Комплекс для оценки эффективности электромагнитной защиты бронеобъектов от средств поражения с неконтактным взрывным устройством
COMPLEX FOR ESTIMATING EFFICIENCY OF ELECTROMAGNETIC PROTECTION OF ARMORED OBJECTS FROM DESTRUCTION MEANS WITH A NON-CONTACT EXPLOSIVE DEVICE

Изобретение относится к области оборонной техники и может быть использовано для оценки эффективности электромагнитной защиты бронеобъектов от ПТРК, снабженных неконтактными магнитными взрывными устройствами (НВУ) для поражения целей при пролете сверху.
Экспериментальную оценку эффективности устройств электромагнитной защиты можно осуществлять путем набора статистики фактов срабатывания аналога НВУ в заданных зоне и скорости пролета над целью. Такой пролет аналога НВУ целесообразно осуществлять например, с помощью пневматического стреляющего устройства.
Известно пневматическое устройство [1], которое содержит накопительный резервуар со сжатым воздухом, поступающим от источника, к резервуару присоединена пусковая труба (ПТ). При определенной величине давления воздух освобождается для пуска снаряда. Общими с заявленным устройством признаками являются: использование энергии сжатого воздуха для стрельбы и ПТ. Однако известное устройство не позволяет обеспечить повторяемость параметров пусков.
Известно также устройство [2], с помощью которого осуществляется доставка материалов по назначению. Устройство включает в себя ПТ, в которой имеется отверстие для подачи воздуха высокого давления, и снаряд. Общими с заявленным устройством признаками являются: использование энергии сжатого воздуха для стрельбы и ПТ. Недостатками известного устройства являются: невысокая надежность его работы и ограниченность массы доставляемого материала.
Известно также устройство [3], которое является наиболее близким к заявляемому изобретению по техническому результату и техническому решению задачи, принятое в качестве прототипа, содержащее ствол, источник сжатого воздуха, канал, соединяющий источник сжатого воздуха со стволом, блокиратор и клапан. Блокиратор перекрывает канал, соединяющий источник сжатого воздуха со стволом, клапан расположен вне ствола, соединен с источником сжатого воздуха и управляет блокиратором. При срабатывании клапана блокиратор открывает канал, соединяющий ствол с источником сжатого воздуха, что обеспечивает подачу сжатого воздуха в ствол. Общими с заявленным устройством признаками являются: использование энергии сжатого воздуха для стрельбы и ствола - ПТ. Однако известное устройство имеет ограниченные возможности, т.к. не обеспечивает:
- многократное воспроизведение заданной траектории и скорости пролета снаряда;
- регистрацию параметров пролета;
- работоспособность снаряда после выстрела.
Заявленное изобретение свободно от указанных недостатков. Проблема, которую решает предлагаемое изобретение, состоит в
создании комплекса, обеспечивающего имитацию работы НВУ управляемого противотанкового снаряда типа шведского комплекса Bill 2, предназначенного для поражения бронеобъектов при пролете над целью, при этом аналог НВУ должен представлять собой устройство, дистанционно измеряющее градиент магнитного поля над бронеобъектом.
Заявленное изобретение в отличие от указанного прототипа должно обеспечивать:
- форсированный разгон аналога НВУ;
- движение аналога НВУ на рабочем участке траектории с практически постоянной скоростью;
- устойчивое срабатывание аналога НВУ в зоне поражения исследуемого объекта при многократном воспроизведении движения аналога НВУ;
- безударное торможение аналога НВУ после пролета зоны поражения бронеобъекта;
- возможность многократного использования аналога НВУ, в котором производится запись требуемых параметров (скорость пролета, момент срабатывания и др.).
Техническим результатом является получение данных для оценки эффективности работы электромагнитной защиты бронеобъектов:
- средней скорости движения аналога НВУ на рабочем участке магистрали;
- расстояние от переднего среза испытуемого объекта до точки срабатывания порогового устройства аналога НВУ.
Это достигается в комплексе, содержащем ПТ из магнитопроницаемого материала, соединенную с источником сжатого воздуха, элементы регулировки подачи воздуха, аналог НВУ, находящийся внутри ПТ и предназначенный для дистанционного измерения градиента магнитного поля бронеобъекта, преобразования полученных сигналов в цифровую форму, их регистрации и последующего ввода с помощью пульта связи в персональный компьютер (ПК), при этом ПТ разделена на две части антикомпрессионной вставкой, в одной из которых обеспечивается движение аналога НВУ, а во второй - плавное его торможение с помощью сжимаемого в ПТ воздуха, истекающего через отверстие торцевой заглушки, установленной на свободном конце ПТ.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид комплекса в рабочем положении;
на фиг. 2 - внешний вид аналога НВУ;
на фиг. 3 - структурная схема аналога НВУ;
на фиг. 4 - результаты определения скорости движения и координаты срабатывания аналога НВУ.
Комплекс, фиг. 1, содержит ПТ 1, компрессор 2, ресивер 3, аналог НВУ 4, пульт связи 5 и компьютер 6.
ПТ 1, выполненная из магнипроницаемого материала, состоит из двух частей: рабочей (участок разгона, мерный участок, зона срабатывания) и тормозной. Между рабочей и тормозной частями установлена антикомпрессионная вставка 7. На рабочей части снаружи ПТ 1 установлены металлические маркеры 8, по отметкам о прохождении мимо которых аналога НВУ 4 определяются:
- средняя скорость движения аналога НВУ 4 (по отметкам о времени прохождения мимо трех металлических маркеров 8 на мерном участке);
- координаты срабатывания аналога НВУ 4 в зоне срабатывания, ограниченной положениями третьего металлического маркера и передней границы бронеобъекта.
С одного конца ПТ 1 через шаровой кран 9 соединена с ресивером 3, а с другого конца закрыта торцевой заглушкой 11, имеющей отверстие для истечения сжимаемого при движении аналога НВУ 4 воздуха. Внутри ПТ 1 расположен аналог НВУ 4, имеющий возможность перемещения под воздействием сжатого воздуха.
Пульт связи 5 предназначен для соединения с помощью USB интерфейса аналога НВУ и ПК 6 для обработки информации после эксперимента.
Аналог НВУ 4, фиг. 2, представляет собой металлический магнитопроницаемый цилиндр с двумя компрессионными поясками и двумя резьбовыми крышками на торцах. Обе заглушки защищают находящиеся внутри электронные устройства, причем за легкосъемной задней находятся переключатель чувствительности и разъем USB интерфейса.
Аналог НВУ 1, структурная схема которого приведена на фиг. 3, представляет собой последовательно соединенные градиентный датчик магнитного поля 12, дифференциальный усилитель 13 с переключателем коэффициентом усиления, интегратор 14, фильтр верхних 15 и нижних частот 16, двухпороговый компаратор 17, регистратор 18 и USB интерфейс 19.
Все указанные устройства аналога НВУ 4 и пульт связи 5 собраны по известным схемным решениям, выполнены на известной элементной базе электронной техники.
Работа предлагаемого комплекса осуществляется следующим образом.
Сначала готовят комплекс к пуску аналога НВУ 4. Для этого ПТ 1 отсоединяют от шарового крана 9, отодвигают ресивер 3 и вставляют в рабочую часть ПТ 1 подготовленный к пуску аналог НВУ 4, после чего снова присоединяют ресивер 3. Включают компрессор 2 для заполнения ресивера 3 сжатым воздухом до требуемого давления, величина которого контролируется манометром. После достижения требуемой величины давления воздуха в ресивере 3 для пуска аналога НВУ 4 резко открывают шаровой кран 9, в результате чего сжатый воздух приводит в движение аналог НВУ 4, который разгоняется и далее движется с постоянной скоростью до пролета антикомпрессионной вставки 7, через отверстия в которой вытекает воздух, находящийся перед аналогом НВУ 4. После пролета антикомпрессионной вставки 7 начинается торможение аналога НВУ 4 за счет упругости сжимаемого впереди него воздуха. Диаметр стравливающего отверстия в торцевой заглушке 11, длина тормозной части ПТ 1, зазоры в ПТ 1 выбраны таким образом, что останов аналога НВУ 4 и начало его движения в обратном направлении происходят на расстоянии 25…400 мм (в зависимости от начального давления в ресивере 3) от торцевой заглушки 11. Это позволяет исключить удар аналога НВУ 4 в торцевую заглушку 11 и тем самым дает возможность использовать аналог НВУ 4 многократно.
Работа аналога НВУ 4 состоит в том, что при приближении его к объекту, обладающему магнитной массой и вносящему искажения в магнитное поле Земли, на входе градиентного датчика магнитного поля 12, представляющего собой две намотанные навстречу друг другу катушки, последовательно соединенные и разнесенные на расстояние 60 мм одна от другой вдоль оси датчика, появляется сигнал, величина которого определяется градиентом магнитного поля. Далее сигнал в зависимости от положения переключателя коэффициента усиления усиливается дифференциальным усилителем 13 до требуемой величины, с помощью интегратора 14 обеспечивается независимость величины этого сигнала от его частоты, фильтрами 15 и 16 осуществляется защита от помех, после чего сигнал поступает на один из входов регистратора 18 и на вход двухпорогового компаратора 16 и с выхода его на другой вход регистратора 18. Два разнополярных, но равных по модулю порога двухпорогового компаратора 16 обеспечивают срабатывание аналога НВУ 4 как при положительном, так и отрицательном градиенте магнитного поля Земли. Под управлением микропроцессора оба сигнала преобразуются в цифровые коды и запоминаются во флэш-памяти регистратора 18. При заданных параметрах дифференциального усилителя 13 и фильтров 15 и 16 имеется возможность определения расстояния до объекта с магнитной массой по моменту превышения выходным сигналом установленных порогов.
Первичным источником питания аналога НВУ 4 во время движения в ПТ 1 являются предварительно заряженные ионисторы, заряд которых производится через кабель USB интерфейса 19 от ПК 6. Время заряда составляет 15 мин, заряд сохраняется в течение нескольких часов.
Включение схемы аналога НВУ 4 производится за 1-2 с до пуска дистанционно с помощью постоянного магнита.
По окончании регистрации электропитание аналога НВУ 4 автоматически отключается, аналог НВУ 4 извлекается из ПТ 1. Отвернув заднюю резьбовую крышку корпуса аналога НВУ 4, соединяют его выходной разъем через пульт связи 5 с портом USB ПК 6. Далее зарегистрированная информация из памяти аналога НВУ 4 поступает в ПК 6 для обработки с использованием программного обеспечения комплекса.
Подготовка к обработке информации состоит в определении на экране ПК 6 расстояний между сигналами от металлических маркеров и выборе канала (номер эксперимента) для зачета.
Полученные в результате обработки данные высвечиваются на экране ПК 6. Пример результата такой обработки приведен на фиг. 4. В окне СКОРОСТЬ, М/С отображена средняя скорость движения аналога НВУ 4 в м/с, а в окне СРАБАТЫВАНИЕ, М отображено расстояние в метрах от среза испытуемого бронеобъекта до точки срабатывания двухпорогового компаратора 17 аналога НВУ 4. Далее следует осуществить выход из программы.
Статистические данные, получаемые с использованием предлагаемого комплекса, позволяют в условиях значительного сокращения материальных средств и времени с достаточной достоверностью оценить эффективность устройств электроманитной защиты бронеобъектов от средств поражения с неконтактными устройствами для поражения целей на пролете сверху.
Источники информации
1. Патент США №5365913 от 22.11.94. Заявка №9393158 от 20.07.93.
2. Патент №2304269 от 10.08.07. Заявка №2005140175 от 23.12.05.
3. Патент США №5370033 от 06.12.94. Заявка №93129726 от 30.09.93 (прототип).