УДАРНЫЙ СТЕНД

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к баллистическим установкам, предназначенным для испытания на ударные воздействия конструкций различного назначения, материалов, приборов и т.п.
Известна установка для ударных испытаний, (см. С.А.Новиков, В.А.Петров, В.А.Сушков, В.Н.Хворостин «Установки взрывного типа для механических испытаний» Новосибирск, АН СССР Сибирское отделение, 1989 г) содержащая одну или несколько взрывных камер, разгонный, дренажный и тормозной отсеки. Для снижения уровня начальных пиковых давлений продуктов взрыва на объект испытаний, применены разделительные перегородки с дроссельными отверстиями. Исходя из условий снижения пиковых нагрузок выбирается степень дросселирования (отношение суммарной площади дроссельных отверстий к площади поперечного сечения разгонного отсека) продуктов взрыва в установке. По мере разгона объекта испытаний давление в разгонном отсеке резко падает, ускорение ОИ уменьшается и после прохождения им дренажных отверстий дренажного отсека, скорость ОИ становится постоянной.
Недостатком данной установки являются ограниченные возможности разгона ОИ до высоких скоростей без увеличения величины нагрузки действующей на ОИ в начальный момент разгона, поскольку источником энергии для разгона является ВВ, находящееся во взрывной камере. Увеличение скорости может быть достигнуто только за счет увеличения массы ВВ. Значительное же увеличение массы ВВ невозможно из-за ограниченной прочности элементов конструкции установки, подвергающихся непосредственному воздействию взрыва ВВ (взрывная камера, пробка взрывной камеры, перегородки с дроссельными отверстиями и т.п.).
Известно диафрагменное метательное устройство принятое за прототип (см. Н.А.Златин, А.П.Красильщиков, Г.И.Мишин, Н.Н.Попов. «Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях» М. Наука 1974 г. л.28) содержащее ударную камеру, диафрагму, камеру с легким газом, диафрагму перед моделью, поддон, модель, ствол и баллистический тир.
Принцип действия основан на том, что продукты взрыва после подрыва ВВ в ударной камере прорывают диафрагму, отделяющую легкий газ от ударной камеры, после чего ударная волна обеспечивает интенсивный разогрев легкого газа, находящегося в камере, который в свою очередь обеспечивает метание модели (объекта испытаний, ОИ).
Недостатком данной установки является пониженная стабильность скорости метания, трудности осуществления повторяемости процесса открытия диафрагмы и невозможность изменения параметров нагружающего
импульса (соотношения максимальной величины нагрузки, времени нарастания нагрузки от 0 до максимума, суммарного времени действия нагрузки т.п.) в широких пределах с прогнозированием заданных соотношений этих величин.
Решаемая техническая задача состоит в обеспечении разгона объекта испытаний до высоких скоростей без увеличения количества ВВ, необходимого для формирования заданного условиями эксперимента начального механического импульса (заданное время увеличения нагрузки до максимального значения).
Указанная техническая задача решена за счет того, что в ударном стенде, содержащем взрывную камеру с помещенным в ней зарядом взрывчатого вещества, пневматический отсек с газом или смесью газов, находящихся под давлением, в том числе горючими газами, парами или аэрозолями горючих жидкостей, и разгонный отсек для установки в нем объекта испытаний, причем взрывная камера отделена от пневматического отсека разрывной диафрагмой, предложено взрывную камеру расположить между пневматическим и разгонным отсеками.
Размещение взрывной камеры между отсеком, содержащим газ под высоким давлением и разгонном отсеком позволяет дополнить воздействие на ОИ продуктов взрыва ВВ основного заряда, воздействием выходящих из отсека высокого давления газов или продуктов их горения, в случае если в отсеке находились горючие газы или их смесь, а установка дополнительного заряда на диафрагму позволит регулировать время ее раскрытия по отношению к времени подрыва основного заряда.
На фиг.1 показан предлагаемый ударный стенд, в котором разрыв диафрагмы осуществляется основным зарядом ВВ.
На фиг.2 показан вариант ударного стенда, в котором разрыв диафрагмы осуществляется с помощью дополнительного заряда.
Ударный стенд содержит разгонный отсек 1, размещенный в нем объект испытаний (ОИ) 2, разделительную перегородку 3 с дроссельными отверстиями 4, взрывную камеру 5 с основным зарядом ВВ 6, подрыв которого осуществляется с помощью линии подрыва 7 (детонирующего шнура, пластического ВВ или проводов, подходящих к электродетонатору расположенному на заряде), проходящей через отверстие во взрывной камере 8, отсек 9, содержащий газ или смесь газов 10 под повышенным давлением, отделенный от взрывной камеры 5 диафрагмой 11 и снабженный магистралью 14 для заполнения отсека газом.
При необходимости синхронизации времени разрыва диафрагмы 11 и подрыва основного заряда 6, на диафрагме устанавливается дополнительный заряд 12, подрыв которого осуществляется по самостоятельной подрывной линии 7, с синхронизацией подрыва основного заряда 6 с помощью средств задержки подрыва 13 (детонирующего шнура, пластического ВВ и т.п.), либо за счет выбора зазора Δ между
дополнительным зарядом 12 и основным зарядом 6, обеспечивающим передачу детонации на основной заряд.
Ударный стенд работает следующим образом. Перед началом эксперимента производится установка в стенде ОИ 2, разделительной перегородки 3, основного заряда 6 с линией подрыва 7, диафрагмы 11, при необходимости дополнительного заряда 12 и заполнение отсека высокого давления 9 газом или смесью газов 10 через магистраль 14.
По команде, подаваемой формирователем импульса подрыва по подрывной линии 7 осуществляется подрыв основного заряда 6 непосредственно или через линию задержки 13. Продукты взрыва (ПВ) основного заряда 6 проникая через дроссельные отверстия 4 перегородки 3 входят в отсек 1 и воздействуя на ОИ 2, начинают разгонять его по стволу. С другой стороны ПВ разрывают диафрагму 11, отделяющую взрывную камеру 5 от отсека высокого давления 9, давая возможность расширения газу из отсека в полость взрывной камеры 5, а затем через отверстия 4 в отсек 1. В случае, когда в полости камеры 9 находится горючая смесь газов, происходит ее воспламенение и усиление воздействия на ОИ 2. При принудительном разрыве диафрагмы 11 с помощью дополнительного заряда 12,произодится сначала разрыв диафрагмы, а затем через некоторый промежуток времени, определяемый либо линией задержки 13, либо зазором Δ, подрыв основного заряда в условиях роста давления во взрывной камере 5.
Применение предлагаемого стенда позволяет обеспечить требуемое нагружение объекта испытаний 2, характеризуемое заданной интенсивностью начального нагружения и одновременно обеспечить разгон ОИ 2 до требуемых скоростей.