Стенд для исследования высокоскоростного соударения мелких частиц с преградой

Изобретение относится к экспериментальной технике, а именно к стендам для исследования высокоскоростных взаимодействий тел с преградами. Стенд для исследования высокоскоростного соударения мелких частиц с преградой включает ствольную метательную установку с размещёнными в её разгонном стволе ударниками и присоединённую к ней со стороны среза разгонного ствола вакуумированную камеру. Внутри камеры размещены преграда и пулеприёмник. Ударники помещены в тонкостенный легкоразрушаемый контейнер, расположенный на расстоянии 10-15 калибров от начала разгонного ствола. Преграда выполнена в виде пластины, имеющей в центре сквозное отверстие диаметром 5-8 калибров разгонного ствола. На пластине вокруг отверстия и на некотором расстоянии от него закреплены образцы исследуемого материала. Достигается уменьшение искажения картины высокоскоростного взаимодействия мишени с ударниками. 1 ил.

 

Изобретение относится к экспериментальной технике, а именно к стендам для исследования высокоскоростных взаимодействий тел с преградами, и может найти применение в исследованиях по бронебаллистике, при разработке защиты космической техники от микрометеоритов и космического мусора.

Известен стенд для ударных испытаний по патенту РФ № 2402004, опубл. 20.10.2010, состоящий из ствольной метательной установки и мишени, установленной на заданном расстоянии от разгонного ствола. В стволе метательной установки находится ударник, снабжённый сзади обтюратором, причем суммарная длина обтюратора и ударника больше расстояния от дульного среза ствола до мишени. Пространство между ударником и дульным срезом вакуумировано.

Недостатком известной установки является ограничение минимального размера и массы ударника, поскольку, с одной стороны, размер ударника и обтюратора ограничены технически достижимым минимальным калибром разгонного ствола, с другой стороны, так как воздействие на мишень оказывает и ударник, и обтюратор, то для чистоты эксперимента масса ударника должна быть во много раз больше массы обтюратора.

Наиболее близок к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является широко распространённый стенд [1], который состоит из ствольной метательной установки (пневматической, пороховой или легкогазовой пушки [2]), в начале разгонного ствола которой расположен ударник, помещённый в поддон-обтюратор, и вакуумированной трассы, в которой расположены устройство отделения поддона от ударника, камера отсечки газа и мишень, т.е. исследуемый образец. При выстреле метательной установки ударник с поддоном приобретает необходимую скорость и попадает в вакуумированную трассу. Там происходит разделение поддона и ударника, а также отсечка основной массы рабочего газа, после чего ударник свободно летит до мишени и ударяется в неё.

Недостатком такой конструкции является ограничение минимального размера ударника. В потоке газа, кроме собственно ударника, присутствуют другие частицы (осколки поддона и преграды-разделителя, абляционные капли, осколки диафрагмы и т.п.), поэтому при использовании ударников с характерными размерами 1 мм и меньше вышеназванные частицы могут оказывать на мишень воздействия, сравнимые (а иногда и превосходящие) с воздействием ударника. Это существенно затрудняет анализ результатов эксперимента или даже делает его невозможным.

Поставлена задача создать стенд, позволяющий исследовать высокоскоростное взаимодействие мишени с ударниками, имеющими характерные размеры 1 мм и меньше, исключив при этом искажение картины взаимодействия из-за поражения мишени иными частицами, присутствующими при выстреле метательной установки.

Эта задача решена следующим образом. В сравнении с прототипом стенд, включающий ствольную метательную установку и присоединённую к ней со стороны среза разгонного ствола вакуумированную камеру, внутри которой размещена преграда и пулеприёмник, отличается тем, что сразу несколько ударников помещены в тонкостенный легкоразрушаемый контейнер, расположенный на расстоянии 10-15 калибров от начала разгонного ствола, а преграда выполнена в виде пластины, имеющей в центре сквозное отверстие диаметром в 5-8 калибров разгонного ствола, при этом на пластине вокруг отверстия и на некотором расстоянии от него закреплены образцы исследуемого материала.

На Фиг.1 приведена схема предлагаемого стенда, оснащённого легкогазовой метательной установкой в состоянии перед выстрелом.

Установка состоит из камеры сжатия 1, присоединённой к разгонному стволу 2 и вместе составляющей часть легкогазовой метательной установки (остальные детали метательной установки не показаны). Внутреннее пространство камеры сжатия отделено от канала разгонного ствола диафрагмой 3. В канале разгонного ствола на расстоянии 10-15 его калибров от диафрагмы расположен контейнер с ударниками 4. Разгонный ствол присоединён к вакуумированной трассе 5, внутри которой находится пластина (мишень) 6. В центре мишени имеется сквозное отверстие 7 диаметром в 5-8 калибров, вокруг которого на некотором расстоянии от края отверстия закреплены образцы исследуемого материала 8. Далее в камере закреплен пулеуловитель 9.

Пример осуществления изобретения.

Перед выстрелом осевая линия разгонного ствола 2 легкогазовой установки совмещается с центром мишени 6. В процессе выстрела давление рабочего газа в камере сжатия 1 возрастает до тех пор, пока не разрушится диафрагма 3, после чего рабочий газ начинает перетекать в разгонный ствол 2. При прохождении расстояния, равного 10-15 калибрам разгонного ствола 2, рабочий газ приобретает высокую скорость при ламинарном режиме течения. Возмущения, возникающие при прорыве диафрагмы 3, затухают. Поток газа ударяет в контейнер с ударниками 4, разрушает его и увлекает ударники, разгоняя их по разгонному стволу 2. Выйдя из разгонного ствола 2 в вакуумированную трассу 5, часть рабочего газа с взвешенными в нём ударниками расширяется в радиальном направлении, придавая ударникам некоторую радиальную составляющую скорости, и они поражают образцы исследуемого материала 8, расположенные на мишени 6 на некотором удалении от линии прицеливания. При этом основной поток газа проходит в центральное отверстие 7, не взаимодействуя с образцами исследуемого материала 8, а имеющиеся в газовом потоке иные частицы (осколки диафрагмы, абляционные капли и пр.), будучи более тяжёлыми, чем ударники, мало отклоняются от линии прицеливания и также проходят сквозь центральное отверстие 7, улавливаясь далее пулеуловителем 9.

Предложенный стенд обеспечивает чистую картину взаимодействия мелких ударников с образцами исследуемого материала, исключая поражение образца иными частицами, присутствующими в газовом потоке во время выстрела метательной установки. Кроме этого, данный стенд позволяет проводить эксперимент одновременно с несколькими образцами исследуемого материала, в том числе различной природы, что существенно уменьшает необходимое количество опытов, снижая тем самым стоимость исследовательской работы.

Предлагаемое техническое решение прошло экспериментальную проверку, которая подтвердила его работоспособность. Техническим результатом изобретения является уменьшение искажения картины высокоскоростного взаимодействия мишени с ударниками, имеющими характерные размеры 1 мм и меньше.

Литература

1. Теоретические и экспериментальные исследования высокоскоростного взаимодействия тел / под ред. А.В. Герасимова. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2007, с. 143.

2 Златин Н.А., Красильщиков А.П., Мишин Г.И, Попов Н.Н. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях. – М.: Наука, 1974, – с.18-35.

3. Патент РФ № 2402004.

Стенд для исследования высокоскоростного соударения мелких частиц с преградой, включающий ствольную метательную установку с размещёнными в её разгонном стволе ударниками и присоединённую к ней со стороны среза разгонного ствола вакуумированную камеру, внутри которой размещены преграда и пулеприёмник, отличающийся тем, что ударники помещены в тонкостенный легкоразрушаемый контейнер, расположенный на расстоянии 10-15 калибров от начала разгонного ствола, а преграда выполнена в виде пластины, имеющей в центре сквозное отверстие диаметром 5-8 калибров разгонного ствола, на которой вокруг отверстия и на некотором расстоянии от него закреплены образцы исследуемого материала.



 

Похожие патенты:

Пушка // 2610217
Изобретение относится к области вооружения, а именно к пушкам. Пушка содержит ствол, ствольную коробку, затворную раму или стебель и остов затвора, где остов затвора не запирается для выстрела.

Изобретение относится к технике высокоскоростного метания в лабораторных условиях. В баллистическом комплексе последовательно по траектории движения метаемых моделей расположены баллистическая установка, вакуумный глушитель, камера отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели и гидродинамическая камера.

Изобретение относится к корабельным артиллерийским установкам среднего калибра, в которых широко применяются механические приводы, преобразующие подводимую первичную механическую энергию в механическую работу исполнительного устройства.

Изобретение относится к области метательных устройств, а именно к способам и устройствам производства выстрела в пневматической метательной конструкции. Способ заключается в том, что в рабочий объем цилиндра перед выстрелом вместе с воздухом подается жидкое топливо с образование рабочей смеси воздуха и топлива.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в пороховых баллистических установках (ПБУ). ПБУ содержит ствол для размещения в нем метаемого объекта (МО), пороховой заряд (ПЗ), зарядную камеру, соединенную с дополнительной камерой через отверстие с диаметром в зависимости от обеспечения равенства максимальных значений давлений в зарядной и дополнительной камерах в процессе разгона МО.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в авиационных пушках. Устройство для уменьшения отдачи авиационной пушки маховиком содержит подвижную штангу из магнитного материала, закрепленную на корпусе вертолета, тормозной башмак в виде сегмента окружности и намагниченный заедино со штангой, маховик в виде колеса из титана со вставками стальных зубьев из магнитного материала одинакового полюса с башмаком.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в автоматических пушках боевых машин (БМ). Автоматическая пушка содержит ствольную коробку с кассетой и контактором, закрепленную с помощью фланца с зубьями и коромыслами на броневой маске башни БМ, агрегат ствола, затыльник с поводком механизма переключения подачи и ручкой предохранителя, дополнительные привод механизма переключения подачи в виде понижающего редуктора с электродвигателем, выходной шестернёй и зубчатой предохранительной муфтой, и привод предохранителя с поступательным электромеханизмом со штоком, движок, подвижные пальцы с пазами.

Изобретение относится к устройствам стрелкового пушечного оружия. Пушечное вооружение содержит автоматическую пушку и электросхему управления стрельбой.

Изобретение относится к системам вооружения, в частности к системе запуска дымовых гранат с объектов бронетехники, и может быть использовано для расширения их применяемости.

Изобретение относится к оружейной технике, а именно к противооткатным системам запирания канала ствола для гранатометов. Противооткатная система имеет затвор, возвратную пружину и амортизатор.
Наверх