СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ОСКОЛОЧНОГО БОЕПРИПАСА С НЕОСЕСИММЕТРИЧНЫМ ПОЛЕМ РАЗЛЕТА ОСКОЛКОВ
METHOD FOR TESTING AXISYMMETRIC FRAGMENTATION AMMUNITION WITH NONAXISYMMETRIC FRAGMENT EXPANSION FIELD

Изобретение относится к способам испытания осколочных боеприпасов и может быть использовано при испытаниях осесимметричных боеприпасов естественного и заданного дробления с неосесимметричными осколочными полями. Известно [1], что для оценки эффективности действия осколочных боеприпасов по различным целям необходимо знать распределения осколков по количеству, их массам и начальным скоростям в заданном пространстве поражения цели.
3
Известен способ определения характеристик осколочного поля боеприпасов [2], заключающийся в подрыве боеприпаса, расположенного горизонтально в центре полуцилиндрической мишени с помощью системы инициирования, при этом подрыв боеприпаса осуществляют во взрывной камере, получают временную зависимость фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля, относительно момента подрыва боеприпаса путем установки радиолокационного измерителя скорости так, что ось диаграммы направленности антенны составляет с плоскостью, проходящей через продольную ось боеприпаса и продольную ось щели взрывной камеры, острый угол а, фильтрации частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля при его нахождении в пределах диаграммы направленности радиолокационного измерителя скорости, определении скорости лидирующих и замыкающих осколков, средней скорости и глубины осколочного поля по временной зависимости фильтрованных частот Доплера сигналов, отраженных от части осколочного поля, относительно момента подрыва боеприпаса, при этом дополнительно вводят полуцилиндрическую мишень, выполненную в виде N секторов неконтактных датчиков, причем каждый сектор состоит из трех перпендикулярных матриц излучателей и матриц чувствительных элементов линеек фотоприемников, определяют дифференциальный закон распределения осколков по направлениям разлета в каждом эшелоне осколочного поля боеприпаса на основе последовательной фиксации комбинаций координат сработавших элементов матрицы чувствительных элементов линеек фотоприемника в картинной плоскости, относительно первой строки матрицы чувствительных элементов линейки фотоприемников, расположенных по оси X, определяют массу осколков в соответствии с выражением  где  - количество одновременно сработавших элементов, k - линейные размеры чувствительных элементов линеек фотоприемников, мм, ρ - плотность материала корпуса боеприпаса, кг/м, определяют закон распределения осколков по массе в каждом эшелоне осколочного поля боеприпасов на основе последовательной фиксации комбинации координат срабатывания элементов матрицы чувствительных элементов фотоприемников в пространстве, относительно первой строки матрицы чувствительных элементов линейки фотоприемника, расположенных по оси X, определяют количество эшелонов осколочного поля боеприпаса, на основе определения последовательностей срабатывания первой строки элементов матрицы чувствительных элементов линейки фотоприемника, расположенной по оси X, определяют динамику изменения распределения осколков по направлению и массе в каждом эшелоне осколочного поля боеприпаса, на основе фиксации комбинаций сработавших элементов матрицы чувствительных элементов линейки фотоприемника в пространстве относительно каждой строки элементов матрицы чувствительных элементов фотоприемников, расположенных по оси Z.
Общими существенными признаками с заявляемым техническим решением являются подрыв осесимметричного боеприпаса с помощью системы инициирования, определение закона распределения осколков по направлениям разлета, закона распределения осколков по массе.
Недостатком вышеуказанного способа является невозможность определения с его помощью количественных характеристик осколочного поля боеприпаса по массам, скоростям, форме и размерам осколков для осесимметричных боеприпасов с неосесимметричными осколочными полями.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ испытания осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков [3], включающий подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат, регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, при этом оценку качественных и количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков осуществляют посредством регистрации, записи и последующей обработки сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам.
Основным недостатком вышеуказанного способа также является низкая точность осуществления с его помощью оценки количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков для осесимметричных боеприпасов с неосесимметричными осколочными полями из-за неопределенности ориентации боеприпаса относительно профилированной мишенной стенки, а также неосесимметричности осколочного поля для осесимметричных боеприпасов с нецентральным инициированием.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа испытаний осесимметричных боеприпасов с неосесимметричными осколочными полями с достижением технического результата, заключающегося в повышении точности оценки количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков для такого типа боеприпасов.
Решение технической задачи и получение указанного технического результата достигается тем, что в способе испытания осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков, включающем подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение в центре профилированной мишенной стенки, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат, регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, регистрацию, запись и последующую обработку сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам, оценку количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков, согласно изобретению испытываемый боеприпас устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной мишенной стенки, профилированную мишенную стенку выполняют круговой, неосесимметричное поле разлета осколков формируют путем нецентрального инициирования боеприпаса, определение количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков производят для всех возможных комбинаций узлов нецентрального инициирования боеприпаса.
Новыми существенными признаками изобретения являются:
- боеприпас устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной мишенной стенки;
- профилированную мишенную стенку выполняюткруговой;
- неосесимметричное поле разлета осколков формируют путем нецентрального инициирования боеприпаса;
- определение количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков производят для всех возможных комбинаций узлов нецентрального инициирования боеприпаса.
Новая совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи с достижением заявленного технического результата, а именно, повышения точности определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков для боеприпасов с неосесимметричными осколочными полями.
Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных технических решениях не обнаружено, что характеризует соответствие рассматриваемого технического решения критерию «новизна».
Изложенная выше совокупность новых существенных признаков в сочетании с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением требуемого технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники.
На чертеже приведена типовая схема реализации предлагаемого способа, где:
1. Испытываемый боеприпас.
2. Круговая профилированная мишенная стенка.
3. Электретные датчики.
4. Блок определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков.
R - расстояние между боеприпасом и круговой профилированной мишенной стенкой.
Заявляемый способ является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по определению количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков для боеприпасов с неосесимметричными осколочными полями.
Пример реализации заявляемого способа. Испытываемый осесимметричный осколочный боеприпас 1 с неосесимметричным полем разлета осколков устанавливают так, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью профилированной мишенной стенки в центре круговой профилированной мишенной стенки 2, размеченной на зоны, соответствующие направлениям разлета осколков в принятой системе координат и осуществляют его подрыв. Сформированное в результате подрыва боеприпаса неосесимметричное осколочное поле попадает в электретные датчики 3 круговой профилированной мишенной стенки 2. Электретные датчики 3 формируют электрические сигналы, которые поступают на вход блока 4 определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков. Далее с помощью блока 4 определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков осуществляют регистрацию попаданий, улавливание и подсчет числа осколков, попадающих в каждую зону, измерение размеров и площади пробоин, регистрацию, запись и последующую обработку сигналов с электретных датчиков, размещенных по соответствующим зонам мишенной стенки и равным им по размерам, оценку количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков, при этом неосесимметричное поле разлета осколков формируют путем нецентрального инициирования боеприпаса 1, определение количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков производят для всех возможных комбинаций узлов нецентрального инициирования боеприпаса.
Количество возможных комбинаций N узлов нецентрального инициирования боеприпаса определяется суммой  - возможных сочетаний из n по m:
где n - количество точек инициирования;
m - возможные сочетания узлов инициирования (m=1, n).
определяется известной формулой [4]:
Например, для случая 4-х узлов инициирования количество возможных комбинаций составляет для:
где «V» - означает логическое «или»,
«+» - означает логическое «и»,
всего N=15 возможных комбинаций.
Использование предлагаемого способа обеспечивает возможность определения количественных характеристик осколочного поля по массам, скоростям, форме и размерам осколков для осесимметричных боеприпасов с неосесимметричными осколочными полями.
Источники информации
1. Авиационные боеприпасы. Под ред. В.А. Кузнецова, М: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1968 г.
2. Патент RU 2519611. Способ определения характеристик осколочного поля боеприпасов и устройство для его осуществления. МПК F42 В 35/00, опубл.20.06.2014 г.
3. Патент RU 2493538. Способ испытания осколочного боеприпаса с осесимметричным полем разлета осколков и стенд для его реализации (прототип). МПК F42B 35/00, опубл.20.09.2013 г.
4. Виленкин Н.Я. Популярная комбинаторика. М. Наука. 1975 г.