Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний



Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний
Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний
Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний

Владельцы патента RU 2685588:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения энергетических характеристик боеприпасов и зарядов ВВ. Способ включает размещение объекта испытаний на испытательной площадке, на заданном расстоянии от регистрирующего устройства, положение и размер которого определяют при осуществлении предварительного снимка. Устанавливают контрольный реперный знак в непосредственной близости с объектом испытаний. В качестве регистрирующего устройства используют скоростной видеорегистратор с устройством временной синхронизации с подрывом объекта испытаний. Осуществляют регистрацию фронта воздушной ударной волны в режиме щелевой линейной развертки и проводят последующую обработку полученных снимков по фронту воздушной ударной волны, затем составляют зависимости перемещения фронта ударной волны от времени и определяют параметры скорости, максимального избыточного давления воздушной ударной волны и тротилового эквивалента. В качестве регистрирующего устройства возможно использование цифровой электронно-оптической камеры или скоростного фоторегистратора. В качестве контрольного реперного знака используют эталонный масштабный объект. Способ позволяет повысить точность определения энергетических характеристик объекта испытаний. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения энергетических характеристик боеприпасов и зарядов ВВ.

Известен способ определения пространственных координат объекта испытаний в момент его взрыва, описанный в патенте РФ №2339052, МПК G01S 5/18, F42B 35/00, опубл. 10.06.2008, включающий регистрацию воздушной ударной волны, порождаемой взрывом объекта испытаний, соответствующими датчиками.

Недостатками известного технического решения являются следующие:

- для избежания повреждения датчиков при осуществлении взрыва, требуется их установка на достаточно большом удалении от места взрыва;

- требуются датчики высокой чувствительности, что приводит к побочным отрицательным моментам при осуществлении способа, так, например, влияние внешних естественных и возможных техногенных акустических эффектов, а также влияние атмосферных условий;

- сложность поверки и настройки датчиков давления на заданную чувствительность.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является «Способ определения координат взрыва и энергетических характеристик боеприпаса при испытаниях», описанный в патенте РФ №2570025, МПК G01S 5/00, F42B 35/00, опубл. 10.12.2015, включающий размещение объекта испытаний на испытательной площадке, привязанного к системе ее пространственных координат регистрирующего устройства, реперного знака в поле обзора регистрирующего устройства, последующую регистрацию объекта испытаний при его срабатывании посредством скоростной фотосъемки с визуализацией фронта воздушной ударной волны (УВ).

К недостаткам известного технического решения следует отнести сложность осуществления способа при эксплуатационных действиях, ухудшающих качество получаемых данных, а также:

- необходимость установки минимум одного светоприемника;

- на разных позициях должно быть установлено не менее двух видеорегистраторов (видеокамер) с совместным захватом в поле обзора всей испытательной площадки;

- реперные знаки должны быть установлены так, чтобы в поле обзора каждой камеры попало не менее трех знаков;

- необходимо обеспечение синхронного начала процесса фотосъемки всеми видеорегистраторами (видеокамерами) с момента взрыва объекта испытаний;

- по результатам съемки с разных направлений (ракурсов) требуется раскадровка отснятого материала.

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение эксплуатационных возможностей с повышением точности определение энергетических характеристик объекта испытаний, достигаемой за счет более высокого качества регистрации параметров воздушной УВ при взрыве зарядов ВВ, в том числе в ближней зоне взрыва.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения энергетических характеристик объекта испытаний, включающем размещение объекта испытаний на испытательной площадке, привязанного к системе ее пространственных координат, регистрирующего устройства, реперного знака в поле обзора регистрирующего устройства, последующую регистрацию объекта испытаний при его срабатывании посредством скоростной фотосъемки с визуализацией фронта воздушной УВ, согласно изобретению, размещение объекта испытаний на испытательной площадке осуществляют на заданном расстоянии от регистрирующего устройства, положение и размер которого определяют при осуществлении предварительного снимка, устанавливают контрольный реперный знак в непосредственной близости с объектом испытаний, в качестве регистрирующего устройства используют скоростной видеорегистратор с устройством временной синхронизации с подрывом объекта испытаний, осуществляют регистрацию фронта воздушной ударной волны в режиме щелевой линейной развертки и проводят последующую обработку полученных снимков по фронту воздушной ударной волны, затем составляют зависимости перемещения фронта ударной волны от времени и определяют параметры скорости, максимального избыточного давления воздушной ударной волны и тротилового эквивалента.

Кроме того, в качестве регистрирующего устройства используют цифровую электронно-оптическую камеру.

Кроме того, в качестве регистрирующего устройства используют скоростной фоторегистратор.

Кроме того, в качестве контрольного реперного знака используют эталонный масштабный объект.

Технический результат заключается в том, что удалось повысить качество определения параметров воздушной ударной волны за счет более высокого качества регистрации параметров воздушной УВ при взрыве зарядов ВВ, в том числе в ближней зоне взрыва, регистрируя свечение газа во фронте УВ с помощью одной цифровой электронно-оптической камеры, без использования датчиков давления и отметчиков времени.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки (размещение объекта испытаний на испытательной площадке осуществляют на заданном расстоянии от регистрирующего устройства, положение и размер которого определяют при осуществлении предварительного снимка, устанавливают контрольный реперный знак в непосредственной близости с объектом испытаний, в качестве регистрирующего устройства используют скоростной видеорегистратор с устройством временной синхронизации с подрывом объекта испытаний, осуществляют регистрацию фронта воздушной ударной волны в режиме щелевой линейной развертки и проводят последующую обработку полученных снимков по фронту воздушной ударной волны, затем составляют зависимости перемещения фронта ударной волны от времени и определяют параметры скорости, максимального избыточного давления воздушной ударной волны и тротилового эквивалента) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

На фиг. 1 представлен снимок объекта испытаний (ОИ), подготовленный к подрыву;

На фиг. 2 представлены снимки фронта воздушной ударной волны (УВ) из различного ВВ;

На фиг. 3 показан график зависимости перемещения фронта УВ от времени;

На фиг. 4 показан пример аппроксимации зависимости x-t;

На фиг. 5 показаны графики скоростей фронта воздушной УВ.

На фиг. 1 обозначены следующие позиции:

1 - исследуемый объект испытания;

2 - пенопластовое основание;

3 - стойка.

Способ осуществляется следующим образом.

Объект испытаний 1 размещают на испытательной площадке на заданном расстоянии от регистрирующего устройства, обусловленном размерами исследуемого объекта испытания 1. Положение объекта испытаний 1 и размеры расстояния его от регистрирующего устройства получают при осуществлении предварительного и рабочего снимков, устанавливают контрольный реперный знак, предназначенный для наведения регистрирующего устройства на место установки объекта испытаний и контроля расположения объекта испытания, относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей регистрирующего устройства, в непосредственной близости с объектом испытаний 1 в поле обзора регистрирующего устройства в соприкосновении с объектом испытания 1 перед ним или непосредственно за ним. Изображение ОИ, установленного на пенопластовом основании 2, закрепленного стойкой 3, подготовленного к подрыву, представлено на фиг 1. Последующую регистрацию распространения фронта воздушной ударной волны осуществляют при помощи снимков фронта воздушной УВ в режиме щелевой линейной развертки. Снимки обрабатывают по фронту воздушной УВ и строят x-t зависимости перемещения фронта УВ от времени, с помощью которых определяют параметры скорости и максимального избыточного давления воздушной УВ для исследуемых объектов испытаний (ОИ). В качестве контрольного реперного знака используют эталонный масштабный объект, с помощью которого по предварительному и рабочему снимку, строят зависимости перемещения фронта УВ от времени x-t (см. фиг. 3), в качестве регистрирующего устройства используют скоростной видеорегистратор с устройством временной синхронизации с подрывом объекта испытаний.

При распространении УВ в воздухе, вследствие резкого скачка давления на ее фронте, происходит сжатие воздуха (газа) и его разогрев до высоких температур, что приводит к возникновению свечения на фронте ударной волны. Яркость свечения зависит от амплитуды УВ и размеров нагретой области за фронтом, а так же от окружающего газа. В качестве объектов испытаний 1 используют заряды, содержащие взрывчатые вещества (ВВ).

В данном способе перемещение фронта воздушной ударной волны (УВ) отслеживают путем регистрации свечения газа на ее фронте. Строят зависимость пути фронта УВ от времени (x-t), с помощью которой определяют параметры скорости и максимального избыточного давления воздушной УВ для исследуемых ОИ с использованием зависимости:

где ∆Р - максимальное избыточное давление воздушной УВ;

Р0 - плотность невозмущенного воздуха;

V - скорость фронта воздушной ударной волны относительно невозмущенного воздуха;

с - скорость звука в невозмущенном воздухе;

k = cp/cv - отношение теплоемкостей или показатель адиабаты воздуха.

Для регистрации используют цифровую электронно-оптическую камеру или высокоскоростной фоторегистратор, которые предназначены для регистрации и измерения быстропротекающих процессов в видимой и ближней инфракрасной областях спектра в однокадровом режиме и режиме линейной развертки исследуемого изображения. До проведения подрыва ОИ, фиксируют температуру и атмосферное давление воздуха на месте испытаний.

Для примера на фиг. 2 показаны типичные снимки распространения фронта воздушной ударной волны объекта испытаний из взрывчатых веществ - октоген, тротил и гексоген соответственно, полученные в режиме щелевой линейной развертки при проведении испытаний.

В дальнейшем снимки обрабатывают по фронту воздушной УВ и строят x-t зависимости перемещения фронта УВ от времени (см. фиг. 3).

Для вычисления зависимости скорости фронта УВ от времени график зависимости x-t, необходимо аппроксимировать функцией, с коэффициентом корреляции не менее R=0,98, например:

где у0, а, b - расчетные коэффициенты.

Пример аппроксимирования функцией (2) зависимости (x-t) показан на фиг. 4.

Затем, путем численного пошагового дифференцирования, строят зависимости скорости фронта УВ (V) от времени. Для примера на фиг. 5 показаны графики зависимостей скорости V фронта УВ от времени, полученные при обработке зависимостей перемещения фронта УВ от времени, представленных на фиг. 3.

Значения избыточного давления воздушной УВ вычисляют согласно зависимости (1). По избыточному давлению АР рассчитывают значение тротилового эквивалента объекта испытаний согласно зависимости:

где:

∆РОИ - избыточное давление воздушной УВ объекта испытания на заданном расстоянии,

∆Ртнт - избыточное давление воздушной УВ эталонного заряда из тротила на том же расстоянии.

Экспериментальные исследования показали возможность реализации заявленного технического решения. Были проведены испытания, которые показали высокую эффективность способа определения энергетических характеристик объектов испытаний, содержащих различные взрывчатые вещества.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность осуществления способа определения энергетических характеристик объекта испытаний и способность обеспечения достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

1. Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний, включающий размещение объекта испытаний на испытательной площадке, привязанного к системе ее пространственных координат, регистрирующего устройства, реперного знака в поле обзора регистрирующего устройства, последующую регистрацию объекта испытаний при его срабатывании посредством скоростной фотосъемки с визуализацией фронта воздушной ударной волны, отличающийся тем, что размещение объекта испытаний на испытательной площадке осуществляют на заданном расстоянии от регистрирующего устройства, положение и размер которого определяют при осуществлении предварительного снимка, устанавливают контрольный реперный знак в непосредственной близости с объектом испытаний, в качестве регистрирующего устройства используют скоростной видеорегистратор с устройством временной синхронизации с подрывом объекта испытаний, осуществляют регистрацию фронта воздушной ударной волны в режиме щелевой линейной развертки и проводят последующую обработку полученных снимков по фронту воздушной ударной волны, затем составляют зависимости перемещения фронта ударной волны от времени и определяют параметры скорости, максимального избыточного давления воздушной ударной волны и тротилового эквивалента.

2. Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний по п. 1, отличающийся тем, что в качестве регистрирующего устройства используют цифровую электронно-оптическую камеру.

3. Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний по п. 1, отличающийся тем, что в качестве регистрирующего устройства используют скоростной фоторегистратор.

4. Способ определения энергетических характеристик объекта испытаний по п. 1, отличающийся тем, что в качестве контрольного реперного знака используют эталонный масштабный объект.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств топлив для реактивных двигателей. Способ включает отбор пробы, добавление 0,125 г дикумила пероксида, размещение пробы в измерительной бомбе при соотношении газовой и жидкой фаз 2:1, наддув кислорода в измерительной бомбе до 400 кПа, выдерживание измерительной бомбы в нагретом до 100°С термостате в течение 48 ч.

Изобретение относится к области контроля качества топлив и может быть использовано для определения температуры помутнения дизельных топлив. Способ заключается в том, что анализируемый образец вводят в измерительную ячейку, размещают ее в криостатированную камеру, в которой образец предварительно нагревают, а затем подвергают не менее пяти циклам «охлаждение-нагрев», поддерживая в каждом цикле разную скорость изменения температуры и записывая для каждого цикла «охлаждение-нагрев» кривую зависимости, показывающую изменение удельного теплового потока, поступающего из образца при его охлаждении и получаемого образцом при его нагревании, как функцию температуры, на каждой из которых фиксируют температуру начала кристаллизации (ТнкVi) анализируемого образца, температуру застывания (ТзVi) и температуру окончания плавления твердой фазы (ТопVi).

Настоящее изобретение относится к датчику для определения свойств газа, в частности горючего газа. Газовый датчик для измерения свойств газа включает в себя датчик вязкости газа, содержащий взаимодействующую с газом часть, находящуюся в контакте с газом, подлежащим измерению, и систему измерительной камеры, содержащую измерительную камеру, первый проход с высоким сопротивлением, соединяющий по текучей среде измерительную камеру с взаимодействующей с газом частью, генератор давления, выполненный с возможностью создания изменения давления в измерительной камере, и датчик давления, выполненный с возможностью измерения изменяющегося во времени отклонения давления газа в измерительной камере, причем изменяющееся во времени отклонение давления в измерительной камере вследствие течения газа через проход с высоким сопротивлением коррелировано с вязкостью газа, датчик вязкости газа дополнительно содержит систему эталонной камеры, содержащую эталонную камеру и второй проход с высоким сопротивлением, соединяющий между собой по текучей среде эталонную камеру и взаимодействующую с газом часть, причем эталонная камера связана с датчиком давления измерительной камеры так, что датчик давления выполнен с возможностью измерения перепада давления между давлением в измерительной камере и давлением в эталонной камере.

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения их химических или физических свойств, и может быть использовано в лабораториях контроля качества предприятий нефтепродуктообеспечения.

Изобретение описывает передвижную лабораторию горючего, которая включает средства пожаротушения и электропитания, рабочий стол с ящиками для реактивов и лабораторной посуды для отбора проб горючего, средства определения: крепости спиртов; плотности горючего; вязкости кинематической; количества горючего и содержания отстойной воды в емкостях для хранения; содержания механических примесей; содержания водорастворимых кислот и щелочей; октанового числа; метанового числа; климатических параметров, при этом она снабжена устройством определения фракционного состава, термостатом вискозиметрическим и средствами определения: содержания механических примесей; содержания противоводокристаллизационной жидкости; температуры вспышки в открытом и закрытом тиглях; удельной электропроводности, при этом рабочий стол выполнен составным из центральной и двух боковых частей, каждая из которых имеет основание и столешницу, устройство определения фракционного состава и термостат вискозиметрический установлены с возможностью извлечения в основании различных боковых составных частей рабочего стола, все средства определения скомпонованы в ящиках с возможностью предотвращения их непроизвольного перемещения, причем каждый ящик установлен с возможностью извлечения в основании соответствующей составной части рабочего стола на строго определенном и предназначенном только для него месте, в основании центральной составной части рабочего стола установлен ящик экспресс-лаборатории со скомпонованными в нем средствами определения крепости спиртов, плотности горючего, количества горючего и содержания отстойной воды в емкостях для хранения, октанового и цетанового чисел, средства пожаротушения укреплены на одной из боковых составных частей рабочего стола, а средства электропитания - на другой.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для текущего контроля октановых характеристик топлива. Для реализации способа проводят отбор двух проб, одна из которых является товарным бензином с фиксированной объемной долей высокооктановой составляющей в нем, отбираемой на технологической линии его производства, а вторую пробу с высокооктановой составляющей товарного бензина с фиксированным паспортным значением ее октанового числа отбирают на линии ее подачи на компаундирование, измеряют спектры оптической плотности этих проб в широкой области среднего ИК-диапазона и определяют их разностный спектр, по которому по предварительно построенной многомерной калибровочной характеристике определяют октановое число низкооктановой составляющей первой пробы, после чего суммируют октановые числа низкооктановой и высокооктановой составляющих этих проб с учетом их объемных долей в товарном бензине и по значению этой суммы проводят текущий контроль октанового числа товарного бензина.

Группа изобретений относится к ракетно-космической технике и может быть использована при проведении экспериментальных исследований при физическом моделировании процессов испарения остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей ступеней ракет-носителей.

Изобретение относится к технологии производства нитратов целлюлозы (НЦ), а именно к оценке качества промышленного измельчения пироксилинов на различных измельчительных аппаратах.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к испытаниям и проверке боеприпасов. Заявляемый способ включает получение при помощи высокоскоростной видеокамеры серии изображений распространения воздушной ударной волны (ВУВ), созданной движением объекта испытания (ОИ) со сверхзвуковой скоростью и ВУВ, образовавшейся от взаимодействия ОИ с преградой.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для мониторинга состояния нарушенных земель в районах освоения газовых месторождений Крайнего Севера. Для этого, после проведения рекультивации нарушенных земель, проводят комплексное исследование проб почвы рекультивированного и незагрязненного фонового участков.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения поражения наружной металлической поверхности боеприпасов, образованной криволинейными поверхностями (цилиндрическими, трапецеидальными и др.) в элементах боеприпасов сложной не симметричной формы коррозией (ржавчиной).

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, к способам измерения характеристик взрыва боеприпаса или заряда ВВ в ближней зоне от поражаемого объекта.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, к способам измерения характеристик взрыва боеприпаса или заряда взрывчатого вещества (ВВ) в так называемой ближней зоне от поражаемого объекта.

Изобретение относится к оборонной технике и, в частности, к комплексным средствам контроля электрических параметров управляемых зенитных ракет и пусковых устройств.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к испытаниям и проверке боеприпасов. Заявляемый способ включает получение при помощи высокоскоростной видеокамеры серии изображений распространения воздушной ударной волны (ВУВ), созданной движением объекта испытания (ОИ) со сверхзвуковой скоростью и ВУВ, образовавшейся от взаимодействия ОИ с преградой.

Изобретение относится к технике испытаний боеприпасов и взрывчатых веществ (ВВ), к устройствам для определения фугасности, бризантности, скорости поражающих элементов, импульса взрыва.

Изобретение описывает способ нанесения метки на гильзу (13) патрона (1) боеприпаса. Метка содержит по меньшей мере один элемент (12) метки и подходит для идентификации или для отслеживания патрона (1).

Изобретение относится к способу определения возможности дальнейшей эксплуатации ракеты. Для определения возможности дальнейшей эксплуатации ракеты проводят множество проверок ракеты на автоматизированной контрольно-измерительной передвижной станции или на боевых машинах или пусковых установках, вычисляют величину суммарного израсходованного технического ресурса за весь период эксплуатации ракеты, анализируют динамику отклонений, сравнивают полученное значение с допустимой величиной, принимают решение о прекращении эксплуатации ракеты при превышении допустимой величины.

Изобретение относится к устройствам для сборки боеприпасов, в частности бронебойных оперенных подкалиберных снарядо выстрела раздельного заряжания для пушек среднего и большого калибров.

Изобретение относится к боеприпасам и может быть использовано для оценки функционирования неконтактных взрывателей. Перед испытаниями неконтактных взрывателей в составе снаряда проводят подрыв снаряда с контактным взрывателем.

Изобретение относится к средствам проведения испытаний. Стенд для отработки узлов разделения летательных аппаратов состоит из корпуса, основания, замка для крепления объекта испытаний, устройства улавливания, пульта управления. Устройство улавливания представляет собой кулисный механизм, который содержит блочную подвеску, канат, соединенный с объектом испытаний и кулисой. Кулиса снабжена ползуном для исключения провисания каната и одним из концов шарнирно закреплена на опоре. Суммарный вес кулисы с ползуном превышает вес улавливаемого объекта. Технический результат – упрощение конструкции, обеспечение целостности объекта испытаний. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2017-12-18 2019-05-02T11:16:29
Наверх