Способ управления газоприходом в пороховой баллистической установке и установка для его осуществления

Группа изобретений относится к пороховым баллистическим установкам (ПБУ), используемым в качестве разгонных устройств в стендах для испытаний конструкций на воздействие интенсивных механических нагрузок. Управление газоприходом в ПБУ включает инициирование порохового заряда, установленного в зарядной камере, с последующим началом газоприхода в зарядной камере, разгон метаемого объекта (МО) в стволе под действием продуктов сгорания порохового заряда. Зарядную камеру ПБУ снабжают дополнительной камерой с пороховым зарядом, сообщающейся через обратный клапан с зарядной камерой. Производят инициирование порохового заряда в дополнительной камере, продуктами сгорания которого производят инициирование порохового заряда в зарядной камере. В ходе разгона МО осуществляют разобщение камер. После превышения давления в дополнительной камере над давлением в зарядной камере осуществляют сообщение камер и перетекание продуктов сгорания из дополнительной камеры в зарядную камеру. Техническим результатом группы изобретений является снижение длительности фронта нарастания давления в зарядной камере при сохранении наполненности диаграммы давления. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретения относятся к испытательной технике. Преимущественная область применения - пороховые баллистические установки, используемые в качестве разгонных устройств в стендах для испытаний конструкций на воздействие интенсивных механических нагрузок.

Известен способ управления газоприходом в пороховой баллистической установке (ПБУ) и установка для его осуществления, описанные в патенте RU 02467300, "Стенд динамических испытаний", МПК G01M 7/08 (2006.01), опубл. 20.11.2012, выбранные в качестве прототипа для заявляемых изобретений. Стенд динамических испытаний содержит разгонное устройство (ПБУ), включающее ствол, источник давления в виде порохового заряда, размещенного в зарядной камере, и инициирующее устройство. При подаче электрического импульса на инициирующее устройство производят воспламенение порохового заряда, начинается газоприход в зарядной камере, вследствие чего в ней увеличивается давление, под действием которого осуществляется разгон контейнера (метаемого объекта (МО)). В процессе разгона происходит нагружение размещенного в контейнере объекта испытаний (ОИ) с реализацией требуемых параметров импульса ускорения.

Длительность фронта нарастания ускорения ОИ определяется длительностью фронта нарастания давления в зарядной камере ПБУ в результате газоприхода от горения порохового заряда и газорасхода вследствие увеличения заснарядного пространства по мере разгона контейнера с ОИ.

Осуществление данного способа управления газоприходом в ПБУ и применение реализующей его установки, обеспечивающей нагружении ОИ, при использовании штатных пироксилиновых порохов (ВТ, 6/7фл, 9/7 и пр.) и при максимальном давлении в зарядной камере менее 200 МПа не позволяет обеспечить длительность фронта нарастания давления менее 1 мс при сохранении наполненности диаграммы давления.

Решаемой технической задачей является создание способа управления газоприходом в ПБУ и установки для его осуществления, используемой в качестве разгонного устройства в стендах для испытаний конструкций на воздействие механических нагрузок, обеспечивающих параметры нагружения ОИ, приближенные к параметрам нагружения, имеющим место при его натурном применении.

Ожидаемый технический результат заключается в уменьшении длительности фронта нарастания давления в зарядной камере ПБУ до требуемой величины (менее 1 мс при максимальном давлении менее 200 МПа) при одновременном сохранении наполненности диаграммы давления.

Технический результат достигается за счет применения способа управления газоприходом в ПБУ, включающего инициирование порохового заряда, установленного в зарядной камере, с последующим началом газоприхода в зарядной камере, разгон МО в стволе под действием продуктов сгорания порохового заряда. В отличие от прототипа в предлагаемом способе зарядную камеру ПБУ снабжают дополнительной камерой с пороховым зарядом, сообщающейся с зарядной камерой. Производят инициирование порохового заряда в дополнительной камере, продуктами сгорания которого производят инициирование порохового заряда в зарядной камере, причем пороховой заряд в зарядной камере устанавливают из условия обеспечения в ней более интенсивного роста давления по сравнению с дополнительной камерой. В ходе разгона МО осуществляют разобщение камер, после превышения давления в дополнительной камере над давлением в зарядной камере осуществляют сообщение камер и перетекание продуктов сгорания из дополнительной камеры в зарядную камеру.

Снабжение зарядной камеры ПБУ дополнительной камерой с пороховым зарядом, сообщающейся с зарядной камерой, позволяет обеспечить наполнение диаграммы давления в зарядной камере путем истечения в требуемый момент времени пороховых газов из дополнительной камеры в зарядную камеру.

Осуществление инициирования порохового заряда в дополнительной камере, продуктами сгорания которого производят инициирование порохового заряда в зарядной камере, позволяет задействовать для двух пороховых зарядов, размещенных в разных камерах, только одно средство инициирования, а также обеспечить стабильное и практически одновременное воспламенение пороховых зарядов в зарядной и дополнительной камерах.

Установка порохового заряда в зарядной камере из условия обеспечения в ней более интенсивного роста давления по сравнению с дополнительной камерой позволяет за счет перепада давления осуществить разобщение камер при помощи устройства типа «обратный клапан».

Осуществление в ходе разгона МО разобщения камер позволяет сформировать фронт нарастания давления, а также максимальную величину давления в зарядной камере (после разобщения камер) только за счет газоприхода от горения порохового заряда, размещенного в зарядной камере, и газорасхода за счет перемещения МО. После разобщения камер горение в дополнительной камере происходит в замкнутом объеме и не участвует в формировании фронта нарастания и максимальной величины давления в зарядной камере, что позволяет, используя малую величину объема зарядной камеры при максимальном давлении менее 200 МПа, обеспечить длительность фронта нарастания давления менее 1 мс.

Осуществление после превышения давления в дополнительной камере над давлением в зарядной камере сообщения камер и перетекания продуктов сгорания из дополнительной камеры в зарядную камеру обеспечивает требуемое наполнение диаграммы давления в зарядной камере. Это необходимо в связи с тем, что использование малого объема зарядной камеры для формирования в ней короткого фронта нарастания давления обеспечивает слабую наполненность диаграммы давления, т.е. интенсивный спад давления в зарядной камере после наступления его максимума.

Технический результат достигается также за счет применения пороховой баллистической установки, содержащей ствол для размещения в нем МО, пороховой заряд, установленный в зарядной камере, средство инициирования. В отличие от прототипа ПБУ снабжена дополнительной камерой с пороховым зарядом, обеспечивающим менее интенсивный рост давления по сравнению с зарядной камерой, соединенной с дополнительной камерой через обратный клапан, обеспечивающий перетекание продуктов сгорания порохового заряда из дополнительной в зарядную камеру, при этом средство инициирования установлено в дополнительной камере.

Снабжение ПБУ дополнительной камерой с пороховым зарядом, обеспечивающим менее интенсивный рост давления по сравнению с зарядной камерой, позволяет за счет разности давлений в камерах управлять газоперетоком между ними при помощи устройства типа «обратный клапан».

Соединение зарядной камеры с дополнительной камерой через обратный клапан, обеспечивающий перетекание продуктов сгорания порохового заряда из дополнительной в зарядную камеру, позволяет вначале за счет более интенсивного роста давления в зарядной камере разобщить камеры, а далее, после превышения давления в дополнительной камере над давлением в зарядной, сообщить камеры. Разобщение камер позволяет сформировать фронт нарастания давления и максимальное давление в зарядной камере за счет газоприхода от горения размещенного в нем порохового заряда и газорасхода за счет движения МО. При этом за счет малой величины объема зарядной камеры при максимальном давлении менее 200 МПа обеспечивается длительность фронта нарастания менее 1 мс. А сообщение камер позволяет организовать истечение продуктов сгорания порохового заряда из дополнительной камеры в зарядную камеру и тем самым обеспечить наполнение диаграммы давления в зарядной камере на участке спада.

Установка средства инициирования в дополнительной камере позволяет использовать только одно средство инициирования, а инициирование порохового заряда в зарядной камере производить продуктами сгорания порохового заряда из дополнительной камеры, что обеспечивает стабильное и практически одновременное воспламенение пороховых зарядов в дополнительной и зарядной камерах.

Заявляемый способ управления газоприходом в ПБУ и установка для его осуществления поясняются чертежами: фиг. 1 - пример конструктивного исполнения ПБУ, фиг. 2 - экспериментальные зависимости давления пороховых газов в зарядной и дополнительной камерах от времени.

ПБУ (фиг. 1) включает в свой состав ствол 1 с установленным в нем МО 2, зарядную камеру 3, размещенный в ней пороховой заряд 4 и средство инициирования 5, в качестве которого может быть использован, например, пиропатрон. Зарядная камера 3 через обратный клапан 6 соединена с дополнительной камерой 7. В дополнительной камере размещен пороховой заряд 8, обеспечивающий менее интенсивный рост давления (РДК - давление в дополнительной камере) по сравнению с зарядной камерой (РЗК - давление в зарядной камере). При использовании зарядов с одинаковой маркой пороха плотность заряжания в зарядной камере 3 обеспечивается более высокой, чем в дополнительной камере 7. В случае применения зарядов с разными марками порохов в зарядной камере 3 располагают порох с толщиной горящего свода меньшей, чем у пороха, размещаемого в дополнительной камере 7. Обратный клапан 6 обеспечивает перетекание продуктов сгорания порохового заряда 8 из дополнительной камеры 7 в зарядную камеру 3. Средство инициирования 5 размещено в дополнительной камере 7.

Функционирование заявляемой ПБУ, обеспечивающей реализацию заявляемого способа управления газоприходом, осуществляется следующим образом.

После инициирования порохового заряда 8 происходит нарастание давления РДК в дополнительной камере 3 за счет газоприхода от горения порохового заряда 8, продукты сгорания которого, перетекая через обратный клапан 6 в зарядную камеру 3, воспламеняют размещенный в ней пороховой заряд 4. За счет газоприхода от горения порохового заряда 4 происходит нарастание давления РЗК в зарядной камере 3 и начинается разгон МО 2. В связи с тем, что пороховой заряд 4 в зарядной камере 3 устанавливают из условия обеспечения в ней более интенсивного роста давления РЗК по сравнению с дополнительной камерой 7 РДК, обратный клапан 6 за счет перепада давлений в камерах разобщает их. После разобщения камер скорость нарастания давления РЗК в зарядной камере 3, формирующая длительность фронта его нарастания, и максимум давления определяются только газоприходом от горения порохового заряда 4, размещенного в зарядной камере 3, и газорасхода за счет увеличения объема зарядной камеры 3 при перемещении МО 2. Использование малого объема зарядной камеры 3 позволяет при максимальном давлении менее 200 МПа обеспечить длительность фронта нарастания ускорения менее 1 мс. В это время (после разобщения камер) горение порохового заряда 8 в дополнительной камере 7 происходит в замкнутом объеме и не участвует в формировании фронта нарастания и максимальной величины давления РЗК в зарядной камере 3. Увеличение заснарядного пространства (увеличение объема зарядной камеры 3) по мере разгона МО 2 приводит к выравниванию и последующему превышению в зарядной камере 3 газорасхода над газоприходом. При этом в зарядной камере 3 наступает максимум давления, за которым следует спад давления. Давление РДК в дополнительной камере 7 в этот момент начинает превышать давление РЗК в зарядной камере 3 и за счет перепада давления между камерами обратный клапан 6 сообщает камеры и начинается истечение продуктов сгорания порохового заряда 8 из дополнительной 7 в зарядную камеру 3. Благодаря этому в зарядной камере 3 возникает дополнительный газоприход, который увеличивает наполненность диаграммы давления на участке спада.

Использование заявляемых способа управления газоприходом в ПБУ и установки для его осуществления позволяет снизить длительность фронта нарастания давления в зарядной камере при сохранении наполненности диаграммы давления (фиг. 2).

Предлагаемый способ управления газоприходом в ПБУ и установка для его осуществления успешно прошли экспериментальную проверку.

1. Способ управления газоприходом в пороховой баллистической установке (ПБУ), включающий инициирование порохового заряда, установленного в зарядной камере, с последующим началом газоприхода в зарядной камере, разгон метаемого объекта (МО) в стволе под действием продуктов сгорания порохового заряда, отличающийся тем, что зарядную камеру ПБУ снабжают дополнительной камерой с пороховым зарядом, сообщающейся с зарядной камерой, производят инициирование порохового заряда в дополнительной камере, продуктами сгорания которого производят инициирование порохового заряда в зарядной камере, причем пороховой заряд в зарядной камере устанавливают из условия обеспечения в ней более интенсивного роста давления по сравнению с дополнительной камерой, в ходе разгона МО осуществляют разобщение камер, после превышения давления в дополнительной камере над давлением в зарядной камере осуществляют сообщение камер и перетекание продуктов сгорания из дополнительной камеры в зарядную камеру.

2. Пороховая баллистическая установка, содержащая ствол для размещения в нем МО, пороховой заряд, установленный в зарядной камере, средство инициирования, отличающаяся тем, что снабжена дополнительной камерой с пороховым зарядом, обеспечивающим менее интенсивный рост давления по сравнению с зарядной камерой, соединенной с дополнительной камерой через обратный клапан, обеспечивающий перетекание продуктов сгорания порохового заряда из дополнительной в зарядную камеру, при этом средство инициирования установлено в дополнительной камере.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия. Сущность: на основании через вибродемпфирующую прокладку закрепляют жесткую переборку, на которой устанавливают два одинаковых исследуемых объекта, при этом один объект устанавливают на штатных виброизоляторах, а другой – на исследуемой многомассовой системе виброизоляции, включающей в себя виброизоляторы и упругодемпфирующую промежуточную плиту.

Изобретение относится к способам определения защитных свойств средств индивидуальной бронезащиты, преимущественно шлемов для головы. Способ, при котором наносят удар телом с нормированной энергией по незащищенному макету объекта, заполненному жидкостью, и удар телом с определенной энергией по защищенному средством индивидуальной защиты макету объекта.

Изобретение относится к оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия. Сущность: на основании закрепляют жесткую переборку с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых бортовых компрессора на различных системах их виброизоляции и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик.

Изобретение относится к области промышленной безопасности опасных производственных объектов и может быть использовано для определения зон возможных разрушений и поражений человека осколками при авариях на объектах с обращением сжатого газа.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и касается способа обнаружения ударных повреждений конструкции. Способ включает в себя нанесение на поверхность конструкции люминесцентного покрытия люминесцирующего в видимой области спектра под воздействием УФ-излучения, просмотр покрытия при облучении конструкции УФ-излучением и обнаружение ударных повреждений за счет цветовых различий.

Изобретение относится к области испытаний и может быть использовано для испытания строительных конструкций при сверхнормативном ударном воздействии. Испытуемую конструкцию подвергают сверхнормативному ударному воздействию.

Изобретение относится к способам определения травмобезопасности средств индивидуальной бронезащиты, преимущественно шлемов для головы. Способ заключается в выполнении следующих операций: наносят удары с известной энергией по защищенному штатным средством – бронешлемом - имитатору объекта защиты и аналогичные удары по защищенному проектируемым средством – бронешлемом - имитатору.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд содержит основание, на котором расположены дополнительные плиты с закрепленными на них виброизолируемыми аппаратами и регистрирующая аппаратура.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд для исследования систем виброизоляции содержит основание, на котором расположены дополнительные плиты с закрепленными на них виброизолируемыми аппаратами и регистрирующая аппаратура, на основании установлена аппаратура летательных аппаратов, например два одинаковых бортовых компрессора для получения сжатого воздуха на борту летательного аппарата, при этом один компрессор установлен на штатных резиновых виброизоляторах, а другой компрессор установлен на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы и упругодемпфирующую промежуточную плиту с виброизоляторами, например, в виде пластин из полиуретана, которые так же как и штатные резиновые виброизоляторы компрессора установлены на жесткой переборке, которая через вибродемпфирующую прокладку установлена на основании, а на жесткой переборке, между компрессорами, закреплен вибродатчик, сигнал с которого поступает на усилитель и регистрирующую аппаратуру, например октавный спектрометр, работающий в полосе частот (Гц): 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000, а затем сравнивают полученные амплитудно-частотные характеристики от работы каждого из компрессоров и делают выводы об эффективости виброизоляции каждой системы, на которой они установлены.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд содержит основание, на котором расположены дополнительные плиты с закрепленными на них виброизолируемыми аппаратами, и регистрирующая аппаратура, на основании установлена аппаратура летательных аппаратов, например два одинаковых бортовых компрессора для получения сжатого воздуха на борту летательного аппарата.

Группа изобретений относится к средствам для метания тел, используемым в баллистических экспериментах. Ускорение тела в баллистическом эксперименте происходит в устройстве, включающем заполненную рабочим газом управляющую полость с размещением ее в пусковой камере ствола со стороны, обратной направлению метания ускоряемого объекта.

Изобретение относится к пусковым установкам. Исследовательская пусковая установка содержит ствол с метаемым объектом и управляющей полостью, образованной замкнутой эластичной оболочкой.

Изобретение относится преимущественно к реактивным системам залпового огня. Трубчатая пусковая установка представляет собой трубу, в передней части которой сверху имеется срез наполовину сечения трубы.

Изобретение относится к области военной техники. Способ управления автоматической стрельбой ракетно-артиллерийского вооружения, устанавливаемого на подвижном носителе, заключается в формировании системой управления команды на разрешение очередного выстрела с учетом колебаний дульного среза пушечного ствола или выходных отверстий стволов пускового блока.

Группа изобретений относится к испытательной технике. Способ воспламенения порохового заряда включает размещение модулей порохового заряда, его воспламенение.

Изобретение относится к газодинамическим устройствам и касается наземных отработок новых образцов боеприпасов с использованием ствольных пороховых баллистических установок (ПБУ).

Изобретение относится к газодинамическим устройствам, источником энергии которых являются газогенерируюшие заряды, в частности, взрывчатого вещества (ВВ). Газодинамический источник давления содержит камеру высокого давления с внутренней полостью, в которую помещен газогенерирующий заряд ВВ.

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.

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 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.

Группа изобретений относится к пороховым баллистическим установкам, используемым в качестве разгонных устройств в стендах для испытаний конструкций на воздействие интенсивных механических нагрузок. Управление газоприходом в ПБУ включает инициирование порохового заряда, установленного в зарядной камере, с последующим началом газоприхода в зарядной камере, разгон метаемого объекта в стволе под действием продуктов сгорания порохового заряда. Зарядную камеру ПБУ снабжают дополнительной камерой с пороховым зарядом, сообщающейся через обратный клапан с зарядной камерой. Производят инициирование порохового заряда в дополнительной камере, продуктами сгорания которого производят инициирование порохового заряда в зарядной камере. В ходе разгона МО осуществляют разобщение камер. После превышения давления в дополнительной камере над давлением в зарядной камере осуществляют сообщение камер и перетекание продуктов сгорания из дополнительной камеры в зарядную камеру. Техническим результатом группы изобретений является снижение длительности фронта нарастания давления в зарядной камере при сохранении наполненности диаграммы давления. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх