Способ исследования воздушной взрывной волны и устройство для его реализации



Способ исследования воздушной взрывной волны и устройство для его реализации
Способ исследования воздушной взрывной волны и устройство для его реализации

 


Владельцы патента RU 2564690:

Дозоров Том Анатольевич (RU)

Изобретение относится к области технической физики и касается способа и устройства для исследования воздушной взрывной волны. В исследуемой среде создают насыщенный пар, близкий к критической точке фазового перехода. Пропускают через среду плоские лазерные лучи, проходящие через источник взрывной волны, и регистрируют оптическое поле перпендикулярно плоскости прохождения луча. Дополнительно, в среду распространения добавляют пыль для образования центров конденсации или образуют их с помощью ионизирующего излучения. Устройство для реализации способа содержит источник взрывной волны, находящийся в замкнутом сферическом объеме. Сферический объем через трубки связан с источниками пара и пыли. В нижней части сферы установлены: ионизирующий источник, нагреватель, датчики давления и температуры. В верхней части сферы расположен оптический регистратор (телекамера). В горизонтальной плоскости под углом 90 градусов установлены 4 лазера с плоскими расширительными линзами. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности и точности измерений. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее предлагаемое изобретение относится к разделу технической физики, к измерению параметров взрывных источников.

Известен способ измерения направления акустических сигналов источника звука, в котором в пространстве распространения звуковых волн, в плоскости, по радиальным направлениям установлены приемники звука, которые регистрируют уровень акустического сигнала (1). Известный способ затратен в реализации и имеет низкую разрешающую способность.

Известно устройство для визуализации акустического поля, взятое авторами за прототип по совокупности существенных признаков (2). Устройство реализует способ, в котором среду распространения освещают лазерным излучением (что и является наиболее близким к предложению авторов). Однако предназначено оно для анализа акустического поля, отраженного от упругой поверхности.

Целью предлагаемого изобретения является максимально точное исследование распространения и параметров взрывной волны вокруг источника взрыва.

В способе поставленная цель достигается тем, что в среде распространения создают насыщенный пар, близкий к критической точке фазового перехода, пропускают через нее плоский лазерный луч, проходящий через источник взрывной волны, и регистрируют оптическое поле перпендикулярно плоскости прохождения луча. В варианте способа в среду распространения добавляют пыль центров конденсации или образуют их с помощью ионизирующего излучения.

В устройстве, содержащем источник взрывной волны, находящийся в замкнутом сферическом объеме, лазер и оптический регистратор, поставленная цель достигается тем, что сферический объем через трубки связан с источниками пара и пыли, в нижней части сферы установлены: ионизирующий источник, нагреватель, датчики давления и температуры, наверху сферы расположен оптический регистратор (телекамера), а в горизонтальной плоскости под углом 90 градусов установлены 4 лазера с плоскими линзами. Кроме того, датчики температуры и давления подключены к устройству управления, выходы которого соединены с источниками взрывной волны, пыли, пара, ионизирующего излучения, нагревателем и лазерами.

Возможность практической реализации.

На Фиг. 1 показана схема установки, обеспечивающей исследование параметров источника взрыва (взрывной волны, порождаемой им). Она содержит: замкнутый объем (взрывную камеру) - 1, расширительные линзы в ее стенках - 2, лазеры - 3, расположенные снаружи камеры 1, телевизионную камеру - 4, источник пара - 5, источник пыли - 6. Установленные внутри камеры, датчик давления - 7, датчик температуры - 8, нагреватель - 9 и источник ионизирующего излучения - 10. В центре камеры источник взрыва - 11

На Фиг. 2 показана блок-схема электрических соединений установки для исследования взрывной волны. Она содержит, в дополнение ко всем обозначенным элементам Фигуры 1, устройство управления - 12.

Установка работает следующим образом. Устройство управления подает команды на источник пара - 5, нагреватель - 9, источник пыли - 6 и источник ионизирующего излучения - 10, обеспечивающие вместе с датчиками давления - 7 и температуры - 8 создание внутри камеры -1 насыщенного пара в критической точке. При этом могут быть различные варианты обеспечения насыщенного пара. Теоретически (3) достаточно изменять давление и температуру.

В устройстве управления 12 заложена программа «критической точки», в соответствии с которой и с условиями испытаний оно создает необходимую среду в камере - 1.

После создания насыщенного пара подается команда на подрыв исследуемого заряда. Взрывная волна, распространяясь в сфере, создает зоны сжатия, в которых происходит конденсация насыщенного пара (3). Тем самым создаются участки, которые рассеивают свет оптического излучения лазеров и становятся видимыми для стороннего «перпендикулярного наблюдателя» - камеры 4. Степень насыщенности оптического изображения, временные переходы яркости и сама картина адекватно отражают взрывную волну, генерируемую тестируемым источником ВВ. Для перевода оптических изображений, зарегистрированных камерой, в физические величины достаточно несколько пробных взрывов на традиционных стендах, укомплектованных датчиками давления.

Как уже отмечалось, насыщенный пар может быть вызван центрами конденсации, пылинками, или ионизирующим излучением, для чего установка и содержит источники пыли - 6 и ионизирующего излучения - 10. В каждом конкретном случае необходимы эксперименты для формирования наиболее информационного оптического взрывного поля.

Целесообразно укомплектовать взрывную камеру двумя взаимно перпендикулярными системами наблюдения, что позволит сразу исследовать объемную взрывную волну. Возможно также исследование источника ВВ при наличии только одного лазера с расширительной линзой с противоположной стороны от ВВ, внизу камеры.

Необходимо упомянуть еще одно качественно новое преимущество предложенной методики, а именно при расположении в поле воздействия взрывной волны какого-либо предмета возможно детальное изучение динамических процессов взаимодействия (разрушения) предмета и волны, его тень (защиту), огибание и пр.

Таким образом, предложенные способ и устройство позволяют детально, наглядно и с максимальной точностью исследовать распространение взрывной волны от источника ВВ и имеют неоспоримые преимущества перед существующими методами.

Источники информации

1. Патент России №2116632.

2.Патент России №2505806.

3. Физический энциклопедический словарь. М., 1984, с. 308.

1. Способ исследования воздушной взрывной волны в круговой плоскости, заключающийся в освещении среды лазерным излучением, отличающийся тем, что в среде распространения создают насыщенный пар, близкий к критической точке фазового перехода, пропускают через нее плоский лазерный луч, проходящий через источник взрывной волны, и регистрируют оптическое поле перпендикулярно плоскости прохождения луча.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в среду распространения добавляют пыль центров конденсации или образуют их с помощью ионизирующего излучения.

3. Устройство для реализации способа по пп. 1-2, содержащее источник взрывной волны, находящийся в замкнутом сферическом объеме, лазер и оптический регистратор, отличающийся тем, что сферический объем через трубки связан с источниками пара и пыли, в нижней части сферы установлены: ионизирующий источник, нагреватель, датчики давления и температуры, наверху сферы расположен оптический регистратор (телекамера), а в горизонтальной плоскости под углом 90 градусов установлены 4 лазера с плоскими расширительными линзами.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что измерители температуры и давления подключены к устройству управления, выходы которого соединены с источниками взрывной волны, пыли, пара, ионизирующего излучения, нагревателем и лазерами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительным приборам космического аппарата (КА) и может использоваться для высокоточного определения малого приращения скорости поступательного движения КА.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам определения скорости железнодорожного состава. Способ заключается в том, что регистраторы, представляющие собой два расположенные на заданной высоте от железнодорожного полотна видеорегистратора, производят съемку железнодорожного полотна синхронно, в каждый момент времени запоминается текущий кадр с первого видеорегистратора, определяется кадр с тем же фрагментом железнодорожного полотна в видеопоследовательности со второго видеорегистратора, вычисляется сдвиг между этими кадрами, и по разнице порядковых номеров кадров и сдвигу между ними определяется скорость по формуле V = F ⋅ S + Δ L Δ N , где F - темп съемки видеорегистраторов (количество кадров в секунду), S - смещение между видеорегистраторами, ΔL - сдвиг между кадрами с одинаковым фрагментом железнодорожного полотна с двух видеорегистраторов, ΔN - разность номеров кадров с одинаковым фрагментом железнодорожного полотна со второго и первого видеорегистраторов.

Изобретение относится к области измерения таких динамических параметров объекта, как скорость и перемещение. Исследуемый объект, освещенный осветителем, закрепляют на штоке, перемещающемся по направляющим с горизонтальной меткой.

Изобретение относится к области оптико-спектральных измерений быстропротекающих процессов и может найти применение для измерения скорости разлета и элементного состава газоплазменных потоков, скорости разлета светящихся частиц и осколков при детонации и взрыве.

Изобретение относится к фотограмметрическим методам определения скорости движения объектов при проведении аэробаллистических, террадинамических, ударных, осколочных и других видов испытаний.

Изобретение относится к полигонным испытаниям боеприпасов и может быть использовано, в частности, для измерения характеристик осколочного поля снаряда. .

Изобретение относится к области исследования быстропротекающих процессов, а конкретно к испытаниям боеприпасов. .

Изобретение относится к контрольной измерительной технике и может быть использовано для определения скорости и ускорения метаемого элемента. .

Изобретение относится к области определения внешнебаллистических параметров (координат, скорости и углового положения метательных элементов - пуль и снарядов) при стрельбе прямой наводкой по вертикальным преградам (мишеням).

Изобретение относится к химмотологии применительно к химическим индикаторам на твердофазных носителях для определения нефтепродуктов. Индикаторный элемент содержит подложку, индикатор и закрепленный на подложке белый впитывающий материал, а индикатор выполнен из мелкодисперсного красителя, растворимого в жидком углеводородном топливе, но не растворимого в воде, и размещен между подложкой и белым впитывающим материалом, при этом в качестве подложки индикаторный элемент содержит гидроизоляционную непрозрачную пленку с липким слоем.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экспресс-обнаружению агрессивных химических веществ кислого характера на горизонтальных, наклонных и вертикальных поверхностях.

Группа изобретений относится к контролю (мониторингу) содержания механических примесей в потоках жидких сред. Способ контроля содержания механических примесей в рабочих жидкостях, в частности в жидком углеводородном топливе, заключается в том, что поток топлива пропускают, поддерживая постоянный расход, через систему фильтрующих перегородок с последовательно уменьшающимися размерами пор, при этом измеряют давление перед каждой фильтрующей перегородкой и давление за ней, вычисляют на основании изменения разности давлений гидравлическое сопротивление фильтрующей перегородки по времени, затем по полученным данным определяют степень засорения фильтрующей перегородки путем сравнения с имеющимися тарировочными данными, показывающими изменение гидравлического сопротивления фильтрующей перегородки в зависимости от содержания механических примесей, и на основе этих данных определяют количество в топливе механических примесей определенного размера.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ оценки термопластичности углей или спекающих добавок включает набивку угля или спекающей добавки в емкость с получением образца, размещение слоя набивки из частиц на образце, нагрев образца с поддержанием при этом образца и слоя набивки при постоянном объеме или с приложением постоянной нагрузки на слой набивки, измерение расстояния проникновения, представляющее собой термопластичность угля, на которое расплавленный образец проникает в полости слоя набивки, и оценку термопластичности образца с использованием измеренного значения.
Изобретение относится к области исследования качества применения эксплуатационных материалов в баках систем силовой установки и трансмиссии. Способ определения показателей качества применяемых топлив и масел на военной гусеничной машине, заключается в определении температуры застывания, цетанового числа, количества серы, температуры помутнения, температуры застывания, плотности, наличия воды для топлива.

Изобретение относится к методам индикаторного выявления следовых количеств взрывчатых веществ и компонентов взрывчатых составов на основе трех групп классов соединений: нитроароматических соединений; нитраминов и нитроэфиров; ионных нитратов.
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экспресс-обнаружению взрывчатых веществ (ВВ) на основе органических пероксидов. Способ основан на фиксации индикаторным методом пероксида водорода, выделившегося при разложении взрывчатых веществ.
Группа изобретений относится к контролю параметров качества углеводородных топлив. Индикаторное тестовое средство для определения содержания N-метиланилина в углеводородных топливах представляет собой нейтральный оксид алюминия с иммобилизованным на его поверхности гексацианоферратом (III) калия, сформированный в виде таблеток.
Изобретение может быть использовано для оценки моющей способности бензина и дизельного топлива и влияния их моющей способности на технико-экономические и экологические (ТЭ) характеристики двигателя (Д).

Изобретение относится к подготовке и транспортировке нефти на промыслах и на предприятиях, занимающихся переработкой нефти, транспортировкой и распределением нефтепродуктов.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа и устройства для оптического сравнения структурированных или неоднородно окрашенных образцов.
Наверх