PL217044B1 - Przenośne stanowisko poligonowe do prób wybuchowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przenośne stanowisko poligonowe do prób wybuchowych, przeznaczone do testowania energochłonnych paneli ochronnych den pojazdów wojskowych. Opisywany wynalazek kwalifikowany jest w dziedzinie mechaniki i urządzeń do badań eksperymentalnych.

W celu testowania energochłonnych paneli ochronnych den pojazdów wojskowych prowadzono badania eksperymentalne na różnego typu stanowiskach poligonowych. Badania te miały za zadanie określenie wytrzymałości tego rodzaju ochrony. Stanowiska dotychczas stosowane są dwojakiego rodzaju. Najczęściej są to bardzo ciężkie, przeznaczone do transportu zmechanizowanego albo jednorazowego użytku. Te z kolei przeznaczone są do wybuchów ładunków nie przekraczających 6 kg TNT. Zazwyczaj posiadają konstrukcję w formie stalowych ram cienkościennych o profilu zamkniętym, do których przyspawana jest płyta chroniona (bez panelu lub z panelem).

W literaturze przedmiotu problematyka ta jest prezentowana przez kilku autorów w następujących opracowaniach: D. Fisherova: Numerical analyses of buried mine explosions with emphasis on effect of soil properties on loading, PhD Thesis, Defense College of Management and Technology, Cranfield Univ. 2006; H. S. Tugrkmen: Structural response of laminated composite shells subjected to blast loading: comparison of experimental and theoretical methods, J. Sound Vibr., 249 (4), 663-678, 2002, a także Protecting people at risk: How DOD research reduces the impact of terrorism. The AMPTIAC Quarterly, Vol.6, No. 4. W zgłoszeniu patentowym pt. Test set for explosives, o numerze nr US 2 720 780 zostało opisane stanowisko do prób wybuchowych. Jednakże charakteryzuje się ono o wiele bardziej skomplikowaną budową niż konstrukcja proponowana w zgłaszanym wynalazku.

Przystępując do opracowania takiego stanowiska starano się zrealizować zarówno główne założenie, jak i potrzeby dotyczące, np. mobilności, lekkości, a także wielokrotności użycia. Stąd korpus stanowiska odkształca się sprężyście; płyta chroniona bez panelu lub z panelem ochronnym ma swobodę przemieszczeń i odkształceń między ramą środkową i górną; płyta chroniona może odkształcać się plastycznie, a panel ochronny może ulec całkowitemu zniszczeniu oraz stanowisko jest wielokrotnego użytku, a ramy korpusu mogą być przenoszone przez 4 osoby. Stąd głównym elementem opisywanego wynalazku jest układ trzech ram krępych tworzących korpus stanowiska, odpowiednio wyprofilowanych i połączonych ze sobą, umożliwiających przeprowadzenie próby wybuchowej do 6 kg TNT.

Stanowisko PSPW według wynalazku składa się z trzech ram poziomych 1, 2, 3, skręcanych na czas próby wybuchowej za pomocą sześciu śrub pionowych o podwyższonej wytrzymałości 5, z podkładkami ułatwiającymi odkręcanie śrub po każdej próbie, w celu wymiany płyty chronionej, bez panelu lub z panelem 6. Otwory na śruby w ramach są przelotowe z luzem, z blokadą nakrętek w poziomych wycięciach ramy dolnej. Do ram przyspawane są uchwyty 4 do przenoszenia każdej ramy oddzielnie. Przekroje poprzeczne uchwytów dobrano tak, aby spełnić warunki wytrzymałościowe w czasie transportu i w czasie prób wybuchowych. Ponadto płyta chroniona (bez panelu ochronnego lub z panelem ochronnym) jest umieszczona w szczelinie obwodowej o wysokości 7 mm w ramie środkowej, z zapewnieniem możliwości przesuwów poziomych.

Tak skonstruowane stanowisko posiada szereg korzyści, do których można zaliczyć: możliwość wielokrotnego używania w badaniach poligonowych energochłonności paneli ochronnych, łatwość montażu i demontażu układu płyta chroniona-panel, a także selekcja energii pochłanianej przez układ płyta chroniona-panel. Nie bez znaczenia jest fakt, że stanowisko pozwala na wielokrotne zmniejszenie nakładów potrzebnych do zaprojektowania paneli ochronnych o żądanej odporności przeciwwybuchowej.

Wynalazek został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunkach, z których fig. 1 przedstawia przygotowane do użycia stanowiska PSPW, fig. 2 pokazuje przekroje główne stanowiska: podłużny i poprzeczny A-A, B-B, natomiast fig. 3 pokazuje zbudowane stanowisko poligonowe przygotowane do próby wybuchowej.

P r z y k ł a d w y k o n a n i a

Stanowisko PSPW zostało zbudowane i wykorzystane do prób poligonowych. Ramy wykonane zostały ze stali St3S. Ramy (dolna, środkowa i górna) mają tak dobrane wymiary przekroju poprzecznego, aby odkształcenia i przemieszczenia tych ram w czasie wybuchów do 6 kg TNT były sprężyste i małe w porównaniu z odkształceniami i przemieszczeniami płyty chronionej. W celu ułatwienia montażu stanowiska, zazębienia ram zaprojektowano z luzami w kierunku podłużnym. Płyta chroniona (bez panelu ochronnego lub z panelem ochronnym) posiadała wymiary 650 x 650 x d mm, d = 5,0-6,5 mm.

PL 217 044 B1

Płyta została umieszczona w szczelinie obwodowej o wysokości 7 mm w ramie środkowej. Płyta chroniona została zamocowana w sposób sztywno-przesuwny z przesuwem poziomym, co zapewniało selekcję energii pochłanianej przez płytę lub płytę i panel ochronny. Prześwit pomiędzy płytą chronioną a ramą górną wynosił 0,5 + 2 mm, w zależności od grubości płyty t. Długość podparcia sztywno-przesuwnego z przesuwem poziomym wynosiła 90 mm na całym obwodzie płyty. Taka długość zapewniała blokadę wysunięcia się płyty ze szczeliny obwodowej przy ładunkach do 6 kg TNT. Zbędna okazała się wówczas dodatkowa blokada obwodowa płyty. Wymiary w planie energochłonnego panelu ochronnego wynosiły 450 x 450 mm. Panel ochronny był połączony z płytą za pomocą warstwy kleju wysokowytrzymałego, a także w innej próbie za pomocą śrub. Pozostawiono szczelinę obwodową 10 mm między panelem a ramą górną, w celu szybkiego montażu oraz w celu ograniczenia blokady niszczenia panelu w czasie próby. Stanowisko zostało ustawione poziomo na podłożu za pośrednictwem płyty stalowej o wymiarach 900 x 850 x 20 mm, z kwadratowym otworem zgodnym z otworem korpusu stanowiska.

Po ułożeniu płyty chronionej (bez panelu lub z energochłonnym panelem ochronnym) w szczelinie obwodowej ramy środkowej założono ramę górną i skręcono korpus za pomocą śrub. Ładunek wybuchowy zawieszono centralnie nad stanowiskiem, co przedstawiono na fig. 3. Po odpaleniu ładunku wybuchowego odkręcono śruby, zdjęto ramę górną i wyjęto odkształconą plastycznie płytę chronioną ze szczeliny w ramie środkowej. Czas trwania jednej próby wynosił 2530 minut. Stanowisko zostało ustawione poziomo na podłożu za pośrednictwem płyty stalowej z kwadratowym otworem zgodnym z otworem korpusu stanowiska. Pod otworem wybrano grunt do głębokości 30 cm. Próbę przeprowadzono na poligonie na gruncie o dużej spoistości.

Claims (3)

1. Przenośne stanowisko poligonowe do prób wytrzymałościowych, znamienne tym, że składa się z trzech ram poziomych (1), (2), (3) z przyspawanymi uchwytami (4), skręcanymi na czas próby wybuchowej za pomocą sześciu śrub pionowych o podwyższonej wytrzymałości (5), z podkładkami ułatwiającymi odkręcanie celem wymiany płyty chronionej, bez panelu lub z panelem (6), których otwory na śruby w ramach są przelotowe z luzem z blokadą nakrętek w poziomych wycięciach ramy dolnej.

2. Stanowisko według zastrzeż. 1, znamienne tym, że przekroje poprzeczne uchwytów dobrano tak, aby spełnić warunki wytrzymałościowe w czasie transportu i w czasie prób wybuchowych.

3. Stanowisko według zastrzeż. 1, znamienne tym, że płyta chroniona (bez panelu ochronnego lub z panelem ochronnym) jest umieszczona w szczelinie obwodowej o wysokości 7 mm w ramie środkowej, z zapewnieniem możliwości przesuwów poziomych.