МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК БЫСТРОПЕРЕМЕЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА

Полезная модель относится к области испытания вооружения, в частности к испытанию боевых частей (БЧ) ракет реактивной системы залпового огня и может быть использовано на полигонах, опытных научно-исследовательских площадках и т.д. при создании многофункционального измерительного комплекса для определения характеристик быстроперемещающегося объекта, а конкретно поражающего элемента (ПЭ), на всех этапах его формирования.
Известен комплекс для испытания боевого снаряжения зенитных управляемых ракет и снарядов, патент RU №2205352, опубликован 27.05.03 г. Данный комплекс включает экспериментально-испытательную трассу, объект испытания в виде неконтактного взрывного устройства с боевой частью, средство запуска объекта испытания, представляющее собой установку зенитного ракетного комплекса, имитатор цели в виде макета самолета и блок регистрирующей аппаратуры, содержащий излучающую антенну, размещенную на зенитном ракетном комплексе, принимающую антенну, входящую в состав неконтактного взрывного устройства и модуль обработки сигналов. По характеру поражения имитируемой цели определяется эффективность согласования круговой диаграммы направленности срабатывания неконтактного взрывного устройства и поля разлета осколков боевой части.
Недостатком данного измерительного комплекса является его ограниченные функциональные возможности, которые не позволяют определить весь комплекс характеристик исследуемого быстроперемещающегося объекта, т.е. немногофункциональность.
Известен многофункциональный измерительный комплекс для определения характеристик быстроперемещающихся объектов, в частности боевых частей ракетно-артиллерийского вооружения (Известия Российской Академии Ракетных и Артиллерийских наук, №3, 2006 г., стр.65, М. 2006 г.), который был выбран в качестве прототипа по наибольшему количеству сходных признаков и решаемой задаче. Данный комплекс включает в себя экспериментально-испытательную трассу (площадку для функциональной отработки ракетно-артиллерийского вооружения), объект испытания, представляющий собой БЧ ракеты, средство запуска объекта испытания, представляющее собой разгонное устройство, перемещаемое по трассе вместе с объектом испытания, блок регистрирующей аппаратуры и имитатор цели, которым может быть объект различной формы, в зависимости от типа исследования, например, бронеплита, контейнер с песком и т.д. Имитатор цели может быть снабжен динамической защитой, а блок регистрирующей аппаратуры содержит синхронно-балистическую фотокамеру, импульсный источник света, электронно-оптические фотокамеры, скоростную фотокамеру и фотоприемники, установленные вдоль трассы, фиксирующие процесс перемещения объекта испытания по трассе.
Недостатком данного комплекса является невозможность получения достаточной информации о форме и пространственном положении объекта исследования, который представляет собой поражающий элемент, формирующийся в процессе перемещения по трассе, а также запреградной скорости (во время и после прохождения объектом исследования имитатора цели).
Задачей, стоящей в данной области техники и на решение которой направлено предлагаемое решение, является создание условий для проведения приемо-сдаточных испытаний в процессе производства боевых частей, в частности снарядоформирующих (СФБЧ), определения их боевых характеристик в соответствии с заданными по ТЗ. Необходимые условия могут быть обеспечены созданием многофункционального комплекса для
исследования и испытания БЧ, включающего сооружения, измерительное оборудование и различные устройства, в максимальной степени приспособленные для решения задач газодинамический испытаний и экспериментальных исследований: калибровка численных методов, исследование процессов формирования ПЭ, определение параметров ПЭ на различных дистанциях и т.д.
Техническим результатом заявляемого решения является расширение функциональных возможностей измерительного комплекса путем объединение различных исследований по определению характеристик объекта испытания в один опыт.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в многофункциональном измерительном комплексе для определения характеристик быстроперемещающегося объекта, содержащем экспериментально-испытательную трассу, объект испытания, средство запуска объекта испытания, блок регистрирующей аппаратуры, фиксирующий процесс перемещения объекта исследования по трассе, и имитатор цели, средство запуска объекта испытания включает в себя оптическую систему прицеливания и заряд взрывчатого вещества, а блок регистрирующей аппаратуры, фиксирующий процесс перемещения объекта испытания по трассе включает в себя по крайней мере одну радиолокационную установку, а также размещенные по разные стороны трека и под углом к его поверхности переносные рентгеновские установки, причем имитатор цели выполнен из набора мишеней, первой из которых, по направлению движения поражающего элемента, размещена пробиваемая мишень, а следующая за ней, выполненная из нескольких слоев, задерживающая осколки мишень.
Измерительный комплекс может быть снабжен стационарной рентгеновской установкой,
Вдоль трассы могут быть установлены электроконтактные датчики
Включение в средство запуска объекта исследования оптической системы прицеливания и заряда ВВ позволяет сформировать поражающий элемент, установить на требуемом расстоянии от средства запуска имитатор цели и с большой точностью попасть в него.
Использование радиолокационной установки позволяет производить непрерывную регистрацию скорости движения в зависимости от времени поражающего элемента на трассе.
Переносные рентгеновские установки, размещенные по разные стороны трассы и под углом к ее поверхности позволяют производить многоракурсную, многократную съемку процесса перемещения, формирования и пространственного положения ПЭ.
Выполнение имитатора цели из набора мишеней, первой из которых, по направлению движения поражающего элемента, размещена пробиваемая мишень, а следующая за ней, выполненная из нескольких слоев, задерживающая осколки мишень, позволяет определить характеристики запреградного осколочного поля, определить количество убойных осколков.
Электроконтактные датчики регистрируют время полета ПЭ на заданных отрезках траектории
На фиг.1 приведена общая схема заявляемого измерительного комплекса.
На фиг.2 - общий вид экспериментально-испытательной трассы.
На фиг.3 - общий вид рентгеновских установок.
На фиг.4 - рентгеновские снимки ПЭ на двух дистанциях в двух взаимно ортогональных ракурсах.
На фиг.5 - кинограмма полета ПЭ по траектории.
На фиг.6 -. фотографии полета ПЭ.
На фиг.7 - график скорости ПЭ, полученный после обработки сигналов от двух радиолокационных установок.
На фиг.8 - фотографии пробиваемой мишени и задерживающей осколки.
Пояснение к фиг.1:
1 - экспериментально-испытательная трасса;
2 - объект испытания с зарядом ВВ;
3 - оптическая система прицеливания;
4 - переносные рентгеновские установки;
5 - имитатор цели;
6 - улавливатель запреградных осколков;
7 - радиолокационные установки;
8 - скоростная видео-камера;
9 - кинокамера;
10, 11 - видеокамеры, фиксирующие подлет ПЭ к имитатору цели и его поражение.
Примером конкретного исполнения заявляемого устройства может служить созданный на предприятии измерительный комплекс. В этот комплекс входит экспериментально-испытательная трасса, представляющая собой трассу из песчаной насыпи длинной 200 м, высотой 0,6-1 м, шириной 3 м., покрытую бетонными плитами. Вдоль трассы выполнено несколько расширенных площадок для размещения и хранения сменного оборудования. Для обеспечения измерений, под землей в металлических трубах, проведены кабельные линии, имеющие выход в бронеколодцы с электрическими разъемами, расположенные около расширенных площадок. Комплекс расположенных на трассе приспособлений обеспечивает с заданной точностью быструю удобную установку и фиксацию испытываемой СФБЧ, которая представляет собой установленный в корпусе заряд ВВ с облицовкой, из которой и будет сформирован ПЭ - объект исследования. СФБЧ снабжена оптической системой прицеливания в виде трубки холодного прицеливания (ТХП), установленной в оправку на корпусе СФБЧ. Трасса снабжена высокоскоростными цветными цифровыми видеоустановками VS-Fast, видеокамерой АКС-4М и компактными, весом 3 кг., радиолокационными установками с λ=2,8 см. Рентгеновские установки в
количестве 4-10 шт. размещают напротив друг друга попарно с обеих сторон предполагаемой траектории перемещения ПЭ. Диапазон рабочих температур эксплуатации рентгеновских установок от -25°С до +60°С. Разрядник рассчитан на напряжение 200 кВ, наполнен водородом под давлением, что обеспечивает ресурс более 1 млн включений и разброс амплитуды импульсов напряжения, формируемых на рентгеновской трубке ±3%. Диаметр фокусного пятна 1,5 мм, длительность импульса 5нс. Имитатор цели представляет собой набор мишеней: пробиваемую, выполненную из дюралюминиевого листа толщиной 2...3 мм, и задерживающую осколки, выполненную в виде пакета из фанерных листов, общей толщиной до 100 мм. Стационарная рентгеновская установка размещена в каземате. Длительность импульса не более 100 нс, размер фокусного пятна не более 4 мм, энергия излучения от 0,2 до 2 Мэв, просвечивающая способность 100 мм железа.
Работа измерительного комплекса осуществляется следующим образом. После сборки экспериментально-испытательной трассы 1 и укомплектовании ее всем необходимым измерительным оборудованием, устанавливают СФБЧ 2, на расстоянии до 200 м от имитатора цели 5 на линии прицеливания, которая размечается на высоте ~1,5 м от поверхности трассы экспериментально-испытательной трассы 1. Наведение на мишень производится с помощью оптической системы прицеливания 3 с коэффициентом увеличения в 5 раз. Для определения неизменности прицеливания после снятия ТХП положение корпуса СФБЧ 3 контролируется лучом лазера. Погрешность попадания в мишень составляет не более 20 см. После подрыва СФБЧ 2, начинает формироваться и перемещаться объект исследования - поражающий элемент. Переносные рентгеновские установки 4 фиксируют процесс формирования ПЭ и позволяют получить качественные рентгеновские теневые снимки формы и пространственного положения ПЭ в разные моменты времени. Радиолокационные установки 7 позволяют измерять скорость движения ПЭ с погрешностью не более 20 м/с на расстоянии 50 м. После опыта информация
считывается с монитора в виде графической зависимости скорости движения от времени. Скоростные видео установки 8, 10, 11 и кинокамера 9 производят съемку процесса полета ПЭ, его разделение, взаимодействие с имитатором преграды. По размеру отверстия в дюралюминиевом листе имитатора цели 6 в соответствии с ОСТ определяют убойные осколки. Методика откалибрована с помощью ПЭ различной массы и скорости. Использование заявляемого измерительного комплекса позволяет получить широкий спектр характеристик ПЭ на начальной стадии его формирования, в процессе полета по всей траектории, а также при пробитии имитатора цели и запреградного воздействия.