Мишенная обстановка для испытания боеприпасов с круговым осколочным полем



Мишенная обстановка для испытания боеприпасов с круговым осколочным полем
Мишенная обстановка для испытания боеприпасов с круговым осколочным полем
Мишенная обстановка для испытания боеприпасов с круговым осколочным полем

 


Владельцы патента RU 2562871:

Федеральное казенное предприятие "Научно-исследовательский институт "Геодезия" (ФКП "НИИ "Геодезия") (RU)

Изобретение относится к мишенным обстановкам и стендам щитового типа для определения характеристик осколочного поля, формируемого при взрыве боеприпаса с искусственным или естественным дроблением корпуса. Мишенная обстановка содержит вертикальную стенку, стойку для размещения боеприпаса в горизонтальном положении, систему подрыва и систему регистрации осколков. Вертикальная стенка выполнена в виде набора щитов, перекрывающих угол разлета осколков в горизонтальной плоскости и размещенных от центра мишенной обстановки на расстояниях, пропорциональных плотности осколочного поля в направлении разлета. Достигается повышение точности измерений с возможностью использования автоматизированных систем сбора и обработки информации об осколочных полях испытуемых боеприпасов. 2 ил.

 

Изобретение относится к мишенным обстановкам и стендам щитового типа для определения характеристик осколочного поля, формируемого при взрыве боеприпаса с искусственным или естественным дроблением корпуса, а именно для экспериментального нахождения распределения начальных скоростей и плотностей осколочного поля по углу разлета осколков в меридиональном сечении боеприпаса.

Расчет эффективности боеприпасов (координатного и условного закона поражения целей) строится на вышеуказанных, определяемых в мишенной обстановке характеристиках осколочного поля при подрыве боеприпаса в наземных статических условиях.

Известна мишенная обстановка, представляющая собой вертикальную стенку, выполненную в форме полуцилиндра, в центре которого в горизонтальном положении устанавливается боеприпас /1/. По результатам испытаний, в соответствии с полученным характером распределения площадей пробоин стенки осколками, расчетным путем устанавливается закон распределения осколков по группам различной массы.

Недостатком такой мишенной обстановки является низкая точность определения масс осколков при высоких скоростях их полета, в особенности, при взрыве боеприпаса с естественным дроблением корпуса и недостаточная оперативность обработки эксперимента.

Известен способ испытания осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков и стенд для его реализации /2/.

Недостатком способа и стенда является невозможность фиксировать высокоплотные осколочные поля с одинаковой скоростью отдельных осколков, попадающих в зону нахождения электретных датчиков, из-за наложения электрических сигналов при ударе более 2-х осколков в электретную часть обшивки стенки.

Известен также способ испытаний осколочных боеприпасов с круговым полем разлета осколков и стенд для его реализации /3/.

Данный способ заключается в установке боеприпаса в центре щитовой мишенной обстановки, которая выполнена в виде полуцилиндрической вертикальной стенки, размещении боеприпаса в горизонтальном положении на стойке с высотой, равной половине высоты стенки, совмещении оси боеприпаса с прямой, соединяющей вертикальные торцы стенки, нанесении на внутренней поверхности обшивки контуров проекции части снаряда, ограниченной двумя меридиональными сечениями с углом между ними, а также линии границ угловых секторов с шагом, регистрации пробоин подрыва в каждом секторе обшивки, измерении размеров и площадей пробоин, осуществлении их пересчета на массу осколка, определении распределения осколков по углам, кроме того, дополнительно вводят два неконтактных датчика, которые размещают на заданном расстоянии между собой и выполняют в виде полуцилиндрических вертикальных стенок, состоящих из N-секторов, выполненных в виде перпендикулярно размещенных линеек фотоприемников и излучателей. В дальнейшем определяют скорости движения эшелонов осколков и осуществляют оперативное определение гистограмм распределения осколков.

Собственно стенд испытания осколочного боеприпаса состоит из щитовой мишенной обстановки, выполненной в виде полуцилиндрической вертикальной стенки, обшитой листовым материалом, в который дополнительно введены датчики, измерительные блоки, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, приемное устройство и ЭВМ.

Недостатком указанного способа испытаний осколочных боеприпасов и стенда для его реализации является сложность его изготовления, практически одноразовое использование датчиков и другой аппаратуры, размещенной на вертикальной стенке из-за разрушительного воздействия воздушной ударной волны, приходящей на стенку. При этом другим недостатков способа является то, что он позволяет фиксировать эшелоны осколков, в то время как требуется фиксировать параметры каждого осколка, их скорости и направление разлета. Способ и стенд не обладают высокой точностью (менее 5%) определения параметров поля разлета осколков. Кроме того, его применение затруднительно, а в ряде случаев невозможно при испытаниях боеприпасов с широким углом разлета осколков в меридиональной плоскости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ испытания осколочного боеприпаса с круговым полем разлета осколков и стенд для его реализации /4/, включающий подрыв боеприпаса в горизонтальном положении в центре вертикальной полуцилиндрической мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие угловым зонам разлета осколков в экваториальной и меридиональной плоскости, подсчете числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин. Осколки улавливают уловителем, размещенным на стенке, извлекают из уловителя с фиксацией места попадания и сортируют внутри каждой угловой зоны по массовым группам.

Стенд для испытания осколочного боеприпаса, предназначенный для реализации указанного способа, содержит вертикальную мишенную стенку, выполненную в форме полуцилиндра и обшитую металлическим листовым материалом с нанесенными на ней зонами, соответствующими угловым зонам разлета осколков в экваториальной и меридиональной плоскости, улавливатель, помещенный между обшивкой и стенкой, стойку, расположенную в центре полуцилиндра для установки на ней в горизонтальном положении боеприпаса по линии, соединяющей середины торцов полуцилиндра, а также электрическую схему подрыва и регистрации и противорикошетную полуцилиндрическую стенку.

Вышеуказанный способ испытания осколочного боеприпаса и стенд для его реализации также не лишен недостатков по следующим причинам:

- Осуществление способа и стенда для его реализации требует больших материальных затрат на изготовление мишенной стенки в форме полуцилиндра с постоянным радиусом.

- В большинстве боеприпасов при их взрыве основная масса осколков летит в направлениях, близких к нормали к цилиндрической части оболочки. Некоторая часть осколков от головной и хвостовой части боеприпаса летит в периферийные зоны с меньшей плотностью. Под плотностью осколочного поля понимается количество осколков, летящих в угловом двухградусном секторе и приходящихся на квадратный метр щитовой обстановки. При этом при фиксировании вспышек при прохождении осколков через мишенную стенку имеет место наложение вспышек от ближайших осколков, что не позволяет определить время прихода каждого отдельного осколка на мишенную стенку. В итоге определяется общая средняя скорость группы осколков. Это обстоятельство наиболее важно при испытаниях боеприпасов катушечной формы, а также в случае их двухстороннего торцевого инициирования.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение материальных затрат при одновременном повышении точности измерений с целью использования автоматизированных систем сбора и обработки информации об осколочных полях испытуемых боеприпасов.

Решение задачи достигается тем, что в известной мишенной обстановке для испытания боеприпасов с круговым осколочным полем, содержащей вертикальную стенку, стойку для размещения боеприпаса в горизонтальном положении и систему подрыва и регистрации осколков, в соответствии с изобретением вертикальная стенка выполнена в виде набора щитов, перекрывающих угол разлета осколков в горизонтальной плоскости и размещенных от центра мишенной обстановки на расстояниях, пропорциональных плотности осколочного поля в направлении разлета.

На практике при испытаниях боеприпасов плотность осколочного поля определяют как количество осколков, приходящихся на единицу площади щита мишенной стенки. При этом перед подрывом боеприпаса мишенная стенка размечается на зоны размером 1×1 м. В этих зонах осуществляется подсчет числа осколков, попавших в площадь 1 м2. В дальнейшем производится пересчет количества осколков, приходящихся на угловые зоны и летающих в пространстве, ограниченном угловыми интервалами Δα, Δφ (φi-1÷φi), где Δα и Δφ - двугранные углы, соответственно в меридиональной и экваториальной плоскостях боеприпаса.

Общая площадь щита-стенки является функцией его длины и высоты. Длина зависит от радиуса расположения щита от центра подрыва боеприпаса. При полуцилиндрическом щите она равна πR, где π=3,14, a R - радиус щита. Высота щита обычно остается постоянной при подрыве боеприпаса в горизонтальном положении.

Учитывая, что количество осколков, попадающих в центральную часть щита-стенки, существенно выше аналогичной характеристики в его периферических зонах, центральную часть щита целесообразно размещать на больших расстояниях от центра подрыва боеприпаса.

Выполнение мишенной стенки в виде набора щитов, перекрывающих угол разлета осколков и расположенных на различных расстояниях, пропорциональных плоскости осколочного поля, позволяет более точно задать ее конфигурацию в соответствии с прогнозируемым фронтом разлета осколков боеприпаса, что обеспечивает более точную оценку характеристик осколочного поля.

Следует отметить, что закон распределения осколков по направлениям разлета может быть получен также и расчетным путем. Основное содержание расчетов сводится к определению формы оболочки заряда в момент ее разрушения, определяющей направление полета осколков, образующихся из каждого данного сечения оболочки.

Перед проведением испытаний боеприпасов необходимо провести оценку плотности осколочного поля и количества осколков, летящих в зонах, ограниченных двугранным углом Δα в меридиональной и Δφ в экваториальной плоскости боеприпаса. Количество осколков, летящих в этом двугранном угле, постоянно, а площадь зоны расстояния до щита R можно определить по зависимости

Плотность осколочного поля, т.е. количество осколков, приходящих в единицу площади, уменьшается пропорционально квадрату расстояния до щита от центра подрыва. Ширина угловой зоны обычно составляет 2°.

Для практических целей можно использовать следующие расчетные данные. При увеличении радиуса расположения щита R в два раза плотность осколочного поля ρ снижается в четыре раза, при увеличении R в три раза ρ снижается в девять раз; при увеличении R в пять раз ρ снижается в двадцать пять раз.

В качестве примера изобретение схематично иллюстрируется чертежами для двух вариантов осколочного поля:

- с максимальной плотностью в центральной части - фиг. 1;

- с максимальной плотностью в периферийных частях по торцам боеприпаса - фиг. 2.

На фиг. 1 приведена схема трехщитовой мишенной обстановки с законом распределения количества осколков по направлениям, в котором максимум плотности осколочного поля 1 приходится на центральную зону оболочки (корпуса) боеприпаса 2 в направлении, перпендикулярном его продольной оси. Щиты 3 располагаются на различных радиусах R1, R2 и R3, обеспечивая перехват 100% осколков. При этом R1>R2>R3, что соответствует закону распределения количества осколков N.

На фиг. 2 приведена схема мишенной обстановки с законом распределения количества осколков по направлениям, в котором наибольшее их количество находится в периферийных зонах осколочного поля 1, создаваемого боеприпасом 2. Щиты 3 располагаются также на различных расстояниях R1, R2 и R3 от эпицентра подрыва, но R3>R1>R2.

Необходимое количество щитов, необходимых для монтажа конкретной мишенной обстановки, определяется конструкцией боеприпаса и, соответственно, прогнозируемым законом распределения плотности его осколочного поля.

Современные боеприпасы отличаются чрезвычайно высокой плотностью осколочного поля, достигающей более 90 осколков на квадратный метр. Поэтому при регистрации процесса испытаний фотографическими методами наблюдается наложение вспышек при пробитии щита близколетящими друг от друга осколками, вне зависимости от их массы/размеров. Это усложняет возможность автоматизированного получения достоверной информации только по результатам съемки и требует дополнительной визуальной оценки результатов, т.е. дополнительных трудозатрат.

Вышеописанное же в предлагаемом изобретении выполнение мишенной обстановки в виде набора разноудаленных щитов дает возможность существенно снизить наложения вспышек при пробитии осколками щита, что позволит получить более достоверную информацию о скоростных параметрах осколочного поля при различных плотностях потока осколков, повысить точность измерения скоростей осколков как в потоке, так и отдельно каждого, а также сократить материальные затраты на изготовление мишенной обстановки.

Источники информации

1. А.Н.Дорофеев, П.П.Морозов, Р.С.Саркисян «Авиационные боеприпасы», изд. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1978 г.? стр. 211

2. Патент России №2493538, F42B 35/00, 2012 г.

3. Патент России №2482439, F42B 35/00, 2012 г.

4. Патент России №2131583, F42B 35/00, 1999 г. (Прототип)

Мишенная обстановка для испытания боеприпасов с круговым осколочным полем, содержащая вертикальную стенку, стойку для размещения боеприпаса в горизонтальном положении и систему подрыва и регистрации осколков, отличающаяся тем, что вертикальная стенка выполнена в виде набора щитов, перекрывающих угол разлета осколков в горизонтальной плоскости и размещенных от центра мишенной обстановки на расстояниях, пропорциональных плотности осколочного поля в направлении разлета.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области испытаний боеприпасов. Способ испытания боеприпасов на гидроудар заключается в том, что типовой отсек выполняют герметичным, оснащают его закрывающейся заливной горловиной и полностью заполняют жидкостью.

Группа изобретений относится к области испытаний боеприпасов. При испытании производят выстрел объекта испытания в виде фрагмента или уменьшенной модели боеприпаса из баллистической установки, подрывают в заданной точке его заряд, регистрируют характеристики проходящей воздушной ударной волны, образованной при подрыве объекта испытания, имеющего на момент подрыва собственную скорость, и их распределения в полупространстве.

Группа изобретений относится к области испытания боеприпасов. Способ заключается в том, что размещают полуцилиндрическую мишень, выполненную в виде N секторов неконтактных датчиков и определяют дифференциальный закон распределения осколков по направлениям разлета в каждом эшелоне осколочного поля боеприпаса на основе фиксации координат сработавших чувствительных элементов линейки фотоприемников в картинной плоскости.

Группа изобретений относится к области испытания боеприпасов и может быть использована при испытаниях боеприпасов дистанционного действия. Способ включает осуществление с помощью устройства инициирования последовательного подрыва набора опытных боеприпасов с полным накрытием их полями поражения входной стенки имитатора типового топливного отсека с последующим образованием пробоин в имитаторе топливного бака, осуществление непосредственного контакта продуктов взрыва, осколков, паров и выливающегося из пробоин имитатора топливного бака топлива, воспламенение и горение топлива, фиксацию факта возгорания топлива.

Группа изобретений относится к области испытания боеприпасов. Способ заключается в размещении полуцилиндрической мишени, выполненной в виде N секторов неконтактных датчиков и определении дифференциального закона распределения осколков по направлениям разлета в каждом эшелоне осколочного поля боеприпасов на основе фиксации координат сработавших чувствительных элементов фотоприемника в картинной плоскости.

Группа изобретений относится к области испытания боеприпасов. Способ заключается в том, что подрыв боеприпаса осуществляют во взрывной камере, получают временную зависимость фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля относительно момента подрыва боеприпаса.

Группа изобретений относится к области испытания боеприпасов. Способ заключается в том, что при проведении испытаний определяют в автоматизированном режиме законы распределения поражающих элементов поля поражения боеприпаса по форме, массе, направлениям и скорости разлета, общее число поражающих элементов, величины показателей поражающего действия поля поражения дистанционного боеприпаса.

Группа изобретений относится к области испытания боеприпасов. Способ заключается в осуществлении подрыва боеприпаса во взрывной камере и получении временной зависимости фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля относительно момента подрыва боеприпаса.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения фугасного действия объекта испытаний. Способ заключается в том, что на пункте управления испытаниями устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки.

Группа изобретений относится к области испытания боеприпасов. Способ заключается в размещении полуцилиндрической мишени и определении дифференциального закона распределения осколков по направлениям разлета в каждом эшелоне осколочного поля боеприпаса на основе последовательной фиксации комбинаций координат сработавших элементов матрицы чувствительных элементов линеек фотоприемника в картинной плоскости относительно первой строки матрицы чувствительных элементов линейки фотоприемников, расположенных по оси Х.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения теплового действия объекта испытаний (ОИ). Способ определения теплового действия объекта испытания характеризуется тем, что на пункте управления испытаниями (ПУИ) устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки (ИП), устанавливают на ОИ маяк, включают маяк ОИ и измерители температуры, имеющие приемо-передающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков температуры, расположенных в каждой ИТ, принимают информационным датчиком сигналы от маяка ОИ и измерителей температуры, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты ОИ и измерителей температуры на ИП, сохраняют координаты ОИ и измерителей температуры в памяти ЭВМ, убирают маяк с ОИ, производят подрыв ОИ, измеряют максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в каждой измерительной точке, профиль теплового поля в измерительной точке, обрабатывают результаты измерений и записывают параметры теплового поля в каждой измерительной точке в блок памяти ЭВМ, формируют в автоматизированном режиме документ испытания. В результате повышается информативность испытаний, достигается автоматизация процессов доставки, обработки и хранения результатов испытаний. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения пространственных координат и энергетических характеристик взрыва боеприпасов. Способ определения координат взрыва и энергетических характеристик боеприпаса при испытаниях включает размещение на испытательной площадке геодезически привязанных к системе ее пространственных координат нескольких видеорегистраторов (видеокамер) с устройством временной синхронизации их работы, реперных знаков в поле обзора видеорегистраторов, последующую регистрацию объекта при его срабатывании посредством скоростной фотосъемки с нескольких позиций. Скоростную фотосъемку осуществляют методом, обеспечивающим визуализацию фронта воздушной ударной волны, с последующей раскадровкой отснятого материала и выбором для определения координат взрыва двух снимков, полученных с наиболее дальней дистанции относительно точки взрыва, соответствующих одному моменту времени с начала съемки. Достигается повышение точности определения координат взрыва и энергетических характеристик боеприпаса при испытаниях. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к оборудованию для испытаний пиротехнических изделий (ПИ). Способ определения характеристик самопроизвольного срабатывания ПИ включает тепловое воздействие на корпус ПМ с заданным темпом нагрева до момента его самопроизвольного срабатывания и фиксацию температуры корпуса ПИ, при которой произошло самопроизвольное срабатывание. Повторяют эту операцию поочередно с другими аналогичными ПИ с заданным шагом по темпу нагрева до получения зависимости температуры самопроизвольного срабатывания от времени нагрева корпуса, по которой определяют время самопроизвольного срабатывания ПИ при его аварийном спуске с использованием расчетного темпа нагрева корпуса ПИ. Устройство содержит нагреватель с рабочей камерой, средство измерения температуры, установленное на корпусе ПИ и подключенное к регистратору температуры, источник питания регулируемой мощности, подключенный к нагревателю, который выполнен в виде теплового излучателя и размещен по внешнему контуру рабочей камеры. Рабочая камера выполнена из прозрачного электроизолирующего материала и вместе с нагревателем помещена в изолирующий кожух. Обеспечивается возможность определения времени самопроизвольного срабатывания ПИ в зависимости от темпа нагрева корпуса ПИ. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования функционирования снарядов на ракетном треке. Способ включает установку снаряда на ракетную тележку под заданным углом к рельсовой направляющей, размещение мишени на заданном расстоянии от тележки под заданным углом встречи снаряда с поверхностью мишени, раскрутку снаряда вокруг его продольной оси до заданной угловой скорости, запуск ракетного двигателя, разгон снаряда до заданной скорости. Стенд для испытаний снарядов содержит ракетный трек с рельсовой направляющей, закрепленную на фундаменте, установленную на направляющей с помощью башмаков ракетную тележку, содержащую ракетный двигатель на твердом топливе, и мишень. При этом стенд содержит устройство вращения снаряда, выполненное с возможностью регулирования скорости вращения снаряда, жестко закрепленное на направляющих ракетного трека, корпус, жестко закрепленный на ракетной тележке, вал, установленный в корпусе под заданным углом к рельсовой направляющей с возможностью вращения относительно своей продольной оси. Передний конец вала предназначен для закрепления снаряда, а задний соединен с устройством вращения снаряда с возможностью отсоединения. Изобретение позволяет обеспечить автономную отработку работоспособности снаряда с натурными параметрами подхода к цели. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области вооружения и может быть использовано при определении дальности стрельбы неуправляемыми реактивными снарядами длительных сроков хранения. В рассматриваемой области задача решена применительно к реактивным глубинным бомбам номенклатуры минно-торпедного вооружения Военно-Морского Флота для случая, когда пороховой заряд реактивного двигателя твердого топлива подвержен геронтологическим изменениям, связанным с его длительным хранением. С учетом допущений представляется возможным получать экспресс-оценки геронтологических изменений порохового заряда РДТТ, что является самым главным в принятии решения о целесообразности применения по назначению неуправляемых снарядов длительных сроков хранения. В случае положительного решения о применении неуправляемых реактивных снарядов длительных сроков хранения вносятся поправки на дистанцию стрельбы в виду геронтологического изменения порохового заряда РДТТ. Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности применения неуправляемых реактивных снарядов при стрельбе по заданной цели. 10 ил.

Способ определения характеристик срабатывания детонирующего устройства относится к измерительной технике и может быть использован для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств, обеспечивающих инициирование зарядов взрывчатого вещества (ВВ), в частности определения момента инициирования детонирующим устройством заряда ВВ относительно момента подачи задействующего импульса. Знание данных моментов времени облегчает проектирование и отработку систем инициирования, в которые входят детонирующие устройства, для расчета их газодинамических характеристик. Способ включает подачу задействующего импульса и формирование детонационной волны в заряде ВВ детонирующего устройства, которой задействуют инициируемый заряд ВВ. Определяют момент подачи задействующего импульса на детонирующее устройство и момент передачи инициируемому заряду детонационного импульса. Регистрацию второго момента осуществляют, по меньшей мере, с помощью одного оптического датчика, выполненного на основе оптоволоконной линии, установленной перпендикулярно оси детонирующего устройства и обращенной одним торцом к зоне передачи детонации, а другим - к регистрирующей аппаратуре. Регистрацию световых вспышек оптического излучения осуществляют путем преобразования светового сигнала в электрический, по которым и фиксируют момент передачи детонационного импульса инициируемому заряду ВВ, относительно времени подачи задействующего импульса на детонирующее устройство. Изобретение позволяет повысить достоверность информации при испытаниях. 2 ил.
Наверх