RU158998U1

RU158998U1 - MEASURING-COMPUTER COMPLEX FOR MONITORING CHANGES IN THE INITIAL SPEED OF THE ARTILLERY shells

Info

Publication number: RU158998U1
Application number: RU2015118486/15U
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Боклашов; Иван Иванович Грачев; Сабри Йетту; Владимир Николаевич Боклашов; Сергей Николаевич Кудаков
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2016-01-20

Abstract

1. Измерительно-вычислительный комплекс для контроля изменения начальной скорости артиллерийских снарядов, состоящий из датчика температуры и влажности, цифрового прибора для измерения температуры и влажности пороха, USB-кабеля и ПЭВМ с программным обеспечением, отличающийся тем, что для контроля изменения начальной скорости снарядов артиллерийских боеприпасов вследствие изменения влажности и температуры метательных зарядов без проведения стрельбовых испытаний артиллерийских боеприпасов содержит артиллерийский боеприпас с гильзой с возможностью включения в него снаряда, метательный заряд, резиновую крышку на гильзе, датчики температуры и влажности метательного заряда.2. Измерительно-вычислительный комплекс для контроля изменения начальной скорости артиллерийских снарядов по п. 1, отличающийся тем, что ЭВМ содержит программу для расчета изменения начальной скорости артиллерийских снарядов с изменением температуры и влажности метательных зарядов.1. A measuring and computing complex for controlling changes in the initial velocity of artillery shells, consisting of a temperature and humidity sensor, a digital device for measuring the temperature and humidity of gunpowder, a USB cable and a personal computer with software, characterized in that for monitoring changes in the initial speed of artillery shells ammunition due to changes in humidity and temperature of propellant charges without firing tests of artillery ammunition contains artillery ammunition with a sleeve with the possibility of including a projectile, a propelling charge, a rubber cover on the sleeve, sensors of temperature and humidity of the propelling charge. 2. A measuring and computing complex for monitoring changes in the initial velocity of artillery shells according to claim 1, characterized in that the computer contains a program for calculating changes in the initial velocity of artillery shells with a change in temperature and humidity of propellant charges.

Description

Предложенный измерительно-вычислительный комплекс для контроля изменения начальной скорости артиллерийских снарядов относится к области измерительной техники и предназначен для контроля с использованием цифровых технологий изменения начальной скорости артиллерийских снарядов вследствие изменения температуры и влажности метательных зарядов без проведения стрельбовых испытаний артиллерийских боеприпасов.The proposed measuring and computing complex for controlling changes in the initial velocity of artillery shells belongs to the field of measurement technology and is intended to control using digital technologies changes in the initial velocity of artillery shells due to changes in temperature and humidity of propelling charges without firing tests of artillery ammunition.

При длительном хранении артиллерийских боеприпасов изменяется температура и влажность метательных зарядов под действием климатических факторов окружающей среды. При изменении влажности метательного заряда на 1% начальная скорость снаряда изменяется на 2…4% [1]. Для метательных зарядов первой категории допускается изменение начальной скорости снарядов в пределах ±2,5% [1]. Изменение начальной скорости снаряда для гаубицы Д-30 при изменении температуры метательного заряда в пределах ±50°C от табличного значения +15°C составляет +2,80…-5,20%. [2].During long-term storage of artillery ammunition, the temperature and humidity of propellant charges change under the influence of climatic environmental factors. When the humidity of the propellant charge changes by 1%, the initial velocity of the projectile changes by 2 ... 4% [1]. For projectile charges of the first category, a change in the initial velocity of shells within ± 2.5% is allowed [1]. The change in the initial velocity of the projectile for the D-30 howitzer with a change in the temperature of the propelling charge within ± 50 ° C from the tabular value of + 15 ° C is + 2.80 ... -5.20%. [2].

Известна артиллерийская баллистическая станция, состоящая из источника зондирующего радиочастотного импульса, приемника отраженного импульса, электронного блока для вычисления разности частот и пропорциональной ей скорости снаряда, индикаторной панели и предназначенная для определения суммарного изменения начальной скорости снарядов артиллерийских боеприпасов. После выстрела баллистическая станция посылает зондирующий радиочастотный импульс, который отражается летящим снаряда со сдвигом частоты благодаря эффекту Доплера. Отраженный импульс поступает в приемник баллистической станции, где электронный блок вычисляет разность частот и пропорциональную ей скорость снаряда. Результат выводится на индикаторную панель [3].Known artillery ballistic station, consisting of a source of a probing radio frequency pulse, a reflected pulse receiver, an electronic unit for calculating the frequency difference and the projectile velocity proportional to it, an indicator panel and designed to determine the total change in the initial velocity of the shells of artillery ammunition. After the shot, the ballistic station sends a sounding radio frequency pulse, which is reflected by the flying projectile with a frequency shift due to the Doppler effect. The reflected pulse arrives at the ballistic station receiver, where the electronic unit calculates the frequency difference and the projectile velocity proportional to it. The result is displayed on the indicator panel [3].

Недостатками артиллерийской баллистической станции являются необходимость заблаговременных стрельбовых испытаний артиллерийских боеприпасов для определения изменения начальной скорости снарядов, что нежелательно при обеспечении скрытности артиллерийских батарей по тактическим соображениям; при стрельбовых испытаниях с применением артиллерийской баллистической станции определяется только суммарное изменение начальной скорости снарядов, обусловленное износом канала ствола и изменением свойств партий метательных зарядов; дополнительный расход снарядов вследствие необходимости стрельбовых испытаний всех партий зарядов, входящих в состав боевого комплекта батареи; невозможность определения изменения начальной скорости снарядов, обусловленное изменением свойств партий метательных зарядов, при наличии износа канала ствола.The disadvantages of the artillery ballistic station are the need for early firing tests of artillery ammunition to determine the change in the initial velocity of the shells, which is undesirable when securing artillery batteries for tactical reasons; during firing tests using an artillery ballistic station, only the total change in the initial velocity of the shells is determined, due to the wear of the barrel channel and the change in the properties of the batches of propellant charges; additional shell consumption due to the need for firing tests of all batches of charges included in the battery’s combat kit; the impossibility of determining changes in the initial velocity of the shells, due to a change in the properties of batches of propellant charges, in the presence of wear of the barrel.

Известно устройство [4], состоящее из фотопреобразовательных блоков измерения времени t пролета снарядом измерительной базы, закрепленных на конце орудийного ствола, и предназначенных для измерения времени пролета снарядом измерительной базы l. Скорость снаряда рассчитывается по формуле V₀=l/t.A device [4] is known, which consists of photoconversion units for measuring the flight time t with a shell of a measuring base, mounted on the end of the gun barrel, and designed to measure the time of flight with a shell of a measuring base l. The velocity of the projectile is calculated by the formula V ₀ = l / t.

Недостатками устройства являются необходимость проведения стрельбовых испытаний, невозможность определения изменения начальной скорости снарядов, обусловленное изменением свойств партий метательных зарядов, при наличии износа канала ствола.The disadvantages of the device are the need for firing tests, the inability to determine changes in the initial velocity of the shells, due to changes in the properties of batches of propellant charges, in the presence of wear of the barrel.

Известен артиллерийский баллистический термометр [3], состоящий из стеклянной ампулы, шкалы, металлического корпуса и предназначенный для определения температуры метательных зарядов с целью контроля изменения начальной скорости снарядов при отклонении температуры зарядов от табличного значения. Изменение начальной скорости снарядов вследствие отклонения температуры зарядов от табличного значения определяется с помощью таблиц стрельбы [2]. Измерение температуры зарядов производится заблаговременно перед стрельбой.Known artillery ballistic thermometer [3], consisting of a glass ampoule, a scale, a metal case and designed to determine the temperature of the propelling charges in order to control changes in the initial velocity of the shells when the temperature of the charges deviates from the table value. The change in the initial velocity of the shells due to the deviation of the temperature of the charges from the tabular value is determined using the shooting tables [2]. Measurement of the temperature of the charges is made in advance of firing.

Недостатками артиллерийского баллистического термометра является невозможность автоматизировать процесс передачи информации о температуре метательного заряда в реальном режиме времени с термометра непосредственно в ЭВМ для расчета изменения начальной скорости снаряда; влияние человеческого фактора на точность определения температуры метательного заряда.The disadvantages of an artillery ballistic thermometer is the inability to automate the transfer of information about the temperature of the propellant charge in real time from the thermometer directly to the computer to calculate the change in the initial velocity of the projectile; the influence of the human factor on the accuracy of determining the temperature of the propellant charge.

Известен [5] измерительно-вычислительный комплекс (прототип полезной модели) для контроля характеристик нитроцеллюлозных порохов, состоящий из стеклянной (металлической или пластиковой) измерительной ячейки с резиновой крышкой, навески испытуемого пороха, датчика температуры и влажности, цифрового прибора для измерения температуры пороха и влажности воздуха над порохом в измерительной ячейке, USB - кабеля и ПЭВМ с программным обеспечением [6] и предназначенный для контроля влажности пороха и его энергетических, баллистических и теплофизических характеристик, зависящих от влажности пороха.Known [5] is a measuring and computing complex (prototype of a utility model) for monitoring the characteristics of nitrocellulose powders, consisting of a glass (metal or plastic) measuring cell with a rubber cover, a sample of the tested powder, a temperature and humidity sensor, and a digital device for measuring the temperature of powder and humidity air above the powder in the measuring cell, a USB cable and a personal computer with software [6] and designed to control the moisture content of the powder and its energy, ballistic and thermal iCal characteristics depending on the humidity of powder.

Недостатками измерительно-вычислительного комплекса являются невозможность его применения для контроля изменения начальной скорости снаряда при изменении влажности и температуры метательного заряда вследствие отсутсвия необходимого программного обеспечения; для проведения испытаний необходимо извлечь навеску пороха из артиллерийской гильзы и поместить ее в измерительную ячейку, при этом влажность поверхностного слоя пороховых элементов может частично измениться.The disadvantages of the measuring and computing complex are the inability to use it to control changes in the initial velocity of the projectile with a change in humidity and temperature of the propellant charge due to the lack of the necessary software; for testing, it is necessary to remove a sample of gunpowder from the artillery sleeve and place it in the measuring cell, while the humidity of the surface layer of the powder elements can partially change.

Технической задачей полезной модели является измерительно-вычислительный комплекс, предназначенный для контроля с использованием цифровых технологий изменения начальной скорости снарядов артиллерийских боеприпасов вследствие изменения влажности и температуры метательных зарядов без проведения стрельбовых испытаний артиллерийских боеприпасов.The technical task of the utility model is a measuring and computing complex designed to control using digital technologies changes in the initial velocity of shells of artillery ammunition due to changes in humidity and temperature of propellant charges without firing tests of artillery ammunition.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в сокращении времени и повышении скрытности определения на огневой позиции изменения начальной скорости снарядов артиллерийских боеприпасов вследствие изменения влажности и температуры метательных зарядов на этапе баллистической подготовки исходных данных для стрельбы.The technical result of the proposed utility model is to reduce the time and increase the secrecy of determining the firing position of the change in the initial velocity of the shells of artillery ammunition due to changes in humidity and temperature of the projectile charges at the stage of ballistic preparation of the initial data for firing.

Указанный технический результат достигается тем, что для бесстрельбового контроля изменения начальной скорости снарядов артиллерийских боеприпасов вследствие изменения влажности и температуры метательных зарядов с использованием цифровых технологий применяется измерительно-вычислительный комплекс (рисунок 1), состоящий из артиллерийского боеприпаса с гильзой 1 и с возможностью включения в него снаряда 9, метательного заряда 2, усиленной и нормальной крышек 10, 11 датчика температуры и влажности 3, резиновой крышки 4, цифрового прибора 5 для измерения температуры и влажности метательного заряда, размещенного в артиллерийской гильзе, кабеля 7 для соединения датчика температуры и влажности с цифровым прибором, USB - кабеля 8 и ПЭВМ с программным обеспечением [6, 7] и предназначенный для контроля изменения начальной скорости артиллерийских снарядов с изменением температуры и влажности метательного заряда.The specified technical result is achieved by the fact that for the shooting-free control of the change in the initial velocity of the shells of artillery ammunition due to changes in humidity and temperature of the propelling charges using digital technologies, a measuring and computing complex is used (Figure 1), consisting of artillery ammunition with a sleeve 1 and with the possibility of inclusion in it shell 9, propellant charge 2, reinforced and normal covers 10, 11 of the temperature and humidity sensor 3, rubber cover 4, digital device 5 To measure the temperature and humidity of a propellant charge placed in an artillery sleeve, cable 7 for connecting a temperature and humidity sensor to a digital device, USB cable 8 and a personal computer with software [6, 7] and designed to control changes in the initial velocity of artillery shells with a change temperature and humidity propellant charge.

Техническая задача решалась на основе разработки математической модели зависимости начальной скорости артиллерийского снаряда от температуры и влажности метательного заряда и разработки программного обеспечения, состоящего из двух программ: расчет характеристик порохов [6] и расчет начальной скорости снарядов [7] на основе решения прямой задачи внутренней баллистики методом Рунге-Кутта.The technical problem was solved on the basis of developing a mathematical model of the dependence of the initial velocity of an artillery shell on temperature and humidity of a propellant charge and developing software consisting of two programs: calculating the characteristics of gunpowder [6] and calculating the initial velocity of shells [7] based on the solution of the direct problem of internal ballistics Runge-Kutta method.

Для проведения контроля изменения начальной скорости снарядов из артиллерийской гильзы 1 извлекаются усиленная и нормальная крышки 10, 11, предназначенные для защиты метательного заряда от воздействия влаги окружающей среды и фиксации метательного заряда от перемещения в процессе хранения, в метательный заряд между пучками пороха 2 устанавливается датчик температуры и влажности 3, гильза 1 закрывается резиновой крышкой 4, датчик 3 с помощью кабеля 7 присоединяется к цифровому прибору 5 для снятия показаний температуры и влажности после установления их постоянных значений (через 5 мин после закрытия гильзы резиновой крышкой), информация с цифрового прибора 5 поступает через USB - кабеля 8 в ПЭВМ 6, с маркировки снаряда 9 снимается показание о его массе и вводится в ПЭВМ 6, по программам [6, 7] на ПЭВМ производится расчет характеристик пороха, начальной скорости снаряда и изменения начальной скорости снаряда относительно табличного значения.To control the change in the initial velocity of the shells from the artillery sleeve 1, the reinforced and normal covers 10, 11 are removed, designed to protect the propellant charge from environmental moisture and to fix the propellant charge from moving during storage, a temperature sensor is installed in the propellant charge between the powder beams 2 and humidity 3, the sleeve 1 is closed with a rubber cover 4, the sensor 3 is connected to the digital device 5 with a cable 7 to take readings of temperature and humidity after installation the renewal of their constant values (5 minutes after closing the sleeve with a rubber cover), the information from the digital device 5 is transmitted via USB cable 8 to the PC 6, the weight indication is taken from the marking of the projectile 9 and entered into the PC 6 according to the programs [6, 7] on a PC, the characteristics of the powder, the initial velocity of the projectile and the change in the initial velocity of the projectile relative to the table value are calculated.

Конструктивное единство и функциональная взаимосвязь элементов измерительно-вычислительного комплекса представлены на рисунке 1.The structural unity and functional relationship of the elements of the measuring and computing complex are presented in Figure 1.

В результате конструктивного единства и функциональной взаимосвязи элементов измерительно-вычислительного комплекса, взаимодействующих с окружающей средой, и специального программного обеспечения создано новое устройство (измерительная система), которая позволяет с использованием цифровых технологий контролировать изменение начальной скорости артиллерийских снарядов при изменении температуры и влажности метательных зарядов после длительного хранения артиллерийских боеприпасов без проведения их стрельбовых испытаний непосредственно на огневых позициях. При этом время испытаний сократится с 1…2 часов до 10…15 мин при обеспечении тактической скрытности расположения огневых позиций артиллерийских подразделений вследствие отказа от необходимости стрельбовых баллистических испытаний на огневых позициях.As a result of the structural unity and functional interconnection of the elements of the measuring and computing complex interacting with the environment and special software, a new device (measuring system) was created that allows using digital technologies to control the change in the initial velocity of artillery shells when the temperature and humidity of the propellant charges change after long-term storage of artillery ammunition without conducting their firing tests directly Actually at firing positions. In this case, the test time will be reduced from 1 ... 2 hours to 10 ... 15 minutes while ensuring tactical secrecy of the location of the firing positions of artillery units due to the rejection of the need for firing ballistic tests at firing positions.

Используемая литератураUsed Books

1. Производство и эксплуатация порохов и взрывчатых веществ: учебник для вузов / В.К. Марьин, Н.М. Боклашов, Б.Г. Романенко, Л.Н. Гавриленко, А.Б. Терентьев; Министерство обороны РФ, ГРАУ МО РФ. - Пенза: ПАИИ, 2005. - с. 131-136.1. Production and operation of gunpowder and explosives: a textbook for high schools / V.K. Maryin, N.M. Boklashov, B.G. Romanenko, L.N. Gavrilenko, A.B. Terentyev; Ministry of Defense of the Russian Federation, GRAU of the Ministry of Defense of the Russian Federation. - Penza: PAII, 2005. - p. 131-136.

2. Таблицы стрельбы гаубицы Д-30. - М.: МО РФ. - 2002, с. 440-441.2. D-30 howitzer firing tables. - M.: Ministry of Defense of the Russian Federation. - 2002, p. 440-441.

3. Иванов В.А., Горовой Ю.Б. Устройство и эксплуатация артиллерийского вооружения Российской армии: учебное пособие. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. - 260 с.3. Ivanov V.A., Gorovoy Yu.B. The device and operation of artillery weapons of the Russian army: a training manual. - Tambov: Publishing house of Tamb. state tech. University, 2005 .-- 260 p.

4. Патент RU 2204111. Устройство для определения дульной скорости снаряда.4. Patent RU 2204111. A device for determining the muzzle velocity of a projectile.

5. Патент на полезную модель №149594. Измерительно-вычислительный комплекс для контроля характеристик нитроцеллюлозных порохов / Боклашов Н.М. и др., 2014 г.5. Patent for utility model No. 149594. Measuring and computing complex for monitoring the characteristics of nitrocellulose powders / Boklashov N.M. et al. 2014

6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013619125. Расчет характеристик порохов / Боклашов Н.М., Рыжаков В.В. и др., 2013 год.6. Certificate on state registration of computer programs No. 20133619125. Calculation of the characteristics of gunpowder / Boklashov N.M., Ryzhakov V.V. et al., 2013.

7. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014660960. Расчет начальной скорости снаряда (пули) и максимального давления пороховых газов при выстреле из артиллерийского орудия (стрелкового оружия) / Боклашов Н.М., Фам Ван Кхыонг, 2014 год.7. Certificate of state registration of computer programs No. 20144660960. Calculation of the initial velocity of a projectile (bullet) and the maximum pressure of powder gases when fired from an artillery gun (small arms) / Boklashov N.M., Fam Van Khyong, 2014.

Claims

1. A measuring and computing complex for controlling changes in the initial velocity of artillery shells, consisting of a temperature and humidity sensor, a digital device for measuring the temperature and humidity of gunpowder, a USB cable and a personal computer with software, characterized in that for monitoring changes in the initial speed of artillery shells ammunition due to changes in humidity and temperature of propellant charges without firing tests of artillery ammunition contains artillery ammunition with a sleeve with the possibility of including a projectile, a propelling charge, a rubber cover on the sleeve, sensors of temperature and humidity of the propelling charge.

2. A measuring and computing complex for monitoring changes in the initial velocity of artillery shells according to claim 1, characterized in that the computer contains a program for calculating changes in the initial velocity of artillery shells with a change in temperature and humidity of propellant charges.