Устройство для измерения максимальных нагрузок на снаряд при выстреле из артиллерийского орудия
MAXIMUM LOADS ONTO THE PROJECTILE WHEN FIRING FROM THE ARTILLERY GUN MEASUREMENT DEVICE

Изобретение относится к боеприпасам и может быть использовано для определения максимальных перегрузок, действующих на артиллерийский снаряд при выстреле.
Известно устройство для регистрации нагрузок с использованием подвижной массы и столбика крешерного (патент RU 2562162).
Однако данное устройство не позволяет проводить измерение перегрузок в снаряде при выстреле.
Известен датчик предельного ускорения (заявка Франции N 2172814, кл. G01Р 15/00), принцип действия которого основан на изменении электрического сопротивления деформируемой детали из резины с углеродистым заполнителем.
Резиновый чувствительный элемент этого датчика не обеспечивает достаточную стабильность характеристик во времени и по температуре. Задачей изобретения является обеспечение возможности измерять максимальную перегрузку в снаряде при выстреле из артиллерийского орудия в широком диапазоне температур (±60°С) и длительных сроках эксплуатации (15 лет).
Поставленная задача решается следующим образом.
Устройство для измерения максимальных нагрузок на снаряд при выстреле из артиллерийского орудия, состоящее из вкладного крешерного прибора со столбиком крешерным, поршнем и упором, в котором крешерный прибор установлен непосредственно в снаряд неподвижно, так, что его дно находится со стороны дна снаряда, ось столбика крешерного совпадает с осью вращения снаряда, поршень выполнен в виде подвижной инерционной массы из токопроводящего металла цилиндрической формы, упором является дно крешерного прибора, причем инерционная масса передним торцом цилиндра с помощью пружины прижата к столбику крешерному, который, в свою очередь, прижат ко дну крешерного прибора, а второй торец инерционной массы расположен на расстоянии  от торца вихретокового датчика, состоящего из корпуса и двух, неподвижных, соосных с осью инерционной массы, одинаковых плоских катушек индуктивности, отстоящих друг от друга на расстоянии p, и имеющих генераторную и приемную обмотки, а на расстоянии в от внешнего торца второй катушки установлен экран из одинакового с инерционной массой токопроводящего металла.
Такое построение заявленного устройства обеспечивает решение поставленной задачи.
Таким образом, заявленное устройство обладает новизной и изобретательским уровнем.
На фиг. 1 изображено устройство для измерения максимальных нагрузок на снаряд при выстреле из артиллерийского орудия. На фиг. 2 приведены схемы соединения обмоток (генераторной и приемной) катушек индуктивности вихретокового датчика.
Устройство для измерения максимальных нагрузок на снаряд при выстреле из артиллерийского орудия размещено в полом цилиндрическом корпусе 1, изготовленном из немагнитного прочного металла, например титана. Корпус 1 своим дном устанавливается в снаряд (по оси вращения снаряда) неподвижно, так, чтобы его дно было обращено в сторону дна снаряда. Столбик крешерный 2 размещен между дном корпуса 1 (по оси вращения корпуса) и поршнем 3. Поршень 3 выполнен в виде подвижной инерционной массы из токопроводящего металла, например латуни ЛС59. Поршень 3 прижат к столбику крешерному 2, корпусом вихретокового датчика 12 и пружиной 5, которая сжата при ввинчивании корпуса вихретокового датчика 12 до упора в поршень 3 подвижной инерционной массы. Дно корпуса вихретокового датчика 12 выполнено с отверстием в центре и внутренним буртиком высотой  для установки первой плоской катушки индуктивности 4. В корпус вихретокового датчика 12 со стороны поршня 3 установлена первая плоская катушка индуктивности 4. Эта катушка индуктивности 4 опирается нерабочей частью (кольцевая зона по периферии катушки) на буртик корпуса 12. К буртику корпуса 12 катушка 4 прижата буферным кольцом 6, изготовленным из изоляционного материала, например, стеклотекстолита, и имеющим высоту p. На буферное кольцо 6 установлена вторая плоская катушка индуктивности 7. На вторую катушку индуктивности 7 установлено калибровочное кольцо 8. На калибровочное кольцо 8 установлен экран 9. Экран 9 выполнен из того же металла, что и поршень 3. Калибровочное кольцо 8 обеспечивает расстояние в между второй плоской катушкой индуктивности 7 и экраном 9. Детали: плоские катушки индуктивности 4 и 7, буферное кольцо 6, калибровочное кольцо 8, экрана 9 выполнены соосно и с помощью гайки 10 прижаты к буртику корпуса 12 и залиты компаундом. Соединительные провода к генераторным и приемным обмоткам катушек индуктивности 4 и 7 крепятся пайкой и выводятся через центральные осевые отверстия в деталях ко второму торцу корпуса индуктивного датчика 12 и заканчиваются контактами 11. Нумерация контактов, схема соединения катушек и общий вид одного из торцов катушек приведен на фиг. 2.
Устройство для измерения максимальных нагрузок на снаряд при выстреле из артиллерийского орудия работает следующим образом. При выстреле поршень в виде инерционной массы 3 и пружина 5 давят на столбик крешерный 2 и деформируют его на величину, пропорциональную действующей перегрузке. Между инерционной массой 3 и первой плоской катушкой индуктивности 4 образуется зазор, соответствующий степени деформации столбика крешерного 2 плюс высота буртика . После вылета снаряда из ствола орудия с помощью генератора электрических сигналов на генераторную обмотку (см. фиг. 2) первой катушки индуктивности 4 подается синусоидальное напряжение, например, частотой примерно 200 кГц и амплитудой 10В. С помощью приемной обмотки первой катушки индуктивности 4 регистрируется амплитуда вихревых токов, возникающих в инерционной массе 3. Эта величина обратно пропорциональна зазору между катушкой и этой массой. Тем самым проводится измерение перегрузки, действующей в снаряде. Данные измерений фиксируются. После этого проводятся аналогичные измерения при одной и той же настройке генератора и приемного тракта во второй катушке индуктивности 7. В этом случае получается величина напряжения, соответствующая зазору между катушкой 7 и экраном 9. Величина этого зазора известна (равна в) и определяется высотой калибровочного кольца 8. Измерение с помощью катушки индуктивности 7 с одинаковыми параметрами работы генератора и приемника позволяет учесть влияние возможного изменения параметров генератора и приемника в процессе длительного хранения (примерно 15 лет). После корректировки данных измерений с катушки индуктивности 4 (с учетом измерений в катушке индуктивности 7) информация о перегрузке, действующей на конкретный снаряд, передается в устройство обработки информации, расположенное, например, во взрывателе.
Таким образом, заявленное устройство позволяет проводить измерение перегрузок, действующих на снаряд при выстреле из артиллерийского орудия.