Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления



Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления
Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2498318:

Мужичек Сергей Михайлович (RU)
Шутов Петр Владимирович (RU)
Ефанов Василий Васильевич (RU)

Изобретение относится к полигонным испытаниям боеприпасов и может быть использовано, в частности, для определения закона разлета осколочного поля снаряда. Сущность изобретения заключается в осуществлении подрыва снаряда на траектории движения и формировании осколочного поля снаряда, определении количества осколков снаряда на основе анализа количества последовательных срабатываний чувствительных элементов линеек фотоприемников, определении координат движения осколков снаряда на основе информации о пространственных положениях сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников, определении скоростей движения осколков снаряда, определении геометрических размеров осколков снаряда в виде выражений lxi=ni, lyj=nj, lzi=nk, где ni, nj, nk - количества одновременно сработавших элементов в трех плоскостях, i, j, k - линейные размеры чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях, определении массы осколков в виде выражения mi=ρ*(ni*nj*nk), где ρ - плотность материала корпуса снаряда, определении координат Xi, Yi, Zi векторов движения осколков снаряда в виде выражения Xi=x1i-x2i, Yi=y1j-y2i, Zj=zlj-Z2i определяют углы подхода осколков к мишени в виде выражения , , осуществлении записи полученных данных в блок памяти, осуществлении передачи данных по линии неконтактной связи на микро-ЭВМ, определении закона разлета осколков по направлению, скорости и массе на основе экспериментальных данных. Также заявлено устройство, реализующее указанный способ. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к полигонным испытаниям боеприпасов и может быть использовано в частности для определения распределения разлета осколочного поля снаряда по направлению, скорости и массе.

Известен способ измерения скорости метаемого тела, заключающийся в размещении двух датчиков на заданном расстояние между собой, выполнении конструкции датчика в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников, измерении временного интервала пролета метаемого тела относительно двух датчиков, определении скорости метаемого тела на основе измеренного временного интервала, определении комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников первого и второго датчиков в процессе движения метаемого тела, определении координат движения метаемого тела на основе информации о комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников, выдачи информации о скорости и координатах движения метаемого тела в блок индикации (Ефанов В.В., Мужичек С.М., патент РФ на изобретение №2285267 от 10.10.2006 г.).

Известно устройство для измерения скорости метаемого тела, которое содержит два разнесенных датчика, первый и второй измерительные приборы, связанные с выходами датчиков, первый, второй, третий, четвертый элементы или, первый и второй блоки логики, каждый из датчиков выполнен в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников, причем выходы горизонтально расположенной линейки фотоприемников первого датчика соединены одновременно с входами первого элемента или и первыми входами первого блока логики, выходы вертикально расположенной линейки фотоприемников первого датчика соединены одновременно с входами второго элемента ИЛИ и вторыми входами первого блока логики, выходы горизонтально расположенной линейки фотоприемников второго датчика соединены одновременно с входами третьего элемента ИЛИ и первыми входами второго блока логики, выходы вертикально расположенной линейки фотоприемников второго датчика соединены одновременно с входами четвертого элемента ИЛИ и вторыми входами второго блока логики, выход первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми входами первого и второго измерительных приборов, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно со вторыми входами первого и второго измерительных приборов, выход источника питания соединен с линейками излучающих диодов, блок логики состоит из матрицы элементов И, из матрицы триггеров, блока индикации, причем первые входы матрицы элементов И соединены с первыми входами блока логики, а вторые входы соединены со вторыми входами блока логики, а выходы элементов и соединены со входами триггеров, выходы которых соединены с блоком индикации (Ефанов В.В., Мужичек С.М., патент рф на изобретение №2285267 от 10.10.2006 г.).

Недостатком данных способа и устройства является отсутствия возможности определение распределения разлета осколков по направлению, скорости и массе.

Технической задачей изобретения является повышение информативности за счет определение закона распределения осколочного поля снаряда по направлению, скорости и массе.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе, определения характеристик осколочного поля снаряда заключающемся в размещении двух датчиков на заданном расстояние между собой, выполнении конструкции датчика в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и фотоприемников, измерении временного интервала пролета метаемого тела относительно двух датчиков, определении скорости снаряда на основе измеренного временного интервала, определении комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников первого и второго датчиков в процессе движения снаряда, определении координат движения метаемого тела на основе информации о комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников, выдачи информации о скорости и координатах движения снаряда в блок индикации, дополнительно размещают два датчика на заданном расстоянии между собой, выполняют конструкцию датчиков в виде трех перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и фотоприемников, размещают датчик давления в виде матрицы n чувствительных элементов в непосредственной близости от мишени, осуществляют подрыв снаряда на траектории движения и формируют осколочное поле снаряда, фиксируют моменты времени и количество последовательных срабатываний элементов фотоприемников третьего и четвертого датчиков в процессе движения осколков снаряда к мишени, определяют количество эшелонированных групп осколков снаряда на основе количество последовательных срабатываний чувствительных элементов линеек фотоприемников, определяют временные интервалы движения эшелонированных групп осколков снаряда относительно третьего и четвертого датчиков, фиксируют комбинацию сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях, определяют координаты сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников на основе информации о комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников, определяют скорость движения осколков снаряда в виде выражения , где dni -расстояние между эшелонированными группами осколков относительно третьего и четвертого датчиков , Δti - время которое определяет дискретность срабатываний чувствительных элементов линеек фотоприемников, x2i, x1i, y2i, y1i, z2i, z1i - координаты эшелонированных групп осколков относительно третьего и четвертого датчиков в трех плоскостях, фиксируют количества одновременно сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях и на основе полученных данных определяют геометрические размеры осколков снаряда в виде выражений 1х=ni, 1y=nj, 1z=nk, где n-количества одновременно сработавших элементов, i, j, k - линейные размеры чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях, мм, определяют массу осколков в виде выражения mi=ρ∗(ni∗nj∗nk), где (-плотность материала корпуса снаряда, фиксируют изменение координат движения осколков относительно третьего и четвертого датчиков и на основе полученных данных определяют координаты Xi, Уi, Zi векторов движения осколков снаряда в виде выражения Xi=x1i-x2i, Yi=y1i-y2i, Zi=z1i-z2i определяют углы подхода осколков к мишени в виде выражений , осуществляют запись полученных данных в блок памяти, осуществляют передачу данных по линии неконтактной связи на микроЭВМ, которая определяет распределения осколков по направлению, скорости и массе.

Решение технической задачи достигается тем, что в устройство определения характеристик поля поражения снаряда состоящим из двух разнесенных датчиков и первого измерительного блока, который содержит первый и второй измерительные приборы, связанные с выходами датчиков, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, первый и второй блоки логики, каждый из датчиков выполнен в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников, причем выходы горизонтально расположенной линейки фотоприемников первого датчика соединены одновременно с входами первого элемента ИЛИ и первыми входами первого блока логики, выходы вертикально расположенной линейки фотоприемников первого датчика соединены одновременно с входами второго элемента ИЛИ и вторыми входами первого блока логики, выходы горизонтально расположенной линейки фотоприемников второго датчика соединены одновременно с входами третьего элемента ИЛИ и первыми входами второго блока логики, выходы вертикально расположенной линейки фотоприемников второго датчика соединены одновременно с входами четвертого элемента ИЛИ и вторыми входами второго блока логики, третьи входы первого и второго блоков логики соединены с выходом команды «Пуск», выход первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми входами первого и второго измерительных приборов, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно со вторыми входами первого и второго измерительных приборов, выход источника питания соединен с линейками излучающих диодов, блок логики состоит из матрицы элементов И, из матрицы триггеров, блока индикации, дифференцирующей цепи, причем вход дифференцирующей цепи соединен с выходом команды «Пуск», а выход со вторыми входами триггеров, первые и вторые входы матрицы элементов И соединены с первыми и вторыми входами блока логики, а выходы элементов И соединены с первыми входами триггеров, выходы которых соединены с блоком индикации, дополнительно введены третий, четвертый датчики, мишень, устройство для метания снаряда, устройство для срабатывания взрывателя снаряда, второй блок измерений, вычислитель определения характеристик осколочного поля снаряда, блок памяти, передающее устройство, приемное устройство, устройство согласование, микроЭВМ, при этом третий и четвертый датчики выполнены в виде трех перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников, второй блок измерений содержит первый и второй блоки регистрации параметров перемещения осколков, первый и второй блок логики, причем первая, вторая, третья группа и четвертый выходы третьего и четвертого датчиков соединены соответственно с первой, второй, третьей группой и четвертым, пятой, шестой, седьмой группами и восьмым входами второго измерительного блока, входы которого являются соответственно первыми, вторыми, третьим группами и четвертым входами первого и второго блоков регистрации параметров перемещения осколков, первая, вторая, третья группа выходов которых соединены с первой, второй и третьей группой входов соответственно первого и второго блоков логики, четвертые входы которых соединены с выходом команды «Пуск», первая и вторая группы выходов блоков логики, являются соответственно первой и второй группой выходов второго блока измерений, выходы которых соединены соответственно с первой и второй группой входов вычислителя определения характеристик осколочного поля снаряда, группа выходов которого соединена с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с группой выхода первого измерительного блока, а выход блока памяти соединен с входом передающего устройства, выход которого через бесконтактную линию связи соединен с входом приемного устройства, выход которого через устройство сопряжения соединен с входом микроЭВМ.

Кроме того, блоки регистрации параметров перемещения осколков снаряда состоят из первой, второй и третьей групп элементов И, дифференцирующей цепи, генератора импульсов, сдвигового регистра, первого и второго элементов ИЛИ, при этом n-первые, n-вторые, n-третьи и четвертый входы блока регистрации параметров перемещения эшелонированных групп осколков снаряда, являются соответственно первыми входами n-первой, n-второй, n-третьей групп элементов И и входами дифференцирующей цепи, вторые входы n-первой и n-второй групп элементов И, соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, выход дифференцирующей цепи соединен с третьим входом сдвигового регистра, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов, и первым входом одного из n-третьих элементов И, каждый из выходов сдвигового регистра соединен со одним из вторых входов n-третьего элемента И, выходы которых соединены со входами первого и второго элемента ИЛИ, выходы n-первой, n-второй и n-третьей групп элементов И, являются соответственно n-первыми, n-вторыми и n-третьими группами выходов блока регистрации параметров перемещения осколков.

Кроме того, блоки логики состоят из квадратной матрицы n-порядка элементов И, из квадратной матрицы n-порядка триггеров, блока индикации, дифференцирующей цепи, причем вход дифференцирующей цепи соединен с командой «Пуск», а выход со вторыми входами триггеров, первые, вторые и третьи входы квадратной матрицы n-порядка элементов И соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими входами блока логики, выходы квадратной матрицы n-порядка элементов И соединены с первыми входами триггеров, выходы которых соединены с входами блока индикации.

Кроме того, микроЭВМ на основе полученных экспериментальных данных определяет распределения осколков по направлению, скорости и массе.

На фиг.1 приведена схема измерения параметров движения осколков снаряда, на фиг.2 приведена структурная схема первого блока измерения, на фиг.3 - блоков логики первого блока измерений, на фиг.4 - схема 3, 4 неконтактных датчиков, на фиг.5 - структурная схема второго блока измерений, на фиг.6 - структурная схема блока регистрации параметров перемещения осколков снаряда, на фиг.7 - структурная схема блоков логики второго блока измерений, на фиг.8 - схема распределения осколков по направлению, на фиг.9 - гистограмма распределения осколков по направлению, на фиг.10 - схема распределения осколков по направлению в динамике.

Устройство для измерения параметров поля поражения снаряда содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 датчики, которые разнесены в пространстве, мишень 5, устройство 6 для метания снаряда, устройство 7 для срабатывания взрывателя снаряда, первый 8, второй 9 блок измерений, вычислитель 10 характеристик осколочного поля снаряда, блок 11 памяти, передающее устройство 12, приемное устройство 13, устройством согласование, микроЭВМ 15, при этом первый 1 и второй 2 датчики выполнены в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов 16, линеек фотоприемников 17 и источника питания 18, третий 3 и четвертый 4 датчики выполнены в виде трех перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов 19, линеек фотоприемников 20 и источника питания 21.

Первый 8 блок измерений содержит первый 22 и второй 23 измерительные приборы, первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 элементы или, первый 26 и второй 27 блок логики.

Блоки (28, 29) логики состоят из матрицы элементов и 30, из матрицы триггеров 31, блока 32 индикации, дифференцирующей цепи 33.

Второй 9 блок измерений содержит первый 34 и второй 35 блоки регистрации параметров перемещения осколков, первый 36 и второй 37 блоки логики.

Блоки (34, 35) регистрации параметров перемещения осколков снаряда состоят из первой 38, второй 39 и третьей 40 групп элементов и, дифференцирующей цепи 41, генератора 42 импульсов, сдвигового регистра 43, первого 44 и второго 45 элементов или.

Блоки (36, 37) логики состоят из квадратной матрицы n-порядка элементов и 46, из квадратной матрицы n-порядка триггеров 47, блока 48 индикации, дифференцирующей цепи 49.

Вычислитель 10 характеристик осколочного поля снаряда можно изготовить, например, на основе микроконтроллера.

Описание работы устройства.

В момент выдачи команды «Пуск» на устройство для метания снаряда, происходит выстрел снаряда и кроме того, сигнал поступает на третьи входы первого 8 и второго 9 блоков измерений, для обнуление триггеров (31, 47) входящих в состав блоков логики (28, 29, 36, 37).

При пролете снаряда относительно первых двух датчиков (1, 2) происходит их последовательное срабатывания и сигналы выдаются на соответствующие входы первого 8 блока измерений.

Первый 8 блок измерений определяет скорость движения снаряда и координаты его движения на основе соответственно информации о временном интервале между моментами срабатывания датчиков (1, 2) и комбинации сработавших чувствительных элементов фотоприемников 17.

Это происходит следующим образом.

В момент пролета снаряда относительно первого 1 датчика происходит срабатывания определенной комбинации чувствительных элементов 17 датчика соответствующих координатам пролета снаряда в двух плоскостях.

Сигналы с выходов датчика 1 через первые 24 и вторые 25 элементы ИЛИ поступают одновременно на запуск первого 22 и второго 23 измерительные приборы и на первые и вторые входы первого 28 блока логики (фиг.2).

В момент пролета снаряда относительно второго 2 датчика происходит срабатывания определенной комбинации чувствительных элементов 17 датчика соответствующих координатам пролета снаряда в двух плоскостях.

Сигналы с выходов датчика 2 через третий 26 и четвертый 27 элементы ИЛИ поступают одновременно на остановку первого 22 и второго 23 измерительных приборов и на первые и вторые входы второго 29 блока логики (фиг.2).

Коды сигналов, поступающих на первые и вторые входы первого 28 блока логики, соответствуют координатам движения снаряда и обеспечивают срабатывания определенной комбинации матрицы элементов и 30, сигналы с выхода которых обеспечивают срабатывания комбинации матрицы триггеров 31, сигналы с выхода которых обеспечивают индикацию координат снаряда блоком 32 индикации (фиг.3). При этом предварительно осуществляется обнуление триггеров 31 за счет подачи сигнала с выхода источника питания через дифференцирующую цепь 33 на вторые входы матрицы триггеров 31.

Аналогично работает и второй 26 блок логики.

В момент встречи снаряда с устройством 7 срабатывания взрывателя снаряда, происходит подрыв снаряда.

Устройство 7 срабатывания взрывателя снаряда может быть выполнено, например, в виде листа фанеры толщиной 10 мм.

При этом корпус снаряда дробится на большое число осколков различного веса. Под воздействием газообразных продуктов детонации осколки получают большую начальную скорость, достигающую 500-1500 м/с, и разлетаются по определенным направлениям от точки взрыва. В зависимости от скорости и массы осколков формируются эшелонированные группы осколков снаряда.

С момента подрыва снаряда на траектории движения начинается этап определения характеристик осколочного поля снаряда (фиг.1, 4).

На данном этапе определяют количество эшелонированных групп осколков снаряда, скорость их движения, геометрические размеры осколков снаряда, масса осколков, углы подхода эшелонированных групп осколков снаряда к мишени.

В момент пролета эшелонированных групп осколков снаряда относительно третьего 3 датчика происходит последовательное срабатывание комбинации чувствительных элементов 20 датчика и сигналы с выходов третьего 3 датчика поступают на первые, вторые, третьи и четвертый входы первого 34 блока регистрации параметров перемещений осколков.

При этом сигналы с третьих выходов третьего 3 датчика последовательно поступают на первые входы соответствующих элементов И из n-третьей 40 группы элементов и n на первый вход сдвигового регистра 43, обеспечивая тем самым последовательное поступление импульсов с выходов сдвигового регистра 43 через первый 44 и второй 45 элемент ИЛИ, на вторые входы n-первых 38 и n-вторых 39 групп элементов И, на первые входы которых поступают сигналы с выходов датчика 3. Сигналы с выходов первых 38, вторых 39 и третьих 40 n-групп элементов и поступают на входы первого 36 логики, который на основе данных сигналов определяет координаты пролета осколков снаряда (фиг.5).

В момент пролета осколков снаряда относительно четвертого 4 датчика происходит последовательное срабатывание комбинации чувствительных элементов 20 датчика и сигналы с выходов четвертого 4 датчика поступают на первые, вторые, третьи и четвертый входы второго 35 блока регистрации параметров перемещений осколков.

Второй 35 блок регистрации параметров перемещения осколков работает аналогично, как и первый 34 блок регистрации параметров перемещения осколков.

Коды сигналов, поступающих на первые, вторые и третьи входы блока 36 логики, соответствуют координатам движения эшелонированных групп осколков и обеспечивают срабатывания определенной комбинации квадратной матрицы элементов и 46, сигналы с выхода которых обеспечивают срабатывания комбинации квадратной матрицы триггеров 47, сигналы с выхода которых обеспечивают индикацию координат эшелонированных групп осколков блоком 48 индикации (фиг.6). При этом обнуления матрицы триггеров 47 обеспечивается за счет подачи сигнала обнуления от источника питания через дифференцирующую цепь 49 на вторые входы матрицы триггеров 47.

Аналогично работает и второй 34 блок логики входящий в состав второго 9 измерительного блока.

Информация о координатах осколков поступает с первого 36 и второго 37 блоков логики на первые и вторые входы вычислителя 10 определения характеристик осколочного поля снаряда. Скорость осколков определяется в вычислителе 10 в соответствии с выражением выражения , где dni - расстояние между эшелонами осколков относительно первого и второго датчиков , Δt - время которое определяет дискретность измерения скоростей осколков снаряда (фиг.1).

Углы подхода осколков снаряда к мишени, определяются в вычислителе 11 в соответствии с выражением , где координаты Хi, Yi, векторов скоростей $ni эшелонов осколков снаряда определяются в виде выражения Xi=x1i-x2i, Yi=y1i-y2i, Zi=z1i-z2i (фиг.1).

Геометрические размеры осколков снаряда определяются в вычислителе в виде выражений lx=ni, ly=nj, lz=nk, где n - количества одновременно сработавших элементов, i, j, k - линейные размеры чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях.

Масса осколков определяется в вычислителе 10 в виде выражения mi=ρ∗(ni∗nj∗nk), где ρ - плотность материала корпуса снаряда.

Первый 3 и второй 4 неконтактные датчики могут быть выполнены в виде секторов расположенных вдоль полуцилиндров, которые улавливают часть осколков, летящих в направлении, определяемом двугранным углом Δθ. Щиты полуцилиндра устанавливаются на одинаковом расстоянии R от центра БЧ. Угол φ разбивается на угловые секторы шириной Δφjj-φj-1 (j=1, 2, …, n), границы которых представляют горизонтальные и вертикальные расположенные фотоприемники. При этом образуются площадки, улавливающие осколки, летящие в направлениях, ограниченных углами Δθ и Δφj. При взрыве БЧ неконтактными датчиками фиксируются пробоины, число Δnj, которых подсчитывается в каждой площадке (Фиг.8). Число Δnj увеличивается в раз и тем самым определяется количество осколков ΔNj, летящих в угловом секторе Δφj, примыкающем к углу φj.

Данные о скорости осколков, массе и координатах их движения поступают на первый и второй входы блока 11 памяти, с выхода которого через передающее 12 и приемное 13 устройства, устройство 14 сопряжения поступают на входы микроЭВМ 15.

МикроЭВМ 15 на основе исходных данных о скорости, массе и координатах движения осколков определяет их распределение по направлению, скорости и массе.

Относительное число осколков по направлению определяется в соответствии с выражением , где ΔNj количество осколков по направлениям, N0 - общее количество осколков.

Гистограммы распределения осколков по направлению определяется в соответствии с выражением:

j=1, 2, …, n.

где j - гловой сектор разлета осколков.

Примерный вид гистограммы распределения осколков по направлению, а также сглаживающая кривая приведены на фигуре 9.

Аналогичным способом можно построить и статистическую зависимость

,

в которой - количество осколков, летящих в конусе, определяемом углом φj относительно оси БЧ.

Функции f(φ) и F(φ) принято называть соответственно дифференциальным и интегральным законами распределения осколков по направлениям разлета. Между собой они связаны обычными соотношениями

Данные по f(φ) и F(φ), полученные в статике, будут неточными в динамике, т.к. в динамике необходимо учитывать склонение осколочного поля. В реальных условиях взрыва боевая часть (БЧ) снаряда имеет скорость движения V1, поэтому общая абсолютная скорость V01 каждого осколка, а, следовательно, и его направление φ', будут отличаться от тех значений V0 и φ, которые он имел при подрыве неподвижной БЧ (фиг.10).

В таком случае необходимо знать не только начальную скорость движения осколков V0l, но и перестраивать законы разлета f(φ) и F(φ) в f(φ') и F(φ'). Наиболее просто эта задача решается применительно к закону F(φ), так как каждому углу φ можно поставить в соответствие угол φ', имея в виду, что количество осколков, летящих в конусах, ограниченных этими углами, одинаково и, следовательно, имеет место равенство F(φ)=F(φ'). Из треугольника OAD (фиг.10) находим

Задавшись несколькими значениями угла φj и определив соответствующие значения угла φ'j, легко перестроить кривую F(φ) в кривую F(φ'), имея в виду равенство значений интегрального закона распределения F(φ)=F(φ'). Зная зависимость F(φ'), дифференциальный закон распределения осколков по направлениям разлета можно определить, используя соотношение

Абсолютная скорость разлета осколков V01 при известных скоростях БЧ снаряда V1 и начальной скорости осколков в статике V0 может быть определена, если известны значения углов φ и φ'.

Так из треугольника OBD (фиг.10) по теореме косинусов находим

.

Построенный закон распределения осколков по углу разлета, в меридиональной плоскости с учетом склонения осколочного поля за счет собственной скорости БЧ снаряда в момент подрыва, дает возможность определить плотность осколочного поля в любой точке в окрестности точки подрыва.

Разлет осколков по массе определяется в виде двумерной матрицы Nij,

где Nij - число осколков i-й массовой группы в j-й угловой зоне. Ширина угловой зоны Δφ обычно принимается в пределах 2…5°.

Разлет осколков по скорости определяется в виде двухмерной матрицы Vij,

где Vij скорость i эшелона осколков в j-й угловой зоне.

Таким образом, происходит определения закона распределения осколков снаряда по направлению и скорости с учетом скорости движения снаряда, а также и по массе.

1. Способ определения характеристик осколочного поля снаряда в динамике, заключающийся в размещении двух датчиков на заданном расстоянии между собой, выполнении конструкции датчика в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и фотоприемников, измерении временного интервала пролета метаемого тела относительно двух датчиков, определении скорости снаряда на основе измеренного временного интервала, определении комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников первого и второго датчиков в процессе движения снаряда, определении координат движения метаемого тела на основе информации о комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников, выдаче информации о скорости и координатах движения снаряда в блок индикации, отличающийся тем, что размещают два датчика на заданном расстоянии между собой, выполняют конструкцию датчиков в виде трех перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и фотоприемников, размещают датчик давления в виде матрицы n чувствительных элементов в непосредственной близости от мишени, осуществляют подрыв снаряда на траектории движения и формируют осколочное поле снаряда, фиксируют моменты времени и количество последовательных срабатываний элементов фотоприемпиков третьего и четвертого датчиков в процессе движения осколков снаряда к мишени, определяют количество эшелонированных групп осколков снаряда на основе количества последовательных срабатываний чувствительных элементов линеек фотоприемников, определяют временные интервалы движения эшелонированных групп осколков снаряда относительно третьего и четвертого датчиков, фиксируют комбинацию сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях, определяют координаты сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников на основе информации о комбинации сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников, определяют скорость движения осколков снаряда в виде выражения

где dni - расстояние между эшелонированными группами осколков относительно третьего и четвертого датчиков
,
Δti - время, которое определяет дискретность срабатываний чувствительных элементов линеек фотоприемников, x2i, x1i, у2i, у1i, z2i, z1i - координаты эшелонированных групп осколков относительно третьего и четвертого датчиков в трех плоскостях, фиксируют количества одновременно сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях и на основе полученных данных определяют геометрические размеры осколков снаряда в виде выражений 1x=ni, 1y=nj, 1z=nk, где n - количества одновременно сработавших элементов, i, j, k - линейные размеры чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях, мм, определяют массу осколков в виде выражения mi=ρ·(ni·nj·nk), где ρ - плотность материала корпуса снаряда, фиксируют изменение координат движения осколков относительно третьего и четвертого датчиков и на основе полученных данных определяют координаты Xi, Yi, Zi векторов движения осколков снаряда в виде выражения Хi=x1i-x2i, Yi=y1i-y2i, Zi=z1i-z2i, определяют углы подхода осколков к мишени в виде выражений
, ,
осуществляют запись полученных данных в блок памяти, осуществляют передачу данных по линии неконтактной связи на микроЭВМ, которая определяет распределение осколков по направлению, скорости в динамике, а также определяет распределение осколков по массе.

2. Устройство определения характеристик поля поражения снаряда в динамике состоит из двух разнесенных датчиков и первого измерительного блока, который содержит первый и второй измерительные приборы, связанные с выходами датчиков, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, первый и второй блоки логики, каждый из датчиков выполнен в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников, причем выходы горизонтально расположенной линейки фотоприемников первого датчика соединены одновременно с входами первого элемента ИЛИ и первыми входами первого блока логики, выходы вертикально расположенной линейки фотоприемников первого датчика соединены одновременно с входами второго элемента ИЛИ и вторыми входами первого блока логики, выходы горизонтально расположенной линейки фотоприемников второго датчика соединены одновременно с входами третьего элемента ИЛИ и первыми входами второго блока логики, выходы вертикально расположенной линейки фотоприемников второго датчика соединены одновременно с входами четвертого элемента ИЛИ и вторыми входами второго блока логики, третьи входы первого и второго блоков логики соединены с выходом команды «Пуск», выход первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми входами первого и второго измерительных приборов, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно со вторыми входами первого и второго измерительных приборов, выход источника питания соединен с линейками излучающих диодов, блок логики состоит из матрицы элементов и из матрицы триггеров, блока индикации, дифференцирующей цепи, причем вход дифференцирующей цепи соединен с выходом команды «Пуск», а выход - со вторыми входами триггеров, первые и вторые входы матрицы элементов И соединены с первыми и вторыми входами блока логики, а выходы элементов И соединены с первыми входами триггеров, выходы которых соединены с блоком индикации, отличающееся тем, что дополнительно введены третий, четвертый датчики, мишень, устройство для метания снаряда, устройство для срабатывания взрывателя снаряда, второй блок измерений, вычислитель определения характеристик осколочного поля снаряда, блок памяти, передающее устройство, приемное устройство, устройство согласования, микроЭВМ, при этом третий и четвертый датчики выполнены в виде трех перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников, второй блок измерений содержит первый и второй блоки регистрации параметров перемещения осколков, первый и второй блоки логики, причем первая, вторая, третья группы и четвертые выходы третьего и четвертого датчиков соединены соответственно с первой, второй, третьей группами и четвертой, пятой, шестой, седьмой группами и восьмым входом второго измерительного блока, входы которого являются соответственно первыми, вторыми, третьими группами и четвертым входом первого и второго блоков регистрации параметров перемещения осколков, первая, вторая, третья группы выходов которых соединены с первой, второй и третьей группами входов соответственно первого и второго блоков логики, четвертые входы которых соединены с выходом команды «Пуск», первая и вторая группы выходов блоков логики являются соответственно первой и второй группами выходов второго блока измерений, выходы которых соединены соответственно с первой и второй группами входов вычислителя определения характеристик осколочного поля снаряда, группа выходов которого соединена с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с группой выходов первого измерительного блока, а выход блока памяти соединен с входом передающего устройства, выход которого через бесконтактную линию связи соединен с входом приемного устройства, выход которого через устройство сопряжения соединен с входом микроЭВМ.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем что блоки регистрации параметров перемещения осколков снаряда состоят из первой, второй и третьей групп элементов И, дифференцирующей цепи, генератора импульсов, сдвигового регистра, первого и второго элементов ИЛИ, при этом n-первые, n-вторые, n-третьи и четвертый входы блока регистрации параметров перемещения эшелонированных групп осколков снаряд, являются соответственно первыми входами n-первой, n-второй, n-третьей групп элементов И и входами дифференцирующей цепи, вторые входы n-первой и n-второй групп элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, выход дифференцирующей цепи соединен с третьим входом сдвигового регистра, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и первым входом одного из n-третьих элементов, и каждый из выходов сдвигового регистра соединен со одним из вторых входов n-третьего элемента И, выходы которых соединены со входами первого и второго элементов ИЛИ выходы n-первой, n-второй и n-третьей групп элементов И являются соответственно n-первыми, n-вторыми и n-третьими группами выходов блока регистрации параметров перемещения осколков.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блоки логики состоят из квадратной матрицы n-порядка элементов И, из квадратной матрицы n-порядка триггеров, блока индикации, дифференцирующей цепи, причем вход дифференцирующей цепи соединен с командой «Пуск», а выход - со вторыми входами триггеров, первые, вторые и третьи входы квадратной матрицы n-порядка элементов И соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими входами блока логики, выходы квадратной матрицы n-порядка элементов И соединены с первыми входами триггеров, выходы которых соединены с входами блока индикации.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что микроЭВМ на основе полученных экспериментальных данных определяет распределение осколков по направлению и скорости в динамике, а также определяет распределение осколков по массе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полигонным испытаниям боеприпасов и может быть использовано, в частности, для определения закона разлета осколочного поля снаряда. Сущность изобретения заключается в осуществлении подрыва снаряда на траектории движения и формировании осколочного поля снаряда, определении количества осколков снаряда на основе анализа количества последовательных срабатываний чувствительных элементов линеек фотоприемников, определении координат движения осколков снаряда на основе информации о пространственных положениях сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников, определении скоростей движения осколков снаряда, определении геометрических размеров осколков снаряда в виде выражений lxi=ni, lyj=nj, lzi=nk, где ni, nj, nz - количества одновременно сработавших элементов в трех плоскостях, i, j, k - линейные размеры чувствительных элементов линеек фотоприемников в трех плоскостях, определении массы осколков в виде выражения mi=ρ·(ni·nj·nk), где ρ - плотность материала корпуса снаряда, определении координат Xi, Yi, Zi векторов движения осколков снаряда в виде выражения Xi=x1i-x2i, Yi=y1i-y2i, Zi=zli-z2i определяют углы подхода осколков к мишени в виде выражений , , осуществлении записи полученных данных в блок памяти, осуществлении передачи данных по линии неконтактной связи на микроЭВМ, определении закона разлета осколков по направлению, скорости и массе на основе экспериментальных данных.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в автоматических системах контроля и управления. .

Изобретение относится к индикаторам, реагирующим на прохождение метаемого тела, например пули, снаряда и т.п. .

Изобретение относится к области индикаторов, реагирующих на прохождение метаемого тела, например пули, снаряда, осколка и т.д. .

Изобретение относится к области измерения параметров движения объектов и может быть применено для определения положения и скорости взаимного перемещения объектов.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения скоростей движения транспортных средств с одновременной их идентификацией, осуществляемой с использованием радиоволн, например, при проведении испытаний или спортивных соревнований.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения скоростей движения транспортных средств и контроля за соблюдением норм и правил дорожного движения дорожно-патрульными службами ГИБДД.

Изобретение относится к индикаторам, реагирующим на прохождение метаемого тела, например пули, снаряда и т.п. .

Изобретение относится к устройствам, выполняющим измерения путем определения времени, необходимого для прохождения заданных расстояний метаемым телом. .

Группа изобретений относится к области полигонных испытаний боеприпасов. Предусмотрено дополнительное размещение двух датчиков на заданном расстоянии между собой, выполнение конструкции датчиков в виде трех перпендикулярно расположенных линеек излучающих диодов и фотоприемников, осуществление подрыва снаряда на траектории движения и формирование поля поражения снаряда. При этом фиксируются моменты времени и количество последовательных срабатываний элементов фотоприемников дополнительных датчиков в процессе движения эшелонированных групп осколков снаряда к мишени, определяются временные интервалы между эшелонированными группами осколков снаряда на основе фиксации последовательностей моментов срабатывания датчиков. Далее производятся фиксирование комбинации сработавших элементов фотоприемников в трех плоскостях, определение координаты сработавших элементов фотоприемников на основе информации о комбинации сработавших элементов фотоприемников. На основе данных о координатах и временных интервалах сработавших элементов фотоприемников дополнительных датчиков определяются скорости движения эшелонированных групп осколков снаряда. Определяются также три координаты векторов движения эшелонированных групп осколков снаряда и углы подхода эшелонированных групп осколков снаряда к мишени. Выполняется индикация величин скоростей движения эшелонированных групп осколков снаряда, геометрических размеров эшелонированных групп осколков снаряда в трех плоскостях, углов подхода эшелонированных групп осколков снаряда к мишени. Группа изобретений позволяет повысить информативность испытаний боеприпасов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений условий подхода снаряда к мишени. Способ заключается в использовании датчиков в виде линеек фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, фиксации сработавших элементов фотоприемников первого и второго датчиков в момент пролета снаряда, определении координат движения метаемого тела, выдачи информации о скорости метаемого тела, координат его пролета относительно первого и второго датчиков и углов похода снаряда к мишени. Изобретение позволяет повысить информативность определения условий подхода снаряда к мишени. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к внешнетраекторной регистрации параметров пролета метаемого объекта (МО). Способ включает установку по траектории полета метаемого объекта в начале и конце мерной базы индукционных датчиков, регистрацию моментов времени пролета первого и второго измерительных сечений и времени пролета объектом мерной базы, формирование сигнала на запуск хронографических регистрирующих систем после пролета метаемым объектом первого измерительного сечения. Индукционные датчики выполняют содержащими полесоздающие и полевоспринимающие устройства, установленные в измерительных сечениях напротив друг друга с возможностью пролета между ними метаемого объекта, в числе регистрирующих систем дополнительно запускают фотовидеорегистрирующую систему, которую размещают на расстоянии от второго измерительного сечения, равном или меньшем длины мерной базы, а формирование сигнала на запуск фотовидеорегистрирующей системы производят с синхронизацией по заданным координатам траектории полета в единой шкале времени проведения измерений с задержкой по времени относительно импульса поджига заряда метательной установки, равной времени пролета метаемым объектом мерной базы. Измеритель состоит из первого 27 и второго 28 индукционных датчиков, регистрирующих момент времени пролета метаемым объектом 29 первого 30 и второго 31 измерительных сечений мерной базы. Датчики 27 и 28 жестко закреплены в фиксирующих сечениях 30 и 31 перпендикулярно направлению движения МО в едином каркасе 33, выполненном с возможностью перемещения вдоль траектории полета метаемого объекта 29. Каждый индукционный датчик 27, 28 выполнен содержащим полесоздающее (постоянный магнит) и полевоспринимающее (катушка индуктивности) устройства (1, 3 и 2, 4 соответственно), установленные в измерительных сечениях 30 и 31 напротив друг друга с возможностью пролета между ними метаемого объекта 29. Измеритель также содержит счетное устройство 11, первую 10, вторую 12 и третью 15 схемы согласования, первый 5 и второй 7 формирователи импульсов, схему переключения режима 6, генератор тактовых импульсов 8, схему обнуления 9, схему совпадения «И» 14, первый 13 и второй 16 идентичные расширители импульсов, первый 17, второй 20 и третий 18 выходные каскады, адаптер связи ПЭВМ 19, цифровое табло 25 (для отображения скорости пролета МО через фиксирующие сечения), ПЭВМ 23. Технический результат заключается в повышении надежности и точности хронографирования. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к проблеме передачи энергии на снаряд во время прохождения сквозь ствол и/или через дульный тормоз. Согласно предлагаемому способу передачу энергии снаряду выполняют индуктивными и/или емкостными датчиками. Для передачи энергии используют волновод, так как в волноводе сконцентрировано электромагнитное поле. Применяемая система передачи энергии состоит, по меньшей мере, из волновода, который находится в области ствола, например, между дульным тормозом и стволом орудия. Передающий соединитель питается от генератора сигналов. Снаряд имеет, по меньшей мере, один датчик, который принимает сигнал и заряжает накопитель в снаряде. Кроме того, данная система используется для измерения начальной скорости снаряда V0. Достигается простая компоновка системы, позволяющей осуществлять оптимальную передачу энергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области программирования снаряда во время прохождения им ствола или дульного тормоза. Предложено выполнение программирования снаряда (5) индуктивными и/или емкостными датчиками. Предложено использовать волновод (2, 11) для программирования, так как электромагнитное поле сконцентрировано в волноводе. Используемое при этом программное устройство (1) состоит, по меньшей мере, из одного волновода (2, 11), который предпочтительно находится или установлен в зоне ствола, например, перед дульным тормозом (6). Соединитель (3) для передачи питается от генератора (4) сигналов. В модуляторе (18) на несущую частоту (f1) модулируется информация, предусмотренная для снаряда (5). На/в снаряде (5) установлен приёмный соединитель (8), который электрически подключен к накопителю или процессору (19) в снаряде (5). Он принимает модулированный сигнал и передает его дальше в процессор (19), где далее происходит сам процесс программирования. Изобретение позволяет создать систему, которая имеет простую компоновку и позволяет осуществлять оптимальное программирование. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение предназначено для определения скоростей движения транспортных средств с одновременной их идентификацией, осуществляемой с использованием радиоволн. Достигаемый технический результат - расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения скорости транспортных средств одновременно с их идентификацией при помощи одного устройства. Технический результат достигается тем, что в способе определения скорости движения транспортного средства, заключающемся в обнаружении транспортного средства устройством определения скорости движения транспортного средства дистанционно по наличию ответных радиосигналов по меньшей мере одного узла идентификации, установленного на транспортном средстве, последующей идентификации транспортного средства с помощью по меньшей мере одного ответного радиосигнала узла идентификации, ответные радиосигналы по меньшей мере одного узла идентификации используют, в том числе, для определения скорости движения транспортного средства по сдвигу частоты ответного радиосигнала по меньшей мере одного узла идентификации относительно частоты падающего электромагнитного сигнала, формируемого устройством определения скорости движения транспортного средства. 3 ил.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений влияний условий стрельбы на характеристики рассеивания снарядов. Способ определения характеристик рассеивания снарядов заключается в измерении скоростей снарядов, на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, формировании измерительного поля неконтактных датчиков в виде двухмерной лазерной сетки, на основе изготовление конструкции неконтактных датчиков в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучателей и фотоприемников, определении координат пролета снарядов, на основе фиксации комбинации сработавших элементов фотоприемников, определении вибрации лафета артиллерийской установки, определении координат попадания снарядов в мишень на основе фиксации сработавших элементов линеек фотоприемников, определении математического ожидания и средних квадратичных отклонений, осуществлении записи данных о результатах испытаний в блок памяти, осуществлении передачи данных на микроЭВМ, прогнозировании координат попаданий снарядов в мишень на основе фиксации координат их пролета относительно датчиков, определении ошибок, связанных с движением снарядов относительно центра масс на основе сравнения координат попаданий, полученных от разных датчиков, определении зависимости характеристик рассеивания снарядов от вибрации лафета и движения снарядов относительно центра масс, осуществлении индикации результатов испытаний. Информационно-вычислительная система для определения характеристик рассеивания снарядов при стрельбе из артиллерийского оружия содержит два разнесенных в пространстве неконтактных датчика, блок определения параметров движения снарядов, датчик вибрации и блок контроля уровня вибрации, а также электронную мишень, блок обработки сигналов, приемное устройство, блок сопряжения, микроЭВМ, индикатор. Изобретение позволяет повысить информативность за счет определения влияния условий стрельбы на характеристики рассеивания снарядов. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений баллистических характеристик снарядов. Способ заключается в измерении скоростей снарядов на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов относительно двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, формировании измерительного поля неконтактных датчиков в виде двухмерной сетки на основе выполнения конструкция неконтактных датчиков в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении координат пролета снарядов на основе фиксации комбинации сработавших элементов фотоприемников, определении углов нутации на основе измерения основных элементов движения снаряда относительно центра массы, определении опытных зависимостей углов нутации от расстояний, определении опытных зависимостей угла нутации от времени и определении характера изменения угловых скоростей нутационного движения, определении состояния стволов оружия на основе сравнения текущих углов нутации с заданными значениями, при этом устанавливают на пути движения снарядов некоторое количество неконтактных датчиков и определяют характерные размеры пробоин на каждой мишени и вид пробоин на основе сравнения комбинации сработавших элементов фотоприемников с заданными значениями. Техническим результатом изобретения является повышение информативности за счет определения параметров движения снарядов относительно центра масс. 9 ил.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений баллистических характеристик снарядов. Способ заключается в измерении скоростей снарядов на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов относительно двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, формировании измерительного поля неконтактных датчиков в виде двухмерной сетки на основе выполнения конструкции неконтактных датчиков в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении координат пролета снарядов на основе фиксации комбинации сработавших элементов фотоприемников, определении углов нутации на основе измерения основных элементов движения снаряда относительно центра массы, определении опытных зависимостей углов нутации от расстояний, определении опытных зависимостей угла нутации от времени и определении характера изменения угловых скоростей нутационного движения, при этом устанавливают на пути движения снарядов некоторое количество неконтактных датчиков и определяют характерные размеры пробоин на каждой мишени и вид пробоин на основе сравнения комбинации сработавших элементов фотоприемников с заданными значениями. Информационно-вычислительная система для определения характеристик рассеивания снарядов при стрельбе из артиллерийского оружия содержит n неконтактных датчиков, блок определения баллистических характеристик снарядов, блок обработки сигналов и кнопку «Пуск». Технический результат изобретения заключается в повышении информативности определения параметров движения снарядов относительно центра масс. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх