Устройство для определения импульса силы электрозапала

Авторы патента:

Большаков Анатолий Николаевич (RU)

Козлов Владимир Иванович (RU)

Лапшин Александр Владимирович (RU)

Колотилин Владимир Иванович (RU)

Родин Леонид Алексеевич (RU)

F41A31/00 - Устройства для испытаний (установки для испытаний F41A 23/16)

Владельцы патента RU 2568822:

Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" (RU)

Изобретение относится к системам для испытания ракетного вооружения. Устройство для определения импульса силы электрозапала включает элементы крепления и подвеса электрозапала и систему регистрации параметров перемещения. Испытываемый электрозапал закреплен вертикально, выходным торцом вниз в центре диска, прикрепленного с помощью гибкого подвеса к неподвижному основанию. На периферии диска закреплена нить, которая пропущена через трубку с калиброванным отверстием, вертикально установленную под плоскостью диска с электрозапалом. При этом трубка удалена от продольной оси электрозапала на расстояние, большее трех диаметров электрозапала. На горизонтальной поверхности диска установлен трехкомпонентный датчик ускорений. Достигается снижение погрешности при определении импульса силы электрозапала. 1 ил.

Изобретение относится к системам для испытания ракетного вооружения.

В ракетных двигателях твердого топлива (РДТТ) широко используются электрозапалы - устройства для зажжения порохового заряда. Конструктивно электрозапал представляет собой микродвигатель твердого топлива (см. сборник «Итоги науки и техники», серия «Авиационные и ракетные двигатели», том 2, ВИНИТИ, 1977 г., стр. 10, 11). При срабатывании электрозапала возникают импульсные силы (время действия порядка 0,1 мс) значительной величины, которые могут выводить из строя бортовые элементы системы управления. Поэтому для выбора электрозапала на стадии проектирования и экспериментальной отработки РДТТ возникает необходимость определения импульса силы электрозапала. Следует отметить, что сложность решения такой задачи во многом обусловлена чрезвычайно малой величиной импульса. Так если импульс силы импульсного ракетного двигателя ПТУР составляет порядка 500…1500 н·с, то расчетный импульс силы электрозапала - порядка 0,1 н·с.

Известны способ и устройство определения «мгновенных» импульсов силы (импульса силы пули, снаряда, РДТТ и т.д.) с помощью маятника (Зельдович Я.Б. и др. «Импульс реактивной силы пороховых ракет». Оборонгиз, Москва, 1963 г., стр. 133…145). При этом способе испытываемый источник силы закрепляют на маятниковом подвесе, горизонтально ориентируя вектор силы. При действии силы измеряют линейное перемещение или угол поворота маятника, по которым и определяют импульс силы. Реализуется способ устройством баллистического маятника, представляющего собой груз (в приведенном источнике масса груза - 270 кг), подвешенный на четырех стальных тросах и свободно качающийся на неподвижной оси в шарикоподшипниках. Источник силы, испытываемый ракетный двигатель, горизонтально крепится на грузе и ориентируется строго перпендикулярно оси подвеса. Отклонение маятника регистрируется на бумажном носителе с помощью самописца.

Принципиальный недостаток устройства обусловлен наличием шарнирно закрепленного подвеса, на перемещение которого расходуется часть измеряемого импульса силы. При этом, чем больше масса маятника, тем больше потери импульса на трение в шарнире. При измерении импульса силы ракетного двигателя потери импульса увеличиваются из-за наличия боковых составляющих тяги, которые увеличивают трение в шарнире. У электрозапала, не имеющего оформленного сопла, боковые составляющие тяги могут быть существенно больше, чем у ракетного двигателя, что дополнительно увеличивает погрешность определения импульса силы.

Задачей настоящего изобретения является снижение погрешности определения импульса силы электрозапала.

Указанная задача решается тем, что в известном устройстве, включающем элементы крепления и подвеса электрозапала и систему регистрации параметров перемещения, испытываемый электрозапал закреплен вертикально, выходным торцом вниз в центре диска, прикрепленного с помощью гибкого подвеса к неподвижному основанию, на периферии диска закреплена текстильная нить, которая пропущена через трубку с калиброванным отверстием, вертикально установленную под плоскостью диска с электрозапалом, причем трубка удалена от продольной оси электрозапала на расстояние, большее трех диаметров электрозапала, а на горизонтальной поверхности диска установлен трехкомпонентный датчик ускорений.

Электрозапал выстреливают вертикально вверх с регистрацией перемещения и ускорения. Перемещение определяют по длине нити, вытянутой из трубки. По перемещению определяют начальную скорость шайбы из формулы для движения тела, брошенного вверх, ,

где g - ускорение свободного падения,

h - линейное перемещение шайбы (высота подъема).

Для исключения разрушения трубки и обрыва нити от действия газового потока из электрозапала трубка смещена от оси газового потока. Экспериментально установлена приемлемая величина смещения - не менее трех диаметров электрозапала.

Для контроля величины скорости, полученной по измеренному перемещению, скорость дополнительно определяют интегрированием кривой ускорения. По начальной скорости (u₀) и массе диска с электрозапалом (m) определяют импульс силы (I) из известной зависимости - I=mu₀(импульс силы равен изменению количества движения).

Трехкомпонентный датчик регистрирует составляющие ускорения по трем осям. Для определения скорости используется результирующее значение ускорения, что исключает погрешность определения импульса силы в случае отклонения вектора силы от вертикали. Диск с исследуемым электрозапалом и датчиком ускорений с помощью гибкой нити подвешен к неподвижному основанию. Нить подвеса не ограничивает перемещение диска в заданном направлении и служит только для улавливания его после срабатывания электрозапала.

На чертеже показана конструкция предлагаемого устройства.

Исследуемый электрозапал 1 с выходным торцем 2 ввернут в резьбовое отверстие в центре диска 3. Для уменьшения массы устройства диск 3 выполнен из капролона. Текстильная нить 4 для измерения перемещения закреплена на диске 3 и пропущена через трубку 5 с калиброванным отверстием 6. Диаметр отверстия выполняется примерно равным диаметру нити. В этом случае нить свободно протягивается вверх через отверстие, как через игольное ушко при снаряжении, но обратно через отверстие не упадет. На периферии диска 3 установлен малогабаритный трехкомпонентный датчик ускорений 7. Для исключения дисбаланса напротив датчика ускорений на поверхности диска под углом 120° установлены два габаритно-весовых имитатора датчика ускорений 8. Диск 3 с помощью текстильной нити 9 подвешен к неподвижному основанию 10. Длина нити 9 подбирается заведомо большей величины вертикального перемещения диска с электрозапалом.

Работает устройство следующим образом.

При срабатывании электрозапала 1 со стороны выходного торца 2 истекают продукты сгорания воспламенительной навески. При истечении продуктов сгорания из расходного отверстия электрозапала возникает реактивная сила, под действием которой диск 3 с электрозапалом 1 и датчиком 7 перемещается вверх, а затем опускается вниз в исходное положение. Перед срабатыванием электрозапала на нити 4 в месте выхода ее из трубки 5 делается метка. А после срабатываниия измеряется длина нити, вытянутая из трубки, которая и будет искомым перемещением диска. По величине перемещения определяется начальная скорость диска, а затем и импульс силы электрозапала. При перемещении диска датчик ускорений 7 регистрирует составляющие ускорения по трем взаимно перпендикулярным осям. По составляющим ускорения подсчитывается их геометрическая сумма. Интегрированием полного ускорения получают начальную скорость диска. По скорости и массе устройства подсчитывают импульс силы.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет экспериментально определять импульс силы электрозапала, характеризуемый малой величиной (порядка 0,1 Н·с), и при этом позволяет уменьшить погрешность определения за счет исключения связей, препятствующих перемещению источника силы.

Устройство для определения импульса силы электрозапала, включающее элементы крепления и подвеса электрозапала и систему регистрации параметров перемещения, отличающееся тем, что испытываемый электрозапал закреплен вертикально, выходным торцом вниз в центре диска, прикрепленного с помощью гибкого подвеса к неподвижному основанию, на периферии диска закреплена нить, которая пропущена через трубку с калиброванным отверстием, вертикально установленную под плоскостью диска с электрозапалом, причем трубка удалена от продольной оси электрозапала на расстояние, большее трех диаметров электрозапала, а на горизонтальной поверхности диска установлен трехкомпонентный датчик ускорений.

Похожие патенты:

Имитатор преграды // 2539432

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для проведения ударных испытаний. Имитатор преграды содержит металлический ударник со скошенной под заданным углом к направлению его движения плоскостью и обтюратор из полимерного материала.

Устройство контроля технического состояния противооткатных устройств в ходе стрельбы // 2495350

Изобретение относится к области средств контроля технического состояния военной техники. Устройство контроля технического состояния противооткатных устройств в ходе стрельбы заключается в том, что на поверхности цилиндров противооткатных устройств размещают чувствительные элементы - тензорезисторы, сигнал об изменении сопротивления которых при динамических деформациях цилиндров подают на лампу-сигнализатор, устанавливаемую в боевом отделении самоходного орудия.

Способ климатических испытаний башенной пулеметной установки и стенд для его осуществления // 2488763

Изобретение относится к области испытаний военной техники, в особенности к области климатических испытаний стрелкового оружия, в частности климатических испытаний башенных пулеметных установок.

Устройство для контроля каналов стволов артиллерийских орудий при эксплуатации // 2487308

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано для контроля возникших в процессе эксплуатации отклонений от первоначальной формы внутренних поверхностей стволов артиллерийских орудий с целью оценки пригодности таких стволов для последующей эксплуатации.

Баллистическая установка // 2476807

Изобретение относится к области оружейной техники и может быть использовано как для испытаний патронов, так и стволов на кучность стрельбы, скорость полета снаряда и определения давления в канале ствола.

Баллистическая установка // 2475687

Изобретение относится к области оружейной техники и может быть использовано при испытаниях патронов и штатных стволов для фиксирования максимального давления при выстреле и его распределения в динамике.

Стенд для определения характеристик ударно-спусковых механизмов оружия // 2442093

Изобретение относится к стенду для определения характеристик ударно-спускового механизма оружия. .

Способ испытания электроспуска автоматических пушек и устройство для его осуществления // 2441189

Устройство и способ проводной электрической связи для регистрации параметров функционирования метаемого тела в полном баллистическом цикле // 2413917

Способ пристрелки автоматического двуствольного оружия зенитного комплекса // 2401406

Изобретение относится к военной технике, к комплексам вооружения, оснащенным многоствольным высокотемпным автоматическим оружием. .

Способ климатических испытаний выключателей с пружинным приводом и стенд для его осуществления // 2589221

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к испытаниям военной техники, а конкретно к ПРО и ПВО. Выключатели испытывают до их установки в изделие, комплексно, в термобарокамере на температурных режимах, соответствующих критической работе узлов в изделии, в пакете, кратном установке их в этих узлах, далее выключатели устанавливают в изделие и проводят испытания в обычных климатических условиях совместно с изделием. Каждую пару выключателей устанавливают по горизонтальной оси напротив друг друга в подвижные каретки с возможностью перемещения вдоль оси, между ними устанавливают соединенный с электромагнитом сменный упор с возможностью выхода из контакта, при этом ширина упора по горизонтальной оси больше суммы ходов срабатывания контактов парных выключателей, причем контакты и электромагниты подключены к входу блока замеров и анализа нормируемых параметров, а электромагниты еще и к выходу блока задачи режимов испытаний. Каждая каретка соединена с двигателем, подключенным к выходу блока задачи режимов испытаний. В блоке задачи режимов испытаний устанавливают программу смены климатических режимов, время и количество срабатываний каждого выключателя, проводят испытания в автоматическом режиме, при этом блок замеров и анализа нормируемых параметров сообщает о работоспособности каждого выключателя. В результате обеспечивается возможность проверки работоспособности нескольких узлов в разных климатических условиях при их одновременном испытании. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Универсальное устройство для проверки боеприпасов на пригодность к стрельбе // 2640601

Изобретение относится к области оружейной техники и может быть использовано для испытания патронов, в частности для проверки патронов на пригодность к стрельбе при проведении криминалистических экспертиз. Устройство содержит кожух 1, несущий узел крепления патрона 3 в виде трех подпружиненных разжимных секторов 3.1, резьбовой крышки 3.2 для их удержания и резьбовой втулки 3.3. Узел крепления патрона является съемным в соответствии с калибром, а также в соответствии с выполнением гильзы патрона с выступающим или невыступающим фланцем. Узел установлен в съемном полом корпусе 6. На последнем на резьбе смонтирован затвор 4 с ударно-спусковым механизмом, включающим ударник и шептало 4.1. Съемный корпус 6 выполнен сообщающимся своей полостью с демпфирующей втулкой 5 с отверстиями 5.1 и основанием 2, причем для выхода пороховых газов, возникающих при отстреле патронов, основание 2 выполнено с множеством сквозных отверстий 2.1 и дополнительно снабжено закрытым с одной стороны каналом 2.2. Поворотный затвор 4 выполнен сменным в виде двух автономных модулей, один из которых содержит ударник, выполненный со сферическим бойком 4.2 для отстрела патронов центрального боя, а другой содержит ударник с бойком, выполненным в виде двух рожков 4.3, для отстрела патронов кольцевого воспламенения. Корпус 4.4 поворотного затвора 4 снабжен резьбой 4.5, и после вворачивания во внутреннюю резьбу 6.1 в съемном полом корпусе 6 в состоянии устройства, подготовленном для проверки боеприпасов на пригодность к стрельбе, взаимодействует с торцом резьбовой крышки 3.2. Расширяются функциональные возможности при одновременно простом конструктивном и технологическом исполнении. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.