СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУГАСНОГО ДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТА ИСПЫТАНИЙ
METHOD FOR DETERMINING PROPELLANT EFFECT OF TEST OBJECT

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения фугасного действия объекта испытаний (ОИ).
1
2
n
Известен способ определения основных параметров фугасного действия авиационных средств поражения, заключающийся в подготовке ОИ и боевой цепи, установке на расстояниях R, R, …, R подготовленных к работе и включенных автономных измерителей давления, подрыве ОИ, снятии показаний с автономных измерителей давления, оформлении документации [1].
Недостатками известного способа является недостаточная точность, так как в каждой измерительной точке располагается только один датчик давления, не учитываются условия внешней среды в измерительной точке при проведении измерений (температура, давление, влажность и т.д.); недостаточная информативность, так как не определяется скорость ударной волны, ее профиль в измерительной точке; недостаточная оперативность, так как процессы снятия показаний с автономных измерителей давления, доставки, обработки и хранения результатов измерений не автоматизированы.
Наиболее близким к изобретению (прототипом) является способ определения координат ОИ в момент его подрыва, включающий регистрацию датчиками воздушной ударной волны (ВУВ), сопровождающей подрыв ОИ, при этом ВУВ регистрируют датчиками ударной волны (ДУВ) не менее чем в трех измерительных точках (ИТ), имеющих геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки (ИП), на которой устанавливают, по крайней мере, один светоприемник (СП) и аппаратуру, регистрирующую параметры невозмущенной воздушной среды, по сигналу СП фиксируют момент подрыва ОИ, а по сигналам ДУВ - моменты достижения ударной волной каждой ИТ, на основании полученных данных вычисляют расстояния от точки подрыва до каждой ИТ с учетом параметров невозмущенной воздушной среды, а определение координат подрыва ОИ производят по известным координатам ИТ и расстояниям от точки подрыва до каждой ИТ [2].
Недостатками известного способа является недостаточная информативность, связанная с невозможностью определения направления, скорости и профиля ударной волны в каждой ИТ; недостаточная оперативность, так как отсутствует автоматизированная доставка, обработка результатов измерений и автоматизированное построение документа испытания и его хранение, недостаточная точность, так как при оценке результатов измерений не учитываются условия внешней среды в точках проведения измерений (температура, давление, влажность и т.д.).
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение информативности испытаний, автоматизация процессов доставки, обработки и хранения результатов испытаний, а также повышение точности определения параметров ударной волны.
Технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении информативности испытаний, что достигается путем измерения в ИТ не только избыточного давления, импульса, скорости ударной волны, но и определения направления ее движения, а также профиля ударной волны, массовой скорости среды за фронтом ударной волны. Кроме того, технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении оперативности испытаний, что достигается автоматизацией процессов снятия результатов измерений, доставки результатов измерений, автоматизированным построением документа испытания и его хранением. Технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, также заключается в повышении точности измерений, что достигается с учетом условий внешней среды при проведении испытаний в точках проведения измерений (температура, давление, влажность и т.д.).
Поставленная задача с достижением технического результата достигается тем, что в способе определения фугасного действия ОИ, включающем регистрацию датчиками ВУВ, сопровождающей подрыв ОИ, ВУВ регистрируют датчиками ударной волны (ДУВ) не менее чем в трех ИТ, дополнительно на пункте управления испытаниями (ПУИ) устанавливают информационный датчик (например, РЛС), имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки (ИП), устанавливают на ОИ маяк (например, радиолокационный), включают маяк ОИ и измерители давления, имеющие приемопередающую антенну, соединенные каждый с матрицей из n датчиков ВУВ, расположенные в каждой ИТ, принимают измерительным датчиком сигналы от маяка ОИ и измерителей давления, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты ОИ и измерителей давления на ИП, сохраняют координаты ОИ и измерителей давления в памяти ЭВМ, убирают маяк с ОИ, производят подрыв ОИ, измеряют профиль и параметры ВУВ в каждой ИТ, по запросу информационного датчика передают показания, зафиксированные в измерителях давления на ПУИ, записывают параметры ВУВ в каждой ИТ в блок памяти ЭВМ, формируют документ испытания.
Кроме того, в случае необходимости показания измерителей давления в каждой ИТ снимают с помощью переносного пульта управления, осуществляют их предварительную обработку и затем передают на ПУИ.
Кроме того, при работе на необорудованных испытательных площадках ПУИ выполняют передвижным.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, является следующая совокупность действий:
1. На ПУИ устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат ИП.
2. Устанавливают на ОИ маяк, включают маяк ОИ и измерители давления, имеющие приемопередающую антенну, соединенные каждый с n датчиками ВУВ, расположенными в каждой ИТ.
3. Принимают информационным датчиком сигналы от маяка ОИ и измерителей давления, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты ОИ и измерителей давления на ИП, сохраняют координаты ОИ и измерителей давления в памяти ЭВМ.
4. Убирают маяк с ОИ, производят подрыв ОИ, измеряют профиль и параметры ВУВ в каждой ИТ.
5. По запросу информационного датчика передают показания, зафиксированные в измерителях давления на ПУИ.
6. На ПУИ обрабатывают результаты измерений и записывают их в блок памяти ЭВМ.
7. Формируют в автоматизированном режиме документ испытания.
На фиг.1 приведена типовая схема проведения испытаний.
На фиг.2 приведены: а) схема размещения матрицы датчиков давления в измерительной точке; б) схема измерения профиля и массовой скорости среды за фронтом ударной волны.
Способ определения фугасного действия объекта испытаний реализуется следующим образом.
Перед проведением испытаний выполняют геодезическую привязку информационного датчика 1 (например, РЛС), установленного на ПУИ 2 к системе пространственных координат ИП 3. Затем устанавливают ОИ 4 на ИП 3. После этого, согласно плана испытания, относительно ОИ 4 в n измерительных точках размещают матрицы датчиков 5 давления и соединенные с ними измерители 6 давления.
Затем на ОИ 4 устанавливают маяк 7 (например, радиолокационный), включают маяк 7 ОИ 4 и измерители 6 давления, имеющие приемопередающую антенну, соединенные каждый со своей матрицей из n датчиков 5 давления, расположенных в каждой ИТ.
После этого принимают информационным датчиком 1, расположенным на ПУИ 2, сигналы от маяка 7 ОИ 4 и измерителей 6 давления, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты ОИ 4 и измерителей 6 давления на ИП 3, сохраняют координаты ОИ 4 и измерителей 6 давления в памяти ЭВМ, размещенной на ПУИ 2.
После этого убирают маяк 7 с ОИ 4, производят подрыв ОИ 4, измеряют избыточное давление, среднюю скорость ударной волны, направление ее движения, профиль ударной волны, массовую скорость среды с помощью матриц датчиков 5 давления и измерителей 6 давления в каждой ИТ.
После подрыва ОИ 4 ударная волна распространяется в направлении n ИТ. В каждой ИТ установлена матрица датчиков 5 давления. После достижения фронта ударной волны первого из n датчиков 5 давления на его выходе появляется сигнал, который записывается в блок памяти соответствующего измерителя 6 давления. Во время проведения измерений параметров ударно-волнового поля происходит воздействие ударной волны на квадратную матрицу датчиков 5 давления, сигналы, с выходов которых усиливаются матрицей программируемых усилителей заряда и поступают на первые входы синхронного n-канального аналого-цифрового преобразователя, где из аналоговой формы преобразуются в цифровую. С выхода синхронного n-канального аналого-цифрового преобразователя сигналы поступают на вход микроЭВМ. С учетом того, что n-канальный аналого-цифровой преобразователь является синхронным, то появление сигнала на одном из n датчиков давления 6 приводит к фиксации этого момента микроЭВМ. Затем с некоторой задержкой во времени приходят сигналы с других датчиков, моменты появления которых также фиксируются микроЭВМ. Обработка сигналов с матрицы датчиков 5 давления, поступающих через n-канальный аналого-цифровой преобразователь на вход микроЭВМ, с учетом известных координат расположения датчиков 5 давления на ИП 3, позволяет определить профиль фронта ударной волны, давление на фронте ударной волны, импульс ударной волны, фазу сжатия ударной волны, распределение давления на заданной поверхности, среднюю скорость движения фронта ударной волны, массовую скорость среды за фронтом ударной волны и др. МикроЭВМ является основным функциональным узлом измерителя 6 давления, осуществляющим обработку результатов измерений.
Результаты обработки записываются в блок памяти измерителя 6 давления и поступают на вход радиотрансивера. С выхода блока параметров окружающей среды измерителя 6 давления на вход микроЭВМ поступает информация об атмосферном давлении, температуре, влажности окружающей среды и текущем времени, которая учитывается при определении вышеуказанных параметров ударно-волнового поля и фиксации условий проведения измерений [3].
По запросу информационного датчика 1 (РЛС), расположенного на ПУИ 2, результаты измерений через радиотрансиверы измерителей 6 давления передаются на ПУИ 2 (приемный вход информационного датчика 1). На ПУИ 2 результаты измерений обрабатывают и обобщают, записывают их в блок памяти ЭВМ, после чего в автоматизированном режиме оформляют документ испытания.
В случае необходимости показания измерителей 6 давления в каждой ИТ снимают с помощью переносного пульта управления, осуществляют их предварительную обработку и затем передают на ПУИ 2.
ПУИ 2 для работы на необорудованных измерительных площадках может быть выполнен передвижным.
Для отработки и применения предлагаемого способа могут быть использованы общеизвестные технические средства:
1. Пьезоэлектрические датчики измерения импульсных давлений воздушной среды, например ЛХ-610. В качестве датчиков давления также могут быть использованы датчики, выпускаемые ФГУП «ВНИИА» им. Н.Л. Духова и др.
2. Автономный измеритель давления (патент РФ на изобретение 2010 года, №2395794).
3. Приемопередающая радиолокационная станция, например, описанная в источнике [4].
4. Переносной пульт управления [5].
Таким образом, предлагаемый способ может быть использован при определении фугасного действия объекта испытаний на произвольной необорудованной испытательной площадке. Использование предлагаемого способа позволит повысить информативность испытаний, что обусловлено возможностью определения в каждой измерительной точке избыточного давления, импульса, средней скорости ударной волны, направления ее движения, профиля ударной волны, массовой скорости среды за фронтом ударной волны; повысить оперативность, так как в данном способе имеет место автоматизированная доставка, обработка и хранение результатов измерений, а также автоматизированное построение документа испытаний; повысить точность, так как при оценке результатов измерений учитываются условия внешней среды в точках проведения измерений (температура, давление, влажность и т.д.) и время проведения испытания.
Источники информации
1. Авиационные боеприпасы. Задания на полигонные работы. ДВВАИУ ПВО им. Я. Фабрициуса, 1987 г., стр.6-16.
2. Патент РФ на изобретение №2285890 (прототип).
3. Патент РФ на изобретение №2395794.
4. Бартон Д. Радиолокационные системы, пер. с англ., М., 1967.
5. Патент РФ на изобретение №2442104.