СПОСОБ ОТРАБОТКИ БОЕПРИПАСА
METHOD OF AMMUNITION TRIAL

Изобретение относится к области исследования быстропротекающих процессов, а конкретно к испытаниям боеприпасов, и может быть использовано при отработке различных типов снарядов, в том числе вращающихся и с фрагментацией (разделением на несколько частей) на траектории.
Известен способ непрерывной регистрации положения, профиля и скорости объекта исследования, в частности, поверхности, перемещаемой под воздействием продуктов взрыва (патент RU 2250434, описание опубликовано 20.04.2005 г.), включающий установку на объект исследования изолированными концами резистивных датчиков, другие концы которых закрепляют неподвижно и подключают к измерительным трактам без образования тока в датчиках, высокоскоростное воздействие поверхности на датчики и съем информационных сигналов с измерительных трактов, после чего, используя результаты измерения и калибровочные зависимости, строят графики перемещения отдельных движущихся частей исследуемой поверхности во времени в диапазоне скоростей от 0,8 до 8 км/с.
Недостатком данного способа является ограниченность функциональных возможностей, например, при исследовании процессов, температура которых порядка ~1000°С, данный способ неосуществим.
Известны способы определения характеристик снаряда (патенты RU: 2353893, 2362968, описания к ним опубликованы 27.04.2009 г. и 27.07.2009 г. соответственно):
- один из них позволяет определять скорость разлета осколков снаряда и включает в себя подрыв снаряда на известном расстоянии от металлического щита, который выполняют в виде плоского прямоугольника с нанесенными на нем границами измерительной базы, определение времени полета снаряда (перемещения осколочного фронта) от места подрыва до щита вдоль измерительной базы с помощью высокочастотной фотокамеры и расчет скорости осколка;
- другой способ заключается в том, что производят подрыв снаряда в улавливающем устройстве, извлекают осколки и сортируют их по массовым группам, т.е для каждого осколка определяют его морфологический тип, измеряют массу и длину, минимальную, среднюю и максимальную площадь его проекции.
Недостатки данных способов определения характеристик снарядов связаны в первом случае с тем, что способ позволяет определить только скорость осколков, а во втором - только характеристики формы осколков, а чтобы определить и то и другое, необходимо провести два опыта.
Известен способ отработки боеприпаса (патент RU 2339907, описание к которому опубликовано 26.02.2007 г.), который выбран в качестве прототипа заявляемого по решаемой задаче и количеству сходных признаков. Данный способ включает в себя запуск боеприпаса и контроль параметров его функционирования путем регистрации моментов пролета боеприпасом заданных точек траектории (расположены на известном расстоянии от цели) с помощью установленных в них датчиков (соленоидные, фотоэлектрические и т.д.), последующее определение средней скорости на заданных участках и средней скорости боеприпаса на всей траектории по полетному времени боеприпаса до цели, которое определяют по вспышке при его срабатывании на цели. Регистрация скорости боеприпаса в точке, расположенной на известном расстоянии до цели, и полетного времени боеприпаса от этой точки до цели позволяет определить падение его скорости на траектории. Отметку времени при срабатывании боеприпаса на цели позволяет получить фотоприемное устройство. Датчики электрически связаны с регистрирующим комплексом, синхронизованным с запуском боеприпаса.
Недостатком прототипа является то, что он не позволяет определять характеристики формы и пространственное положение боеприпаса. К тому же, для реализации контроля характеристик боеприпаса на всей траектории с учетом падения его скорости и учетом коэффициента лобового аэродинамического сопротивления, необходимы дополнительные мероприятия по подготовке опыта и его проведения, заключающиеся в использовании фотоприемного устройства с прицелом, предназначенного для наведения на цель и установленного на дальности прямой видимости от цели, устройства для начала отсчета полетного времени, установленного в точке, где боеприпас имеет скорость, равную измеряемой регистрирующими устройствами, расчете длины реальной траектории боеприпаса и т.д., что усложняет обслуживание и обработку результатов.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение информативности (определение дополнительных характеристик) за время проведения одного опыта при упрощении способа и обработки результатов испытаний.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе отработки боеприпаса, включающем запуск боеприпаса и контроль параметров его функционирования путем регистрации моментов пролета боеприпасом заданных точек траектории с помощью установленных в них датчиков и последующим определением средней скорости на заданных участках, а также определения средней скорости боеприпаса на всей траектории по полетному времени боеприпаса до цели, которое определяют по вспышке при его срабатывании на цели, в качестве регистрирующих датчиков используют пробиваемые пленочные экраны, количество которых выбирают в зависимости от длины траектории, а регистрацию моментов пролета боеприпасом заданных точек траектории осуществляют по вспышкам от соударения боеприпаса с экранами, которые фиксируют с помощью скоростной видеосъемки, при этом дополнительно определяют форму боеприпаса и его пространственное положение в плоскостях размещения экранов по форме пробоин в экранах.
Дополнительно можно регистрировать фрагментацию боеприпаса в плоскостях размещения экранов по форме, размерам и количеству пробоин в экранах и определять среднюю скорость их движения.
Использование в качестве регистрирующих датчиков пробиваемых тонкопленочных экранов, количество которых выбирают в зависимости от длины траектории, позволяет регистрировать моменты пролета боеприпасом заданных точек траектории без электрической привязки датчиков к источнику электропитания, как в прототипе, при этом тонкопленочные экраны легко прорываются при взаимодействии с боеприпасом, не оказывают значимого влияния на его движение и позволяют исследовать следы (пробоины), оставленные на них при прохождении боеприпаса.
Осуществление регистрации моментов пролета боеприпасом заданных точек траектории по вспышкам от соударения боеприпаса с экранами, которые фиксируют с помощью скоростной видеосъемки, дает возможность простым методом повысить визуализацию всей траектории боеприпаса, движение которого сопровождается свечением ионизованного воздуха, а также повысить точность расчетов характеристик боеприпаса путем повышения надежности фиксации моментов соударения боеприпаса с экранами, при которых выделяется энергия, несоизмеримая с ионизацией, что позволяет пренебречь влиянием условий освещенности при фиксации данных моментов.
Определения формы боеприпаса и его пространственное положение в плоскостях размещения экранов по форме пробоин в экранах повышает информативность способа при проведении одного опыта.
Применяя тонкопленочные пробиваемые экраны, можно дополнительно регистрировать фрагментацию боеприпаса в плоскостях размещения экранов по форме, размерам, количеству пробоин в экранах и определять среднюю скорость их движения, что позволяет без применения дополнительных улавливающих осколки устройств определять кучность осколков, их количество, углы разлета, характеристики формы и среднюю скорость на фиксированных дистанциях.
На фиг.1 изображен общий вид трассы для отработки боеприпасов, поясняющий заявляемый способ, где: 1 - пусковая установка с установленным боеприпасом; 2÷5 - тонкопленочные экраны (планшеты с натянутой на них полиэтиленовой пленкой); 6 - цель; 7 - высокоскоростная видеокамера (VS-Fast или ВидеоСпринт).
На фиг.2 показана видеограмма полета поражающего элемента по заданной траектории, на которой отчетливо видны вспышки, возникающие в моменты столкновения поражающих элементов или их фрагментов с тонкопленочными экранами.
На фиг.3 приведена фотография отпечатков (следов) поражающего элемента и одного из осколков (фрагментов), оставленных ими на одном из тонкопленочных экранов.
i
Трасса, на которой реализован способ отработки боеприпасов, включает пусковую установку с установленным боеприпасом 1; необходимое количество тонкопленочных экранов 2÷5 (в нашем случае 7 штук), установленных на заданных расстояниях (l); цель 6, расположенную на достаточном для отработки боеприпаса расстоянии (L) от пусковой установки; высокоскоростную видеокамеру 7 (в нашем случае VS-Fast), которая синхронизирована с запуском боеприпаса и фиксирует моменты его пролета через тонкопленочные экраны и попадание в цель.
Отработка боеприпаса на трассе проводится в следующей последовательности:
i
- вдоль трассы на заданных расстояниях устанавливаются тонкопленочные экраны 2÷5, выставляются цель 6 и пусковая установка 1, после чего измеряются расстояния l и L;
- монтаж высокоскоростной видеокамеры 7 производится таким образом, чтобы область съемки охватывала всю трассу;
- наведение пусковой установки 1 на цель 6 по горизонтали и вертикали осуществляется при помощи системы прицеливания (ТХП или лазерной);
- запускается высокоскоростная видеокамера 7, следом с заданным временем задержки производится запуск боеприпаса и выполняется видеосъемка его полета вдоль трассы вплоть до попадания в цель 6;
- результаты, зарегистрированные в опыте при помощи тонкопленочных экранов 2÷5 и высокоскоростной видеокамеры 7, обрабатываются.
Поражающий элемент боеприпаса, пролетая через тонкопленочные экраны, дает вспышку, которая регистрируется высокоскоростной видеокамерой, и оставляет след на пленке экрана. Данные, полученные в опыте при помощи высокоскоростной видеокамеры, обрабатываются. По ним судят о траектории полета, характере вращения и разделении поражающего элемента на фрагменты (осколки), а также рассчитывают среднюю скорость боеприпаса на всей трассе и ее изменение на отдельных отрезках трассы. Вид пробоин, оставленных в тонкопленочных экранах, позволяет определить пространственное положение и форму поражающего элемента в заданных точках трассы, количество осколков и их характеристики (пространственное положение, форму, кучность, углы разлета и скорость).