Способ дистанционного подрыва снаряда

Изобретение относится к боеприпасам ствольной артиллерии и может быть использовано во взрывателях артиллерийских снарядов. Способ дистанционного подрыва снаряда заключается в том, что во взрыватель снаряда устанавливают несколько датчиков и с их помощью определяют параметры полета конкретного снаряда, по которым устанавливают время срабатывания дистанционного взрывателя. Устанавливают датчик, с помощью которого непрерывно в функции времени регистрируют давление атмосферы в зоне снаряда. Устанавливают датчик положения, с помощью которого фиксируют изменение положения носовой части снаряда по отношению к линии горизонта и дну снаряда. Подключают все датчики и устройство определения положения снаряда к вычислительному устройству взрывателя. Производят выстрел снарядом. Во время полета снаряда непрерывно проводят анализ данных с датчиков, установленных во взрыватель. С помощью вычислительного устройства по заданному алгоритму формируют импульс управления, который подают на исполнительное устройство взрывателя. Вычислительное устройство взрывателя снабжено временным таймером, который работает с момента вылета снаряда из канала ствола. Изобретение позволяет сократить поле рассеивания снарядов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к боеприпасам ствольной артиллерии и может быть использовано во взрывателях артиллерийских снарядов.

Современные артиллерийские снаряды ствольной артиллерии, как правило, оснащаются двумя типами взрывателей, дистанционными - для обеспечения функционирования кассетных боеприпасов и контактными или неконтактными взрывателями для осколочно-фугасных и объемно-детонирующих снарядов.

Время срабатывания кассетных снарядов определяется расчетом времени, при котором взрыватель подрывает вышибной заряд снаряда с учетом начальной расчетной скорости снаряда V0 и угла возвышения ствола орудия по отношению к горизонту α, используя таблицы стрельбы. Это время вводится в каждый снаряд перед выстрелом путем установки рассчитанного времени срабатывания tp: вручную или с помощью установщика (Кузнецов Н.С. Перспективы применения дистанционных взрывательных устройств // Научно-технический сборник ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ им. Д.И. Менделеева» // Боеприпасы, №1, 2016 г., с. 64-68).

Кассетные снаряды, как правило, вскрывают на высоте примерно hp=1000 м над местностью.

Исходя из этих данных (V0, α, hp), с учетом законов движения тела брошенного под углом к горизонту, рассчитывается время срабатывания взрывателя tp. Как видно, при таком способе расчета, за счет отклонения начальной расчетной скорости от фактической (V1<V0<V2) для каждого снаряда, возникает большой разброс вскрытия снарядов по дальности, что существенно снижает эффективность дорогостоящих кассетных боеприпасов. Это хорошо видно из анализа данных, приведенных на фиг. 1. Как видно (фиг. 1), при изменении скорости V0 от V1 до V2 расстояние изменяется от L1 до L2.

И что еще очень важно, для введения в каждый взрыватель времени срабатывания tp необходимо выполнять расчеты, которые, как правило, делают высококвалифицированные офицеры. И, тем не менее, внешние факторы, такие как температура заряда, вес заряда, масса снаряда, износ ствола орудия и другие учесть не представляется возможным. Разброс снарядов получается значительным.

Для устранения этих недостатков в предложенном способе дистанционного подрыва снаряда предлагается существенно изменить конструкции существующих взрывателей и изменить технологию расчета параметров стрельбы из артиллерийских орудий.

Предложенное техническое решение поясняется рисунками.

Фиг. 1. Схема движения снаряда, выпущенного под углом α с начальной расчетной скоростью V0, при изменении этой скорости в диапазоне (V1<V0<V2): V0x и V0y - вертикальная и горизонтальная составляющие скорости V0 соответственно в осях y-t-x, L1 и L2 - расстояния соответствующие положению снаряда на высоте hp при скоростях снаряда V1 и V2 соответственно, hmax - максимальная высота полета снаряда.

Фиг. 2. Схема движения снаряда, выпущенного под углом α с начальной расчетной скоростью V0, при изменении этой скорости в диапазоне (V1<V0<V2): V0x и V0y - вертикальная и горизонтальная составляющие скорости V0 соответственно в осях x-y и Р=ƒ(t) в осях Р-t, P1 - атмосферное давление на высоте h1, Р2 - атмосферное давление на высоте h2, hmax - максимальная высота полета снаряда, tP1 и tP2 - моменты времени полета снаряда, при которых давления в зоне полета снаряда равны, т.е. P12.

Фиг. 3. Схема движения снаряда, выпущенного под углом α с начальной расчетной скоростью V0, при изменении этой скорости в диапазоне (V1<V0<V2): V0x и V0y - вертикальная и горизонтальная составляющие скорости V0 соответственно в осях y-t-x, LP - расстояние соответствующие положению снаряда в момент времени tp при скоростях снаряда V1 и V2 соответственно, hmax - максимальная высота полета снаряда.

Реализация предлагаемого способа дистанционного подрыва снаряда осуществляется следующим образом.

Во взрыватель снаряда перед выстрелом вводится следующая информация: угол α и расстояние до точки подрыва LP. Величина LP определяется расчетом по таблицам стрельбы с учетом расчетного значения V0 и α. Угол α сравнительно точно выставляется при наведении орудия.

Во взрыватель снаряда устанавливают датчик давления, с помощью которого непрерывно в функции времени регистрируют давление атмосферы в зоне снаряда. После выстрела и начала работы электронной схемы взрывателя, данные с датчика давления непрерывно поступают в вычислительное устройство взрывателя, и в цифровом виде регистрируются в виде функции Р=ƒ(t), где Р - давление атмосферы в зоне нахождения снаряда, t - время сначала вылета.

В качестве датчика давления во взрывателе может быть использован мини-датчик фирмы «Моторола» модель МРХ4115А.

С целью повышения достоверности регистрации факта перехода снаряда через высшую точку траектории (при h=hmax) во взрыватель устанавливают датчик положения, например, ртутный с подогревом. С помощью этого датчика фиксируют изменение положения носовой части снаряда по отношению к линии горизонта и дну снаряда. Такой прием позволяет упростить алгоритм выбора давлений (P1 и P2).

После срабатывания датчика положения, как правило, начинает работать устройство для измерения высоты снаряда над местностью. Такой способ позволяет исключить пеленгацию фактической траектории снаряда средствами радиоэлектроники и тем самым позволяет защитить стреляющее орудие от обнаружения по излучению от взрывателя.

На основании анализа данных измерения фактических значений функции Р=ƒ(t), с помощью алгоритма, заложенного в вычислительное устройство взрывателя, определяют фактическое значение начальной скорости снаряда V0 и вычисляют величину времени срабатывания взрывателя (tp). В момент времени t=tp, подается сигнал на исполнительное устройство взрывателя.

В основу алгоритма вычисления параметров полета снаряда положены известные математические зависимости, установленные для тела, брошенного под углом к горизонту и закономерности изменения давления воздуха в атмосфере Земли с изменением высоты от поверхности земли.

Основные элементы этих закономерностей приведены ниже.

Для тела, брошенного под углом к горизонту (без учета сопротивления воздуха), начальную скорость V0 можно определить с помощью известного соотношения:

где g - ускорение свободного падения, tм - время сначала полета снаряда до момента достижения им максимальной высоты hmax.

Точное время, соответствующее моменту максимума высоты полета снаряда tм, предлагается определять из соотношения:

где tP1 и tP2 - моменты времени полета снаряда, при которых давления в зоне полета снаряда равны, т.е. P12. Причем P1 выбирается на участке возрастания высоты полета снаряда, а величина Р2 фиксируется на ниспадающем участке траектории, и ее величина меньше или равна величине давления, при котором срабатывает датчик положения. Схема выбора давлений P12 и времен tP1 и tP2 поясняется рисунком, приведенным на фиг. 2.

Как известно, величина давления воздуха в атмосфере земли с ростом высоты над поверхностью земли уменьшается Р=ƒ(h). Закономерность изменения этого давления описывается с помощью известного соотношения, называемого барометрической формулой:

где P1 - атмосферное давление на высоте h1, Р2 - атмосферное давление на высоте h2, М - молярная масса воздуха, g - ускорение свободного падения, Rc - универсальная газовая постоянная, Тс - средняя температура воздуха.

Во взрывателе необходимые значения давлений определяются с помощью датчика давления в каждый момент времени полета снаряда. Нужные значения P1 и P2 выбираются в соответствии с заданным алгоритмом при значениях времени tP1 и tP2 соответственно. Остальные параметры, входящие в формулу (3), а именно, ускорение свободного падения g, молярная масса воздуха М, универсальная газовая постоянная Rc являются известными постоянными (М=29 грамм/моль, Rc=8,31 Джоуль/моль*К, g=9,81 м/с2).

Высокой точности измерения абсолютных значений давлений P1 и Р2 в данном техническом решении не требуется, так как при выборе нужных значений tP1 и tP2 выбираются данные измерений одним и тем же датчиком давления, в одних и тех же условиях.

Вычислительное устройство взрывателя, по рассмотренному выше алгоритму, проводит вычисление параметра V0 для каждого снаряда с учетом влияния внешних факторов. С помощью соотношения:

вычисляют время подрыва снаряда tp.

В момент времени t=tp вычислительное устройство выдает импульс управления на исполнительное устройство взрывателя.

Важно, что по этому же алгоритму можно проводить коррекцию полета снаряда за счет включения тормозных устройств, установленных во взрыватель. Включение тормозных устройств на заданном расстоянии от места выстрела делает возможным существенно сократить поле рассеивания снарядов, вызываемое отклонением начальной скорости и угла вылета снаряда от расчетных значений.

Изложенные сведения о заявленном изобретении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленный способ соответствует условию промышленной применимости.

1. Способ дистанционного подрыва снаряда, заключающийся в том, что вычисляют расстояние до точки подрыва от места выстрела, вводят эти данные в вычислительное устройство взрывателя, снабженное временным таймером, и по команде от этого вычислительного устройства подают импульс управления на исполнительное устройство снаряда, отличающийся тем, что данные для определения точки подрыва вычисляют в процессе полета снаряда с помощью вычислительного устройства взрывателя, в вычислительное устройство взрывателя снаряда перед выстрелом вводят значение угла возвышения орудия над линией горизонта α и расстояние до точки подрыва снаряда Lp, производят выстрел снарядом, непрерывно, в функции времени, регистрируют электрические сигналы, пропорциональные давлению атмосферы в зоне снаряда, датчиком давления, установленным во взрыватель снаряда, информацию с датчика давления вводят в вычислительное устройство взрывателя, выбирают два значения времени tP1 и tP2 (tP1<<tP2), при которых значения зарегистрированных давлений совпадают, с помощью соотношения V0=g(tP1+tP2)/2 sinα, где g - ускорение свободного падения, вычисляют начальную скорость снаряда V0, с помощью соотношения tp=Lp/V0 cosα вычисляют время подрыва снаряда tp, через время t=tp сначала полета снаряда формируют импульс управления, который подают на исполнительное устройство взрывателя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что непрерывно, в функции времени, определяют положение носовой части снаряда по отношению к линии горизонта и дну снаряда датчиком положения, установленным во взрыватель, и время tP2 выбирают после срабатывания датчика положения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в контрольно-измерительных системах (КИС) для контроля за техническим состоянием отдельных частей и всей КИС в целом, а также для анализа загрузки поддиапазонов частот, определения местоположения источников радиоизлучения (ИРИ), измерения частотных и временных параметров радиосигналов и напряженности электрического поля.

Изобретение относится к способам повышения точности определения углов пространственной ориентации по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) путем компенсации влияния отраженных от объектов инфраструктуры судна с использованием геометрической модели отражений сигналов ГНСС на объекте (судне).

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации наземных целей. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильной идентификации наземных целей в случае пропуска отдельных импульсов ответных сигналов запросчиком радиолокационной системы с активным ответом.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано преимущественно в наземных радиолокационных станциях (РЛС) кругового и секторного обзора. Достигаемый технический результат - повышение точности определения модуля скорости баллистического объекта (БО) в РЛС с грубыми измерениями угловых координат при уменьшении объема используемых вычислительных ресурсов.

Изобретение относится к области космонавтики, а именно к технике выполнения траекторных измерений и определения параметров орбиты искусственного спутника Земли (ИСЗ), и может быть использовано на наземных и бортовых комплексах управления полетом ИСЗ для точного определения текущих параметров движения ИСЗ.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к системам радиоконтроля для определения координат местоположения источников радиоизлучения (КМПИРИ) УКВ-СВЧ диапазонов как цифровых, так и аналоговых видов связи, сведения о которых отсутствуют в базе данных (например, государственной радиочастотной службы).

Изобретение относится к области радиолокационной техники, а именно к способам определения угловых координат измерений произвольного количества точечных близко расположенных целей.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании многопозиционных комплексов радиотехнического наблюдения. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение точности определения местоположения источников квазинепрерывного широкополосного сигнала комплексом радиотехнического наблюдения и уменьшение времени местоопределения источников радиоизлучения.

Изобретение относится к радиоэлектронным системам сопровождения интенсивно маневрирующих целей, в частности к следящим дальномерам и угломерам бортовых РЛС. Достигаемый технический результат - обеспечение бессрывного сопровождения интенсивно маневрирующих целей с высокоточным оцениванием производных третьего и четвертого порядка при малом числе используемых измерителей.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при создании средств комплексной разведки объектов. Достигаемый технический результат - повышение достоверности идентификации объектов за счет уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации с использованием дополнительно определяемых вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсий отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом информационном канале.

Изобретение относится к системам имитации стрельбы и может быть использовано в качестве учебно-тренировочного средства для обучения боевых расчетов и экипажей при проведении тренировок и тактических учений.

Изобретение относится к оборудованию для стрельбищ, тиров и аттракционов и может быть использовано при оборудовании стадионов для проведения соревнований по биатлону со стрельбой из пневматического оружия.

Изобретение относится к области проведения испытаний огневых комплексов, в частности для оценки точности попадания в цель различных боеприпасов. Способ заключается в дополнительном измерении оптико-электронным пеленгатором (ОЭП) спектрально-пространственных параметров изображений излучений, возникающих при падении боеприпасов.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений условий подхода снарядов к мишени. Способ заключается в измерении скоростей снарядов, на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, при этом конструкция неконтактных датчиков выполнена в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении координат пролета снарядов, на основе фиксации комбинации сработавших элементов фотоприемников, определении координат попадания снарядов в электронную мишень на основе фиксации комбинации сработавших элементов линеек фотоприемников, определении при стрельбе залпами групповых ошибок в каждой опытной стрельбе, определении математических ожиданий групповых ошибок, определении средних квадратичных отклонений групповых ошибок, определении средних квадратичных отклонений суммарных ошибок, определении коэффициентов корреляции, осуществлении записи данных о результатах испытаний в блок памяти, осуществлении передачи данных о результатах испытаний через передающее и приемное устройство, устройство согласование на микроЭВМ, определении траектории движения снарядов на основе анализа координат пролета снарядов относительно первого и второго неконтактных датчиков, определении зависимости характеристик рассеивания снарядов от их скоростей движения, индикации на индикаторе координат попадания снарядов в мишень и характеристик рассеивания снарядов, информационно-вычислительная система содержит два разнесенных в пространстве неконтактных датчиков, блок определения параметров движения снарядов, электронную мишень, блок обработки сигналов, приемное устройство, устройство согласования, микроЭВМ, индикатор.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений характеристик рассеиваний снарядов при стрельбе из артиллерийского оружия. Способ заключается в измерении скоростей снарядов на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов относительно двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, при этом конструкция каждого неконтактного датчика выполнена в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении координат пролета снарядов на основе фиксации комбинации сработавших чувствительных элементов фотоприемников, определении координаты попадания снарядов в мишень на основе фиксации комбинации сработавших элементов линеек фотоприемников, определении математического ожидания центра рассеивания снарядов, определении среднего квадратичного отклонения, осуществлении запись данных о скоростях, координатах движения и попадания в мишень снарядов, характеристиках рассеивания снарядов в блок памяти, осуществлении передачи данных через приемное устройство, устройство согласования на микроЭВМ, определении траекторий движения снарядов на основе анализа координат пролета снарядов относительно первого и второго неконтактных датчиков, определении зависимости характеристик рассеивания снарядов от их скоростей движения, выдачи информации на экран индикатора о координатах попадания снарядов в мишень и характеристиках их рассеивания.

Изобретение относится к оборудованию тиров и стрельбищ и может быть использовано при проектировании устройств для проведения соревнований по стрельбе, а также для тренировок спортсменов и проведения аттракционов.

Изобретение относится к технике обучения личного состава стрельбе и предназначено для обучения приемам и тактике стрельбы в условиях, максимально приближенных к реальной боевой обстановке.

Способ относится к области проведения испытаний огневых комплексов для оценки точности попадания в цель различных боеприпасов. Способ определения координат точки падения боеприпаса основан на одновременной регистрации сейсмических и оптических волн, возникающих при ударе о грунт и взрыве боевой части боеприпаса.

Изобретение относится к системам индикации мишени и системам определения попаданий. .

Группа изобретений относится к моторизованной наводке или ориентации элемента в заранее определенном направлении и, в частности, к совмещению орудия с линией визирования.

Изобретение относится к боеприпасам ствольной артиллерии и может быть использовано во взрывателях артиллерийских снарядов. Способ дистанционного подрыва снаряда заключается в том, что во взрыватель снаряда устанавливают несколько датчиков и с их помощью определяют параметры полета конкретного снаряда, по которым устанавливают время срабатывания дистанционного взрывателя. Устанавливают датчик, с помощью которого непрерывно в функции времени регистрируют давление атмосферы в зоне снаряда. Устанавливают датчик положения, с помощью которого фиксируют изменение положения носовой части снаряда по отношению к линии горизонта и дну снаряда. Подключают все датчики и устройство определения положения снаряда к вычислительному устройству взрывателя. Производят выстрел снарядом. Во время полета снаряда непрерывно проводят анализ данных с датчиков, установленных во взрыватель. С помощью вычислительного устройства по заданному алгоритму формируют импульс управления, который подают на исполнительное устройство взрывателя. Вычислительное устройство взрывателя снабжено временным таймером, который работает с момента вылета снаряда из канала ствола. Изобретение позволяет сократить поле рассеивания снарядов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх