Стенд для ударных испытаний высокоскоростных объектов

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ствольным баллистическим установкам для испытаний артиллерийских снарядов и их компонентов на стойкость к нагрузкам артиллерийского выстрела. Стенд содержит основание с установленными на нем разгонным устройством, выполненным в виде натурного артиллерийского орудия, с испытуемым изделием и тормозным устройством. Тормозное устройство оснащено направляющими, из рельсов, закрепленных на регулируемых опорах с переставными элементами, не менее трех, установленными равномерно относительно оси стенда, внутри которых размещена емкость с инерционной массой, расположенной по траектории движения испытуемого изделия. Инерционная масса состоит из отдельных тормозных элементов, размером, равным калибру испытуемого изделия, располагаемых по закону увеличения плотности, рассчитанному из условия поддержания допустимого значения обратных перегрузок. Стенд снабжен скользящим переходником, расположенным между разгонным и тормозным устройствами, и противооткатным устройством в виде массивного упора. Технический результат заключается в повышении точности моделирования натурных нагрузок, уменьшении обратных и нерегламентированных нагрузок на испытуемое изделие при его торможении после выстрела из артиллерийского орудия. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, преимущественная область применения - ствольные баллистические установки для испытаний артиллерийских снарядов и их компонентов на стойкость к нагрузкам артиллерийского выстрела.

Известен стенд, содержащий основание, закрепленную на основании направляющую, установленную на направляющей каретку для размещения испытываемого изделия, механизм разгона каретки, тормозное устройство в виде распределенной на основании вдоль направления движения инерционной массы, представляющей собой сыпучий материал, и установленное на каретке приспособление для захвата инерционной массы в виде взаимодействующего с сыпучим материалом раструба с боковыми отверстиями для выхода через них сыпучего материала, описанный в авторском свидетельстве СССР №949379, G01M 7/00, опубликованном 07.08.1982.

Недостатком данного стенда является то, что при торможении каретка испытывает большие нагрузки и большой опрокидывающий момент из-за несоосности каретки и приспособления для захвата инерционной массы.

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является стенд для ударных испытаний, содержащий основание с установленными на нем разгонным устройством с испытуемым изделием и тормозным устройством с емкостью, заполненной инерционной массой, расположенной по траектории движения испытуемого изделия, описанный в авторском свидетельстве СССР №1753325, G01M 7/08, опубликованном 07.08.1992.

Недостатком данного стенда является сложность конструкции его тормозного устройства из-за большого объема емкости для инерционной среды и необходимости опорожнять и заполнять ее перед каждым опытом сыпучей средой, которую необходимо подбирать для каждого вида нагружающего импульса, практическая невозможность моделирования плавно меняющихся нагрузок и, в частности, нагрузок артиллерийского выстрела, трудоемкость подготовки и проведения по предложенной методике ударных испытаний различных высокоскоростных объектов.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик стенда в части повышения точности моделирования натурных ударных нагрузок (нагрузок выстрела), в упрощении процесса подготовки к испытаниям и уменьшения его трудоемкости.

Технический результат заключается в том, что:

- удалось обеспечить воспроизведение ударных нагрузок на испытуемое изделие в широком диапазоне характеристик, путем изменения параметров метательного (нагружающего) заряда, за счет применения в качестве разгонного устройства натурного артиллерийского орудия;

- удалось исключить взаимное смещение в поперечном направлении ствола разгонного устройства и направляющих тормозного устройства, предотвратить возникновение нерегламентированных боковых ударных нагрузок на испытуемое изделие, за счет применения скользящего переходника, сопрягающего ствол разгонного устройства (артиллерийского орудия) и направляющие тормозного устройства;

- удалось минимизировать смещения орудия в момент выстрела относительно тормозного устройства, что способствует плавному безударному переходу испытуемого изделия из ствола в направляющие тормозного устройства, за счет применения противооткатного устройства для артиллерийского орудия;

- удалось сократить объем инерционной массы, уменьшить длину участка торможения и нерегламентированные нагрузки на испытуемое изделие при его торможении, упростить и ускорить процесс подготовки и проведения испытаний на стенде, за счет применения инерционной массы в виде отдельных тормозных элементов, размером, равным калибру испытуемого изделия, располагаемых по закону увеличения плотности, рассчитанному из условия поддержания допустимого значения обратных перегрузок.

Для получения такого технического результата предлагаемый стенд для ударных испытаний высокоскоростных объектов, содержащий основание с установленными на нем разгонным устройством с испытуемым изделием и тормозным устройством с емкостью, заполненной инерционной массой, расположенной по траектории движения испытуемого изделия, согласно изобретению, он снабжен переходником, расположенным между разгонным устройством и тормозным устройством, которое оснащено направляющими, не менее трех, установленными равномерно относительно оси стенда, внутри которых размещена емкость с инерционной массой, а переходник выполнен скользящим относительно направляющих тормозного устройства.

Кроме того, разгонное устройство выполнено в виде натурного артиллерийского орудия.

Кроме того, тормозное устройство выполнено из рельсов, закрепленных на регулируемых опорах с переставными элементами.

Кроме того, стенд содержит противооткатное устройство в виде массивного упора.

Кроме того, инерционная масса состоит из отдельных тормозных элементов, размером, равным калибру испытуемого изделия, располагаемых по закону увеличения плотности, рассчитанному из условия поддержания допустимого значения обратных перегрузок.

Это приводит к тому, что повышается точность моделирования натурных нагрузок и обеспечивается плавный постепенный переход испытуемого изделия от его нагружения в разгонном устройстве к торможению в направляющих тормозного устройства при минимально допустимых обратных перегрузках и минимальной длине участка торможения, упрощается процесс подготовки и проведения испытаний.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

В процессе поиска не выявлено технических решений, содержащих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии его условию «изобретательский уровень».

Предлагаемый стенд для ударных испытаний иллюстрируется чертежом, представленным на фиг. 1, и фотографией, представленной на фиг. 2.

На фиг. 1 показана схема стенда, где:

1 - основание;

2 - разгонное устройство с испытуемым изделием;

3 - тормозное устройство;

4 - направляющие;

5 - регулируемые опоры;

6 - переставные элементы;

7 - опорная рама;

8 - скользящий переходник;

9 - тормозные элементы;

10 - противооткатное устройство;

11 - прокладка;

12 - затвор;

13 - датчики - отметчики.

На фиг. 2 приведена фотография общего вида ударного стенда.

Стенд работает следующим образом.

Перед испытаниями тормозное устройство 3, состоящее из направляющих 4, выполненных из стандартных железнодорожных рельсов, закрепленных на регулируемых опорах 5 с переставными элементами 6, которые обеспечивают настройку направляющих на требуемый калибр, заполняют инерционной массой - тормозными элементами 9 в виде цилиндров (шайб), изготовленных из вспененного полистирола, или тонкопленочных контейнеров (пакетов), заполненных низкоплотными и сыпучими материалами (вспененным полистиролом, древесными опилками, кварцевым песком и их смесями в разных пропорциях). Тормозные элементы 9 размером, равным калибру испытуемого изделия, располагают в порядке увеличения плотности, рассчитанном из условия поддержания допустимого значения обратных перегрузок. В разгонное устройство 2 (ствол орудия), которое сопрягают с помощью скользящего переходника 8 с направляющими 4 тормозного устройства 3, устанавливают испытуемое изделие и пороховой метательный заряд с воспламеняющей втулкой. Разгонное устройство 2 запирают затвором 12 и подпирают через прокладку 11 из пластичного материала противооткатным устройством 10 в виде массивного упора, после чего, путем подачи электрического импульса на воспламеняющую втулку метательного заряда, производят выстрел.

Испытуемое изделие нагружается заданными испытательными нагрузками в разгонном устройстве 2, после чего оно плавно перемещается через скользящий переходник 8 в направляющие 4 тормозного устройства 3, где, за счет взаимодействия с тормозными элементами 9, а также трения о направляющие 4, тормозится при обратных выстрелу перегрузках, составляющих, в зависимости от длины участка торможения с постоянной перегрузкой, величину, определяемую из выражения:

,

где: Nт - перегрузка торможения испытуемого изделия;

V - скорость испытуемого изделия после вылета из ствола орудия;

S - длина участка торможения при постоянной перегрузке;

g - ускорение свободного падения.

Измерение реализовавшихся при испытаниях перегрузок торможения испытуемого изделия производят базо-временным методом с помощью датчиков-отметчиков 13.

После опыта испытуемое изделие извлекают из направляющих 4 и направляют на осмотр и анализ последствий воздействия на него испытательных нагрузок.

Дополнительные возможности регулирования тормозных нагрузок предлагаемого стенда (кроме изменения плотности и материала тормозной среды) обусловлены возможностью изменения характера взаимодействия снаряда с тормозной средой и, соответственно, тормозных нагрузок, за счет изменения формы головной части испытуемого изделия путем использования насадок различного удлинения (с плоским горцем, конических, оживальных, чашеобразных).

Проведенные на опытном экземпляре стенда (фиг. 2) испытания показали, что предлагаемое техническое решение существенно улучшает эксплуатационные характеристики стенда в части повышения точности моделирования натурных нагрузок, уменьшения обратных и нерегламентированных нагрузок на испытуемое изделие при его торможении после выстрела из артиллерийского орудия, за счет устранения промежуточного удара при переходе испытуемого изделия из ствола в направляющие, и за счет возможности регулирования тормозных нагрузок изменением плотности инерционной массы, а такж, за счет упрощения и сокращения процесса подготовки и проведения испытаний.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- стенд, воплощающий заявленное изобретение, предназначен для испытаний высокоскоростных объектов и, в частности, артиллерийских снарядов и их компонентов на стойкость к ударным нагрузкам, в том числе к нагрузкам артиллерийского выстрела;

- для заявленного стенда в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;

- стенд, воплощенный в заявленном изобретении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость».

1. Стенд для ударных испытаний высокоскоростных объектов, содержащий основание с установленными на нем разгонным устройством с испытуемым изделием и тормозным устройством с емкостью, заполненной инерционной массой, расположенной по траектории движения испытуемого изделия, отличающийся тем, что он снабжен переходником, расположенным между разгонным устройством и тормозным устройством, которое оснащено направляющими, не менее трех, установленными равномерно относительно оси стенда, внутри которых размещена емкость с инерционной массой, а переходник выполнен скользящим относительно направляющих тормозного устройства.

2. Стенд для ударных испытаний высокоскоростных объектов по п. 1, отличающийся тем, что разгонное устройство выполнено в виде натурного артиллерийского орудия.

3. Стенд для ударных испытаний высокоскоростных объектов по п. 1, отличающийся тем, что тормозное устройство выполнено из рельсов, закрепленных на регулируемых опорах с переставными элементами.

4. Стенд для ударных испытаний высокоскоростных объектов по п. 1, отличающийся тем, что инерционная масса состоит из отдельных тормозных элементов, размером, равным калибру испытуемого изделия, располагаемых по закону увеличения плотности, рассчитанному из условия поддержания допустимого значения обратных перегрузок.

5. Стенд для ударных испытаний высокоскоростных объектов по п. 1, отличающийся тем, что он содержит противооткатное устройство в виде массивного упора.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений.

Изобретение относится к оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия. Устройство содержит основание, на котором закреплена жесткая переборка с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта на различных системах их виброизоляции и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик.

Изобретение относится к возбудителю колебаний с компенсированием нагрузки для динамического возбуждения испытуемого образца. Устройство включает базу, исполнительный механизм, арматуру с возможностью движения относительно базы, проведенную через линейное средство управления параллельно направлению импульсов возбуждения, и пневматическое средство компенсирования нагрузки, компенсирующее, по меньшей мере, силу тяжести арматуры и испытуемого образца.

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений.

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и в других звукопоглощающих конструкциях.

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений, и в других звукопоглощающих конструкциях.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение при контроле состояния массивных бетонных сооружений. Способ включает создание компьютерных моделей сооружения, моделей нагрузок и воздействий на него, расчет характеристик несущих конструкций, сбор и обработку данных с контрольно-измерительной аппаратуры, данные натурных наблюдений по контрольно-измерительной аппаратуре, например закладных тензометров, восстанавливают по разработанной статистической модели с использованием расчетных значений напряжений в локальных точках массивного бетонного сооружения, полученных на имитационной математической модели, откалиброванной по значениям интегральных диагностических показателей сооружения, и данных наблюдений за сооружением в период, предшествующий выходу из строя контрольно-измерительной аппаратуры.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения ударных нагрузок на летательных аппаратах (ЛА). Способ включает измерение суммарного вибрационного и ударного процессов измерения суммарного вибрационного и ударного процесса в местах размещения бортового оборудования на концах крыла и концевых частях фюзеляжа ЛА, с применением преобразователей, чувствительные элементы которых реагируют на ускорение, возникающее в месте крепления этих преобразователей, его запись на регистратор.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам, и может быть использовано в авиационной испытательной технике для испытаний элементов беспилотного вертолета с соосными винтами.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний на ударные воздействия, и может быть использовано при испытаниях на ударные воздействия различных приборов и оборудования, требования к которым задаются в виде спектра удара.

Изобретение относится к строительству в области неразрушающего контроля и предназначено для мониторинга технического состояния и диагностики пролетных строений и опор мостовых сооружений различного назначения и конструктивного исполнения в процессе их эксплуатации. Способ реализуется посредством осуществления периодического или непрерывного контроля (мониторинга) основных упругих характеристик, определяющих техническое состояние пролетов и опор: коэффициента жесткости сечения пролетного строения относительно изгиба, коэффициента жесткости относительно угловых перемещений в опорных сечениях пролетов, коэффициента жесткости опор относительно поперечного (вертикального) сдвига, коэффициентов жесткости поперечному сдвигу однородного упругого основания в поперечном и продольном направлениях. Технический результат заключается в повышении достоверности мониторинга технического состояния мостового сооружения для обеспечения его безопасной эксплуатации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 7 табл.

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, для облицовки производственных помещений и в других звукопоглощающих конструкциях. Технический результат заключается в повышении эффективности шумоглушения и надежности конструкции в целом. Стенд для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в производственных помещениях содержит испытуемый объект, который установлен свободно на полу в помещении, а в пяти точках измерения по периметру испытуемого объекта на расстоянии 1 м от его габаритных размеров установлены акустические микрофоны из комплекта акустической аппаратуры, отвечающей требованиям к измерительным комплексам. Количество точек измерения равно пяти, а число измерений в каждой точке равно трем. После замеров проводится расчет шумовых характеристик объекта по определенным математическим выражениям. Исследуемая облицовка выполнена в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде двух слоев: один из которых, прилегающий к жесткой стенке, является звукопоглощающим, а другой, прилегающий к перфорированной стенке, выполнен с перфорацией из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров. В качестве звукоотражающего материала используется материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом. 3 табл., 6 ил.

Изобретение относится к акустике. В стенде для исследования акустических характеристик звукопоглощающих элементов в заглушенной камере, включающей в себя заглушенную камеру, в которой поглощается падающий на стены звук от испытуемого объекта, устанавливаемого на плавающем полу, при этом заглушенная камера размещается в отдельном здании с фундаментом, стенами, потолочным перекрытием, внутри которого, на автономном фундаменте, размещаются ее стены, плавающий пол, на котором устанавливается испытуемый объект и легкое потолочное перекрытие, при этом заглушенную камеру герметично облицовывают со всех сторон вновь разработанным и подлежащим испытанию звукопоглощающим элементом, при этом уровень звуковой мощности Lр испытуемого объекта определяется по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lср на его измерительной поверхности, за которую принимают площадь полусферы S, м2, т.е. S=2πr2, затем определяется корректированный уровень звуковой мощности LрА. Технический результат - повышение точности измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов. 2 ил.

Изобретение относится к метрологии. В стенде для виброакустических испытаний образцов упругих и шумопоглощающих элементов, содержащем основание, на котором закреплена переборка, в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, а на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытуемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируются индикатором перемещений. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр, при этом для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний. Комбинированная шумопоглощающая облицовка выполнена в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде двух слоев: один из которых, прилегающий к жесткой стенке, является звукопоглощающим, а другой, прилегающий к перфорированной стенке, выполнен с перфорацией из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, при этом в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов. 8 ил.

Изобретение относится к промышленной акустике. В заглушенной камере, в которой поглощается падающий на стены звук от испытуемого объекта, устанавливают испытываемый объект на плавающий пол, при этом заглушенную камеру размещают в отдельном здании с фундаментом, стенами, потолочным перекрытием, внутри которого, на автономном фундаменте, размещают ее стены, плавающий пол, на котором устанавливают испытуемый объект и легкое потолочное перекрытие, заглушенную камеру герметично облицовывают со всех сторон вновь разработанным и подлежащим испытанию звукопоглощающим элементом, при этом уровень звуковой мощности Lp испытуемого объекта определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp на его измерительной поверхности, за которую принимают площадь полусферы S, м2, т.е. S=2πr2, где r - расстояние от центра испытуемого объекта до точек измерений; S0=1 м2, затем определяется корректированный уровень звуковой мощности LpA. Технический результат - повышение точности измерения эффективности шумоглушения исследуемых акустических характеристик новых звукопоглощающих элементов. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к ствольным баллистическим установкам для испытаний артиллерийских снарядов и их компонентов на стойкость к нагрузкам артиллерийского выстрела. Стенд содержит основание с установленными на нем разгонным устройством, выполненным в виде натурного артиллерийского орудия, с испытуемым изделием и тормозным устройством. Тормозное устройство оснащено направляющими, из рельсов, закрепленных на регулируемых опорах с переставными элементами, не менее трех, установленными равномерно относительно оси стенда, внутри которых размещена емкость с инерционной массой, расположенной по траектории движения испытуемого изделия. Инерционная масса состоит из отдельных тормозных элементов, размером, равным калибру испытуемого изделия, располагаемых по закону увеличения плотности, рассчитанному из условия поддержания допустимого значения обратных перегрузок. Стенд снабжен скользящим переходником, расположенным между разгонным и тормозным устройствами, и противооткатным устройством в виде массивного упора. Технический результат заключается в повышении точности моделирования натурных нагрузок, уменьшении обратных и нерегламентированных нагрузок на испытуемое изделие при его торможении после выстрела из артиллерийского орудия. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх