитатора типового отсека цели. Оснащают имитатор типового отсека цели массогабаритными макетами аппаратуры и агрегатов. Определяют детерминированные кинематические и энергетические характеристики эшелонированного осколочного поля, а также детерминированные пространственно-временные и энергетические характеристики генерируемой внутри имитатора типового отсека цели ударно-волновой структуры. Выполняют автоматизированную дефектацию имитатора типового отсека цели. Определяют характер, степень и закономерность разрушения имитатора типового отсека цели за счет аэроудара, при совместном использовании полученных данных о результатах автоматизированной дефектации, детерминированных характеристиках эшелонированного осколочного поля и генерируемой им ударно-волновой структуре. Техническим результатом является повышение информативности способа. 1 ил.

Способ определения параметров аэроудара осколочных полей взрывных метательных устройств, основанный на формировании осколочного поля и полного накрытия им входных стенок имитатора типового отсека цели, установленного в пределах баллистической трассы, регистрации, записи и последующей обработке сигналов датчиков, размещенных внутри баллистической трассы и внутри имитатора типового отсека цели, отличающийся тем, что определяют конструктивные параметры имитатора типового отсека цели, осуществляют на микро-ЭВМ моделирование процесса поражения имитатора типового отсека цели эшелонированными осколочными полями с варьируемыми детерминированными кинематическими и энергетическими характеристиками фракций осколков, оснащают имитатор типового отсека цели массогабаритными макетами аппаратуры и агрегатов, и контактными датчиками размыкания, подрывают опытный набор взрывных метательных устройств с пульта управления микро-ЭВМ, в каждом проводимом опыте при подрыве осуществляют последовательное, избирательное инициирование взрывных метательных устройств с предустановленной комбинацией конечного множества интервалов времени замедлений, выполняют регистрацию и измерение кинематических и энергетических характеристик сформированного эшелонированного осколочного поля по структуре и баллистическим параметрам составляющих его отдельных осколков с использованием оптических неконтактных датчиков, а также регистрацию и измерение пространственно-временных и энергетических характеристик ударно-волновой структуры, образуемой в имитаторе типового отсека цели формируемым осколочным полем, по значениям величин избыточного давления и длительности падающих, отраженных и интерферирующих между собой баллистических ударных волн во времени и во всех локальных зонах газонаполненной среды внутри имитатора типового отсека цели с использованием пьезоэлектрических датчиков, размещенных внутри имитатора отсека цели, осуществляют регистрацию сигналов срабатываний контактных датчиков размыкания, расположенных внутри имитатора типового отсека цели на стыках соединений силовых элементов его конструкции, передают всю полученную информацию на микро-ЭВМ, по полученной информации определяют детерминированные кинематические и энергетические характеристики формируемых при подрыве взрывных метательных устройств эшелонированных осколочных полей, количество и координаты точек попадания составляющих их осколков по входным стенкам имитатора типового отсека цели, скорость и углы подхода осколков к поверхности входных стенок имитатора типового отсека цели, детерминированные пространственно-временные и энергетические характеристики ударно-волновой структуры, генерируемой внутри имитатора типового отсека цели осколочным полем, распределение значений показателя интерференции баллистических ударных волн по локальным зонам газонаполненной среды внутри имитатора типового отсека цели, получают информацию об изменении во времени локальных градиентов давления ударно-волновой структуры, и их локальных максимумов внутри имитатора типового отсека цели, определяют координаты точек срабатываний контактных датчиков размыкания, на основе данных о координатах точек срабатываний контактных датчиков размыкания выполняют автоматизированную дефектацию имитатора типового отсека цели, при которой определяют процентное соотношение количества сработавших контактных датчиков размыкания к их общему количеству, выполняют визуализацию координат точек срабатываний контактных датчиков размыкания с использованием трехмерной модели поражаемого осколочным полем имитатора типового отсека цели, выполняют статистическую обработку полученных результатов, определяют характер, степень и закономерность разрушения имитатора типового отсека цели за счет аэроудара при различных вариантах его конструктивного исполнения и параметрах эшелонированных осколочных полей.