Установка для проверки работоспособности исполнительных органов разделяющегося боеприпаса Российский патент 2025 года по МПК F42B35/00 G01M7/08 G01N3/313 

Изобретение относится к области оборудования для проведения экспериментов, а именно к устройствам для стендовой отработки разделяющихся боеприпасов (РБП), преимущественно реактивных снарядов.

Экспериментальная отработка разделяющихся боеприпасов в условиях стенда проводится с целью определения рациональных параметров заряжания отсека, обеспечивающих надежное функционирование РБП при минимальных значениях силовых и тепловых нагрузок (давления, температуры, перегрузок), действующих на конструктивные элементы в процессе разделения.

Для анализа внутрикамерного процесса, оценки достоверности результатов теоретического исследования и проверки работоспособности реактивного снаряда в процессе разделения используются различные подходы к проведению экспериментальной отработки. При этом одной из важных задач отработки является обеспечение сохранности и многократности использования объекта испытаний, что позволяет сократить количество дорогостоящих испытаний и, тем самым, уменьшить временные и материальные затраты на разработку новых образцов вооружения.

Эти проблемы приобретают особое значение при использовании в качестве источника энергии быстрогорящих зерненных порохов (типа ДРП), выполняющих функции аккумулирующих, передаточных, воспламенительных и вышибных зарядов. В этом случае, учитывая кратковременность процесса разделения РБП (~ 0,1 с), необходимо в стендовых условиях решать важную практическую задачу по выбору не только массы зарядов, но и рациональных, конструктивных параметров (рабочих объемов и газовых связей), обеспечивающих надежную работу исполнительных устройств (устройства разделения отсеков - УРО, теплоприемников взрывательных устройств - ВУ, замедлителей).

По патенту РФ №2235302, опубл. 27.08.2004 г., БИ №24 известен испытательный стенд, содержащий разгонное и тормозное устройства. Разгонное устройство стенда содержит зарядную камеру с пороховым зарядом, донную крышку и инициирующее устройство. Инициирующее устройство выполнено в виде форкамеры с дополнительным пороховым зарядом и электровоспламенителем, установленной перпендикулярно оси стволика и сообщающейся радиальным каналом с кольцевой проточкой с угловой перемычкой со стороны зарядной камеры. Тормозное устройство стенда содержит демпферное устройство и поглотитель энергии.

Описанная конструкция стенда позволяет проводить испытания изделий на ударное воздействие за счет наличия разгонного устройства с пороховым зарядом, обеспечивающего заданный уровень действующих нагрузок, и тормозного устройства с демпферным устройством, создающим требуемое торможение каретки с изделием при движении ее на направляющих.

Таким образом, задачей данного устройства является испытание изделий на регламентируемые ударные воздействия, создаваемые за счет наличия зарядной камеры с пороховым зарядом.

Общими признаками известного ударного стенда с предлагаемой авторами конструкцией устройства для отработки разделяющихся PC в стендовых условиях является наличие отсека с пороховым зарядом и инициирующего устройства, размещенных на крепежном основании.

По патенту РФ №2285892, опубл. 20.10.2006 г., БИ №29 известно устройство для экспериментальной отработки снаряда, содержащее макет головной части (ГЧ) с отсеком разделения и макет ракетной части (РЧ), размещенные на жестком основании лоткового типа. Основание выполнено в виде внутренней и внешней опорной направляющих швеллерной формы, симметрично скрепленных между собой основаниями и упорно взаимодействующих боковыми полками с поверхностями макетов головной и ракетной частей снаряда в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Описанная конструкция устройства, принятая авторами за прототип, позволяет уменьшить скорость движения макетов головной и ракетной частей в процессе движения по направляющей, снизить ударные перегрузки на испытуемые макеты в момент соударения с преградой и сократить пути разделяемых элементов от точки разделения до полного торможения.

Использование такого устройства является проблематичным в связи со сложностью функционирования и необходимостью размещения его разделяющихся составных частей в двух противоположных направлениях.

Общими признаками известного устройства с предлагаемой авторами конструкцией является наличие основания лоткового типа, на котором размещены исследуемый объект испытания, включающий макеты исследуемых элементов снаряда и пороховые заряды.

В отличие от прототипа в конструкции предлагаемой установки, содержащей основание лоткового типа, на котором жестко закреплена оболочка с газодинамическими макетами переднего, боевого и донного отсеков боеприпаса, пороховые заряды с имитатором воспламенительного устройства и исполнительные органы, имеет следующие характерные особенности.

Газодинамические макеты отсеков и оболочка жестко скреплены между собой посредством полуколец и резьбовых соединений с опорным кольцом оболочки.

Одновременно, передний и донный отсеки снабжены пороховыми зарядами, при этом заряд переднего отсека снабжен сменными компенсаторами объема, и газодинамически связаны между собой посредством периферийных щелевых каналов, проходящих в зоне стыковки полуколец, и воспламенительньгх каналов в поршне донного отсека.

Боевой отсек содержит габаритно-массовый макет боевого элемента, снабженный имитаторами парашютной системы и взрывательного устройства, имеющих в качестве исполнительных органов газодинамические теплоприемные элементы, срабатывающие при требуемых уровнях силовых и тепловых нагрузок.

В крышке переднего отсека размещен имитатор воспламенительного устройства и выполнены расходные каналы в виде резьбовых отверстий, перекрывающихся потребным количеством пробок.

Донный отсек имеет имитатор узла форсирования, выполненный в виде крышки с утонением, перекрывающей сбросовое окно дна и разрушающейся при величине давления, соответствующего минимальному или максимальному усилию форсирования исследуемого боеприпаса.

В рабочих полостях установки размещены высокочастотные датчики давления и малоинерционные спаренные термопары, обеспечивающие требуемую точность определения параметров внутрикамерного процесса и возможность оценки работоспособности исполнительных элементов разрабатываемой конструкции.

Указанные отличительные признаки, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, являются существенными и достаточными для достижения нового технического результата.

Задачей предполагаемого изобретения является разработка конструкции установки, позволяющей производить отработку РБП в стендовых условиях и определение оптимальной массы пороховой навески зарядов, что необходимо для обеспечения требуемых значений силовых и тепловых нагрузок для надежного задействования исполнительных органов боеприпаса, взведения боевых элементов и безотказной работы отрабатываемой конструкции.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции известного устройства, содержащего основание лоткового типа, на котором жестко закреплена оболочка с газодинамическими макетами переднего, боевого и донного отсеков боеприпаса, пороховые заряды с имитатором воспламенительного устройства и исполнительные органы, введена новая совокупность конструктивных узлов и элементов, изменены их взаимное положение и связи. В частности, крепление газодинамических макетов и оболочки посредством полуколец и резьбовых соединений с опорным кольцом и снабжение донного отсека имитатором узла форсирования, выполненным в виде крышки с утонением, позволяет получить простую, легкоразборную стендовую конструкцию, жестко связывающую составные элементы установки, используемой многократно.

Снабжение переднего и донного отсеков пороховыми зарядами и выполнение периферийных щелевых каналов в зоне стыковки полуколец и отверстий в поршне обеспечивает удобную и регулируемую газодинамическую связь отсеков, необходимую с точки зрения функционирования устройства.

Размещение в боевом отсеке габаритно-массового макета боевого элемента, снабженного исполнительными органами, позволяет обеспечить соответствие проводимых исследований реальному функционированию изделия. При этом, снабжение заряда в переднем отсеке сменными компенсаторами объема, позволяет менять массу заряда и интенсивность внутрикамерного процесса и, в первую очередь, в периферийных каналах, газодинамически связывающих рабочие полости отсеков.

Снабжение донного отсека имитатором узла форсирования, выполненным в виде крышки с выбранными параметрами уточнения, перекрывающей сбросовое окно дна и разрушающейся при величине давления, соответствующего минимальному или максимальному усилию форсирования исследуемого боеприпаса, позволяет в случае необходимости, за счет замены крышки с утонениями влиять на время протекания внутрикамерного процесса устройства.

При этом, для регистрации силовых и тепловых нагрузок, все рабочие полости снабжены высокочастотными датчиками давления и малоинерционными спаренными термопарами.

Таким образом, перечисленные конструктивные особенности установки позволяют решить поставленную задачу по отработке РБП в стендовых условиях и оптимальную массу пороховой навески зарядов, обеспечивающую требуемые значения силовых и тепловых нагрузок для надежного задействования исполнительных органов боеприпаса, взведения боевых элементов и безотказной работы отрабатываемой конструкции работоспособность исполнительных органов и боеприпаса в целом.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид установки, а на фиг. 2 - поперечный разрез установки в зоне размещения стыковочных полуколец и исполнительных органов исследуемого боеприпаса

Установка для проверки работоспособности исполнительных органов разделяющегося боеприпаса содержит основание лоткового типа 1, на котором жестко закреплена оболочка 2 с газодинамическими макетами переднего 3, боевого 4 и донного 5 отсеков боеприпаса, пороховые заряды 6, 7 с имитатором воспламенительного устройства 8 и исполнительные органы 9, 10.

Газодинамические макеты отсеков и оболочка жестко скреплены между собой посредством полуколец 11 и резьбовых соединений 12 с опорным кольцом 13.

Передний 3 и донный 5 отсеки снабжены пороховыми зарядами 6, 7, при этом заряд переднего отсека снабжен сменными компенсаторами объема, и газодинамически связаны между собой посредством периферийных щелевых каналов 14, проходящих в зоне стыковки полуколец 11, и воспламенительных каналов 15 в поршне 16 донного отсека.

В боевом отсеке 4 размещен габаритно-массовый макет боевого элемента 17, снабженный имитаторами парашютной системы 18 и взрывательного устройства 19, имеющих в качестве исполнительных органов газодинамические теплоприемные элементы 9,10 срабатывающие при требуемых уровнях силовых и тепловых нагрузок.

В крышке переднего отсека 20 размещен имитатор воспламенительного устройства 8 и выполнены расходные каналы в виде резьбовых отверстий 22, перекрывающихся необходимым количеством пробок 23.

Донный отсек имеет имитатор узла форсирования, выполненный в виде крышки 24 с утонением, перекрывающей сбросовое окно 25 дна 26 и разрушающейся при величине давления, соответствующего минимальному или максимальному усилию форсирования исследуемого боеприпаса

Рабочие полости установки снабжены высокочастотными датчиками давления 28 и малоинерционными спаренными термопарами 29, обеспечивающими требуемую точность определения параметров внутрикамерного процесса.

Установка работает следующим образом: подают напряжение на имитатор воспламенительного устройства 8, чем обеспечивают дальнейшее воспламенение заряда 6. Продукты сгорания заряда поступают в рабочую полость переднего отсека 3 и обеспечивают параметры давления и температуры, необходимые для срабатывания теплоприемников исполнительных органов 9, обеспечивающих задействование имитаторов парашютной системы с требуемой задержкой.

Одновременно продукты сгорания заряда 6 посредством периферийных щелевых каналов 14, проходящих в зоне стыковки полуколец И, поступают в боевой отсек 4 и по периферийным щелевым каналам 14 к донному отсеку 5. Продукты сгорания заполняют рабочую полость донного отсека 5 и обеспечивают там требуемые параметры давления и температуры, необходимые для срабатывания теплоприемника 10 и взведения имитатора взрывательного устройства 19 макета боевого элемента 17.

В процессе задействования исполнительных органов 9, 10 продукты сгорания заряда 6 через каналы 15 в поршне 16 поступают в рабочую полость за поршнем 15 и через заданное время воспламеняют пороховой заряд 7. Происходит подъем давления и температуры в запоршневой рабочей полости и при заданных параметрах давления, соответствующих минимальному или максимальному усилию форсирования объекта исследования, обеспечивает отстрел крышки 24 и сброс через окно 25 давления из отсеков 3, 4, 5 установки.

В процессе заполнения и сброса газа из отсеков 3, 4, 5 осуществляется регистрация давления и температуры в полостях переднего 3, боевого 4 и донного 5 отсеков для дальнейшей количественной и качественной оценки работоспособности при различных режимах работы испытуемого боеприпаса.

При этом изменение режимов работы устройства достигается за счет:

- снабжения крышки переднего отсека 3 расходными каналами 22, выполненными в виде резьбовых отверстий, снабженных пробками 23, регулирующими динамику изменения давления и температуры в переднем отсеке;

- возможность снабжения заряда 6 компенсаторами объема 21 позволяет изменять массу заряда и динамику изменения температуры и давления в полости переднего отсека 3 и периферийных щелевых каналах 14 устройства;

- снабжения донного отсека имитатором узла форсирования в виде крышки с утонением 24, обеспечивающим сброс давления и завершение эксперимента при минимальном или максимальном усилии форсирования исследуемого боеприпаса.

Таким образом, в результате реализации предложенных конструктивных решений разработана конструкция установки, позволяющей производить отработку РБП в стендовых условиях и определять оптимальную массу пороховой навески зарядов, что необходимо для обеспечения требуемых значений силовых и тепловых нагрузок для надежного задействования исполнительных органов боеприпаса, взведения боевых элементов и безотказной работы отрабатываемой конструкции.

Изобретение относится к установке для проверки работоспособности исполнительных органов разделяющегося боеприпаса. Техническим результатом является надежное задействование исполнительных органов боеприпаса, взведение боевых элементов и безотказная работа отрабатываемой конструкции. Установка содержит основание лоткового типа, на котором жестко закреплена оболочка с газодинамическими макетами переднего, боевого и донного отсеков боеприпаса. Также содержит пороховые заряды с имитатором воспламенительного устройства и исполнительные органы. Газодинамические макеты отсеков и оболочка жестко скреплены между собой посредством полуколец и резьбовых соединений с опорным кольцом. Передний и донный отсеки снабжены пороховыми зарядами. Заряд переднего отсека снабжен сменными компенсаторами объема, и газодинамически связаны между собой посредством периферийных щелевых каналов, проходящих в зоне стыковки полуколец и воспламенительных каналов в поршне донного отсека. Боевой отсек содержит габаритно-массовый макет боевого элемента, снабженный имитатором парашютной системы и взрывательного устройства, имеющих в качестве исполнительных органов газодинамические теплоприемные элементы, срабатывающие при требуемых уровнях силовых и тепловых нагрузок. В крышке переднего отсека размещен имитатор воспламенительного устройства и выполнены расходные каналы в виде резьбовых отверстий, перекрывающихся потребным количеством пробок. Донный отсек имеет имитатор узла форсирования, выполненный в виде крышки с утонением, перекрывающей сбросовое окно дна и разрушающейся при величине давления, соответствующего минимальному или максимальному усилию форсирования исследуемого боеприпаса. Одновременно рабочие полости установки расположены в переднем, боковом и донном отсеках боеприпаса и снабжены высокочастотными датчиками давления и малоинерционными спаренными термопарами, обеспечивающими требуемую точность определения параметров внутри отсеков боеприпаса. 2 ил.

Установка для проверки работоспособности исполнительных органов разделяющегося боеприпаса, содержащая основание лоткового типа, на котором жестко закреплена оболочка с газодинамическими макетами переднего, боевого и донного отсеков боеприпаса, пороховые заряды с имитатором воспламенительного устройства и исполнительные органы, отличающаяся тем, что газодинамические макеты отсеков и оболочка жестко скреплены между собой посредством полуколец и резьбовых соединений с опорным кольцом, передний и донный отсеки снабжены пороховыми зарядами, при этом заряд переднего отсека снабжен сменными компенсаторами объема, и газодинамически связаны между собой посредством периферийных щелевых каналов, проходящих в зоне стыковки полуколец и воспламенительных каналов в поршне донного отсека, боевой отсек содержит габаритно-массовый макет боевого элемента, снабженный имитатором парашютной системы и взрывательного устройства, имеющих в качестве исполнительных органов газодинамические теплоприемные элементы, срабатывающие при требуемых уровнях силовых и тепловых нагрузок, при этом в крышке переднего отсека размещен имитатор воспламенительного устройства и выполнены расходные каналы в виде резьбовых отверстий, перекрывающихся потребным количеством пробок, донный отсек имеет имитатор узла форсирования, выполненный в виде крышки с утонением, перекрывающей сбросовое окно дна и разрушающейся при величине давления, соответствующего минимальному или максимальному усилию форсирования исследуемого боеприпаса, одновременно рабочие полости установки расположены в переднем, боковом и донном отсеках боеприпаса и снабжены высокочастотными датчиками давления и малоинерционными спаренными термопарами, обеспечивающими требуемую точность определения параметров внутри отсеков боеприпаса.