Гидробаллистический стенд

Изобретение относится к технике высокоскоростного метания в лабораторных условиях. В гидробаллистическом стенде соосно и последовательно по траектории движения метаемой модели смонтирован вакуумируемый ствол баллистической установки, электромагнитный датчик дульной скорости, вакуумный глушитель с мембраной, камера отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели с иллюминаторами и запорной арматурой, гидродинамическая камера с запорной арматурой. Вакуумный глушитель выполнен подвижным относительно ствола баллистической установки и оснащен иллюминаторами, узел крепления мембраны вакуумного глушителя содержит клапан. Между камерой отделения ведущих частей и гидродинамической камерой дополнительно смонтирован шлюз, содержащий корпус, в который устанавливается гидроизолирующий каркас с отверстием, по оси перекрываемым герметизирующей мембраной, с возможностью ее прорыва метаемой моделью. Гидродинамическая камера состоит из отдельных взаимозаменяемых подвижных секций с иллюминаторами, последняя из которых оснащена уловителем метаемой модели и люком. Технический результат заключается в улучшении условий обслуживания, сокращении времени подготовки, а также повышении качества эксперимента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике высокоскоростного метания в лабораторных условиях и предназначено для гидробаллистических исследований, а точнее, для изучения динамики движения метаемых моделей в жидкости при различных условиях. Может быть использовано для выбора материалов, отработки конструкции и форм метаемых элементов, наблюдения за гидродинамическими процессами, оценки устойчивости преград.

Известны различные по составу и конструкции стенды для гидродинамических исследований.

Гидродинамический стенд для технологических испытаний торпедных аппаратов (подводных пусковых устройств) [1], патент РФ №2203469, МПК F41F 3/10, 2003 г., содержит резервуар с водой, измерительно-регистрирующую и пусковую аппаратуру.

Гидродинамический стенд [2] патент СССР №1210079, МПК G01M, 10.2000 г., в котором с целью повышения экономичности работы предусмотрен сливной бак и насос с необходимой запорной аппаратурой.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности и условиям использования «Экспериментальный баллистический комплекс» [3] патент RU №2591132, МПК F41F 1/00, 01.2006 г., содержащий соосно и последовательно по траектории движения метаемых моделей, вакуумируемый ствол баллистической установки, электромагнитный датчик скорости, вакуумный глушитель, камеру отделения ведущих частей, гидродинамическую камеру.

Взятая за прототип конструкция не позволяет вести наблюдение за процессом разгона метаемой сборки по стволу, отсутствует возможность наблюдения за процессом выхода метаемой сборки из ствола. Вода, попадающая в ходе эксперимента в объем вакуумного глушителя, отрицательно влияет на работу электромагнитного датчика скорости и состояние ускорительного канала метательной установки. Обслуживание установки и подготовку к следующему пуску возможно проводить только после слива воды, что объективно ограничивает объем используемой жидкости, как следствие, длину гидродинамического участка. Крепление разделительной мембраны непосредственно между гидродинамической камерой и камерой отделения ведущих частей не позволяет вести ее оперативную замену, затрудняет процесс подготовки эксперимента. Отсутствует возможность обслуживания пулеприемника (пулеуловителя) без выемки его из гидродинамической камеры.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка конструкции гидробаллистического стенда, не имеющего перечисленных выше недостатков, улучшение условий обслуживания, сокращение времени подготовки, а также повышение качества эксперимента путем использования дополнительных средств контроля, наблюдения и измерений.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что в гидробаллистическом стенде, содержащем расположенные соосно и последовательно по траектории движения метаемой модели вакуумируемый ствол баллистической установки, электромагнитный датчик дульной скорости, вакуумный глушитель с мембраной, камеру отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели с иллюминаторами и запорной арматурой, гидродинамическую камеру с запорной арматурой, предусмотрены следующие отличия. Вакуумный глушитель выполнен подвижным относительно ствола баллистической установки и оснащен иллюминаторами, узел крепления мембраны вакуумного глушителя содержит клапан, а между камерой отделения ведущих частей и гидродинамической камерой дополнительно смонтирован шлюз, в корпус которого установлен гидроизолирующий каркас с отверстием по оси перекрываемым герметизирующей мембраной с возможностью ее прорыва метаемой моделью. Гидродинамическая камера состоит из отдельных взаимозаменяемых подвижных секций с иллюминаторами. Оконечная секция гидродинамической камеры оборудована уловителем метаемой модели и люком.

В вакуумном глушителе предложенного стенда предусмотрено окно из радиопрозрачного материала укомплектованное радаром миллиметрового диапазона.

Сущность изобретения поясняется рисунками.

Фиг. 1 - Гидробаллистический стенд, Фиг. 2 - Шлюз гидробаллистического стенда.

Гидробаллистический стенд Фиг. 1 состоит из пороховой баллистической установки с камерой сгорания (Фиг. 1, поз. 1), ствол которой (Фиг. 1, поз. 2) частично входит в вакуумный глушитель (Фиг. 1, поз. 3) через герметизирующий узел. Объем вакуумного глушителя зависит от объема камеры сгорания баллистической установки. Вакуумный глушитель снабжен герметичными каналами для ввода кабелей регистрации подключаемых к датчику скорости (Фиг. 1, поз. 4). Вакуумный глушитель имеет запорную арматуру посредством которой осуществляется удаление воздуха в период вакуумирования (Фиг. 1, поз. 5), отсос метающих газов после эксперимента в систему вентиляции (Фиг. 1, поз. 6), слив воды поступившей в процессе эксперимента (Фиг. 1, поз. 7). Вакуумный глушитель имеет узел крепления мембраны (Фиг. 1, поз. 8), которая обеспечивает отделение вакуумируемого объема, в период подготовки эксперимента. Узел крепления мембраны (Фиг. 1, поз. 8) имеет клапан. Клапан представляет собой сферу диаметром более диаметра проходного отверстия узла крепления мембраны (Фиг. 1, поз. 8). В качестве сферы может использоваться резиновый мяч, который свободно располагается в камере отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели (Фиг. 1, поз. 9).

Работает клапан следующим образом. При прорыве метаемой моделью (Фиг. 1, поз. Эм) мембраны (Фиг. 1, поз. 8) воздух из камеры отделения ведущих частей (Фиг. 1, поз. 9) начинает поступать в вакуумный глушитель (Фиг. 1, поз. 3). Поток воздуха подхватывает «мяч», который перекрывает отверстие узла крепления мембраны (Фиг. 1, поз. 8). Таким образом, исключается поступление воды в вакуумный глушитель (Фиг. 1, поз. 3). Вакуумный глушитель оборудован иллюминаторами, что позволяет наблюдать за процессом выхода метаемоой модели (Фиг. 1, поз. Эм) из ствола на дистанции от среза электромагнитного датчика дульной скорости до узла крепления мембраны. Наблюдение осуществляется посредством специализированных фото- видеорегистраторов (Фиг. 1, поз. Вр). Обеспечена возможность подсветки области наблюдения импульсными источниками света (Фиг. 1, поз. Ис). В конструкции вакуумного глушителя предусмотрено окно из радиопрозрачного материала, на которое устанавливается радар (Фиг. 1, поз. Р) миллиметрового диапазона. Радар миллиметрового диапазона позволяет получить информацию о динамике разгона метаемоой модели в стволе. Вакуумный глушитель выполнен на подвижной платформе, что позволяет сдвигать его соосно ствола баллистической установки и для оперативной замены мембраны. К фланцу вакуумного глушителя крепиться камера отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели (Фиг. 1, поз. 9). Разделение происходит аэродинамическим методом, длинна аэродинамического участка траектории - 3 м. Камера отделения ведущих частей и поддона имеет иллюминаторы для наблюдения за процессом отделения элементов метаемой сборки от метаемой модели. Камера отделения ведущих частей и поддона имеет запорную арматуру, которая позволяет увеличивать давление воздуха для активизации процессов отделения в ходе эксперимента, сливать либо перекачивать при помощи насоса (Фиг. 1, поз. М) воду после эксперимента. К камере отделения ведущих частей и поддона крепится шлюз (Фиг. 1, поз. 10), в который устанавливается каркас с герметизирующей мембраной. Далее, присоединены секции гидродинамической камеры (Фиг. 1, поз. 11). Секции имеют иллюминаторы, которые позволяют наблюдать за процессами, сопровождающими движение метаемых моделей в режиме суперкавитации на различных скоростях. Секции гидродинамической камеры унифицированы, имеют подвижную платформу, что позволяет изменять длину гидродинамической камеры. В настоящем техническом решении длинна гидродинамической камеры составляет более 10 м. В оконечной секции гидродинамической камеры установлена рама (Фиг. 1, поз. 12), к которой, в зависимости от требований эксперимента, могут крепиться различного рода преграды, на нее же может быть установлен уловитель метаемых моделей. Обслуживание уловителя метаемых моделей осуществляется через люк (Фиг. 1, поз. 13). Гидродинамическая камера имеет запорную арматуру, что обеспечивает возможность заполнения объема камеры водой, слива воды, изменение давления в соответствии с требованиями условий эксперимента.

Шлюз (Фиг. 1, поз. 10) гидробаллистического стенда - (Фиг. 2) состоит из корпуса (Фиг. 2, поз. А) и приваренного к нему патрубка (Фиг. 2, поз. Б). Диаметр отверстия (Фиг. 2, поз .С) равен внутреннему диаметру гидродинамической камеры. На гидроизолирующий каркас (Фиг. 2, поз. Д) крепится герметизирующая мембрана, например из полиэтиленовой пленки, после чего он вставляется в корпус. Посредством прижимных устройств (Фиг. 2, поз. Е) которые одновременно служат направляющими для установки каркаса, прижимается к стенке корпуса, с противоположной стороны которой приварен патрубок с фланцем для крепления шлюза к первой секции гидродинамической камеры.

Гидробаллистический стенд работает следующим образом.

В ствол (Фиг. 1, поз. 2) устанавливается метаемая модель (Фиг. 1, поз. Эм), объем вакуумного глушителя вакуумируется. По достижении форвакуума и завершении подготовительных работ производится выстрел. Ускорение метаемой модели в стволе регистрируется радаром миллиметрового диапазона. Далее метаемоя модель, проходя по датчику скорости генерирует импульсы, которые используются для определения скорости метаемой модели на срезе ствола и запускают генератор задержки синхроимпульсов для запуска приборов подсветки и регистрирующей аппаратуры. Метающие газы, истекающие из ствола, свободно распространяются в вакуумном глушителе. Метаемая модель, двигаясь по траектории, прорывает мембрану, установленную в узле крепления, и выходит в камеру разделения, где под действием воздуха от метаемоой модели отделяются толкающий поддон и ведущие части, которые либо отстают, либо разрушаются. Под действием потока воздуха, истекающего в вакуумный глушитель, срабатывает клапан, отделяя объемы вакуумного глушителя и камеры разделения. Двигаясь далее по траектории, метаемая модель прокалывает мембрану, установленную в шлюзе, и входит в гидродинамическую камеру. Иллюминаторы секций гидродинамической камеры позволяют наблюдать процессы, сопровождающие движение метаемой модели в воде на различных дистанциях. Тем временем, вода из гидродинамической камеры поступает в камеру разделения. Далее в ходе подготовки следующего эксперимента извлекается гидроизолирующий каркас из шлюза, производится замена мембраны. Каркас с мембраной устанавливается обратно в шлюз. Вода из камеры разделения перекачивается насосом обратно в гидродинамический участок. В тоже время, корпус вакуумного глушителя отстыковывается от фланца, содержащего узел крепления мембраны, сдвигается по стволу. Как только уровень воды в камере разделения снизится, может производится открытие клапана и замена мембраны в узле крепления (Фиг. 1, поз. 8). После присоединения корпуса вакуумного глушителя к фланцу и установки метаемой модели в ускорительный канал баллистической установки, стенд готов к проведению следующего эксперимента.

Предложенная конструкция гидробаллистического стенда позволяет проводить аэробаллистические исследования, эксперименты по высокоскоростному взаимодействию метаемых моделей с преградами, наблюдать за гидродинамическими процессами, изучать процессы суперкавитации.

Гидробаллистический стенд используется для выбора материалов, отработки конструкций и форм метаемых моделей, выбора материалов и отработки конструкций ведущих элементов, оценки устойчивости преград из различных материалов к воздействию различных метаемых моделей. Кроме того, позволяет наблюдать процессы, сопровождающие движение метаемых моделей на всей траектории, эффективно совершенствовать как саму метаемую модель, так и конструкцию метаемой сборки. Гидробаллистический стенд обеспечивает уменьшение звука выстрела, полностью локализует метающий газ, который после эксперимента удаляется в систему вентиляции. Исключает выброс воды за пределы экспериментальной установки.

Предложенные технические решения позволяют достаточно быстро заменять мембраны, что сокращает время подготовки эксперимента. Конструкция позволяет использовать широкий спектр контрольно-измерительного регистрирующего оборудования.

Опыт эксплуатации данного гидробаллистического стенда показал, что стенд возможно эффективно использовать в различных баллистических исследованиях.

ЛИТЕРАТУРА

1. «Гидродинамическая установка для модельных испытаний подводных снарядов», патент РФ №2203469, 27.04.2003, Дородных В.П., Царева З.В.

2. «Гидродинамический стенд», патент СССР №1210079, 12.04.1983, Есипенко Е.И., Молочков В.Я.

3. «Эксперементальный баллистический комплекс» патент РФ №2591132 10.07.2016, Бураков В.А., Буркин В.В., Ищенко А.Н., Корольков Л.В., Степанов Е.Ю., Чупашев А.В., Агафонов С.В., Рогаев К.С.

1. Гидробаллистический стенд, включающий расположенные соосно и последовательно по траектории движения метаемой модели вакуумируемый ствол баллистической установки, электромагнитный датчик дульной скорости, вакуумный глушитель с мембраной, камеру отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели с иллюминаторами и запорной арматурой, гидродинамическую камеру с запорной арматурой, отличающийся тем, что вакуумный глушитель выполнен подвижным относительно ствола баллистической установки и оснащен иллюминаторами, а узел крепления мембраны вакуумного глушителя содержит клапан, причем между камерой отделения ведущих частей и гидродинамической камерой дополнительно смонтирован шлюз, содержащий корпус, в который устанавливается гидроизолирующий каркас с герметизирующей мембраной с возможностью ее прорыва метаемой моделью, при этом гидродинамическая камера состоит из отдельных взаимозаменяемых секций, каждая из которых снабжена иллюминатором и последняя из которых оснащена уловителем метаемой модели и люком.

2. Гидробаллистический стенд по п. 1, отличающийся тем, что в вакуумном глушителе предусмотрено окно из радиопрозрачного материала с радаром миллиметрового диапазона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и устройствам, используемым для расчета пропускной способности проектируемых гидравлических трактов транспортных и дозирующих систем в химической, нефтехимической, авиационной, текстильной, лакокрасочной и других отраслях промышленности, в частности узлов транспортирования клеевых составов в сборочных производствах с клеевыми соединениями.

Изобретение относится к области исследования гидравлики трубопроводного транспорта, а именно к стендам для исследования стационарных и нестационарных процессов, возникающих в мультифазных углеводородных потоках.

Изобретение относится к области физического моделирования динамических процессов и может быть использовано для моделирования физических явлений в гидросфере и атмосфере, в частности для моделирования вихревых явлений.

Изобретение относится к области морского транспорта и способам проведения экспериментальных исследований на моделях ледоколов и судов ледового плавания в ледовых опытовых бассейнах.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к экспериментальному определению характеристик остойчивости судов. Предложен способ испытаний моделей корпусов судов, позволяющий оценивать остойчивость судна путем проведения опыта кренования, заключающегося в проведении серии последовательных перемещений на судне крен-балласта в поперечном направлении с целью создания ряда наклонений и измерения соответствующих углов крена.

Изобретение относится к средствам экспериментальной гидромеханики, в частности к способам создания искусственного волнения внутри электропроводящей жидкости (волнопродукторам).

Изобретение относится к области гидродинамики. Предлагается стенд для создания движения группы по меньшей мере двух плавучих объектов в ограниченном пространстве по предварительно заданным траекториям, при этом упомянутые объекты представляют собой продольно вытянутые тела с положительной плавучестью, в передних и задних частях которых установлен магнитный элемент, а на выступающей из жидкости части установлен маркер.

Изобретение относится к устройствам для проведения аэродинамических испытаний. В аквааэродинамической трубе испытания проводятся путем погружения испытуемого объекта в водную среду.
Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использовано в учебном процессе, при проведении лабораторных работ и практических занятий.

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике морских инженерных сооружений и касается методов испытания трансформации волн в опытовом бассейне на наклонном дне и оборудования для его проведения.

Изобретение относится к ракетной технике. Пункт управления пуском ракет содержит комплект средств связи, вспомогательных элементов, оборудования главного зала.

Изобретение относится к ракетным пусковым установкам. Шахтная пусковая установка (ШПУ) содержит шахтное сооружение, металлоконструкцию верхней части пусковой установки, включающую барбет с разъемно установленной защитной крышей.

Изобретение относится к фортификационным сооружениям. Шахтное сооружение командного пункта содержит защитное устройство с верхним и нижним основаниями, составной ствол шахты в виде прямого усеченного конуса, в n секциях которого размещено технологическое, проверочно-пусковое оборудование и технические системы, причем верхнее основание находится на уровне поверхности грунта.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к устройствам пуска с надводных и подводных носителей самоходных необитаемых подводных аппаратов (НПА), и может быть установлено на судах различного назначения.

Изобретение относится к пусковым установкам подводных лодок. Пусковая установка подводной лодки содержит пусковую трубу с верхней забортной и нижней внутриотсечной крышками и их приводами, выводы для подключения магистралей вентиляции, заполнения, осушения и уравнивания давления.

Изобретение относится к вооружению, в частности к способам изготовления разрушаемой крышки пусковой трубы. Способ изготовления разрушаемой крышки пусковой трубы, содержащей сферический сегмент из стеклопластика, включает обеспечение ответной базовой матрицы из материала, идентичного материалу сферического сегмента, контактное формование заготовки сферического сегмента путем нанесения на ответную базовую матрицу стеклоткани, пропитанной связующим, отверждение связующего, причем при формовании сферического сегмента формируют, по меньшей мере, два подслоя стеклопластика так, чтобы толщина предыдущего подслоя была равна толщине последующего подслоя, при этом последующий подслой наносят поверх предыдущего подслоя после частичного отверждения связующего предыдущего подслоя, механическую обработку заготовки сферического сегмента с обеспечением заданных размеров, разделение сферического сегмента на доли с образованием щелевых зазоров, заполнение щелевых зазоров заливочной композицией меньшей прочности, чем прочность материала сферического сегмента, с образованием единого сферического сегмента.

Изобретение относится к пусковым установкам подводных аппаратов и может быть использовано для запуска беспилотного летательного аппарата из-под воды. Для скрытного перемещения под водой беспилотного летательного аппарата (БЛА) и выхода его на стартовую позицию БЛА перемещают в составе транспортно-пускового контейнера подводного аппарата.

Изобретение относится к подводному кораблестроению. Предложена подводная лодка, которая имеет расположенные между прочным и наружным корпусами лодки или на поверхности лодки герметичные контейнеры с ракетами, закрепленные с возможностью управляемого отделения, причем каждый контейнер содержит крышку с носовым газогенератором, ракету, устройство минометного старта и задний ракетный двигатель.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для имитации старта ракеты из подводной лодки. Система имитации условий подводного старта ракеты из пусковой установки (ПУ) в наземных условиях содержит пусковую трубу на наземных силовых опорах с макетом ракеты с обтюрирующим поясом, датчиками перемещений, скорости и ускорения, аппаратуру управления, газогенератор, переходный отсек, опоры качения для движения макета ракеты по направляющим вдоль оси пусковой трубы, два силовых цилиндра пневматической поршневой системы с поршнями, штоками и длиной больше длины пусковой трубы, коллектор с входным и выходным с изменяющейся площадью поперечного сечения дросселем трубопроводами, баллон высокого давления, устройства измерения давления и температуры газа, систему замера площади отверстия дросселя.

Изобретение относится к области конструкций разрушаемых крышек пусковых труб и средств защиты технологических сосудов, работающих под давлением. Крышка выполнена в виде разделенного на доли сферического сегмента с опорным кольцом.

Изобретение относится к технике высокоскоростного метания в лабораторных условиях. В гидробаллистическом стенде соосно и последовательно по траектории движения метаемой модели смонтирован вакуумируемый ствол баллистической установки, электромагнитный датчик дульной скорости, вакуумный глушитель с мембраной, камера отделения ведущих частей и поддона от метаемой модели с иллюминаторами и запорной арматурой, гидродинамическая камера с запорной арматурой. Вакуумный глушитель выполнен подвижным относительно ствола баллистической установки и оснащен иллюминаторами, узел крепления мембраны вакуумного глушителя содержит клапан. Между камерой отделения ведущих частей и гидродинамической камерой дополнительно смонтирован шлюз, содержащий корпус, в который устанавливается гидроизолирующий каркас с отверстием, по оси перекрываемым герметизирующей мембраной, с возможностью ее прорыва метаемой моделью. Гидродинамическая камера состоит из отдельных взаимозаменяемых подвижных секций с иллюминаторами, последняя из которых оснащена уловителем метаемой модели и люком. Технический результат заключается в улучшении условий обслуживания, сокращении времени подготовки, а также повышении качества эксперимента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх