RU2131583C1

RU2131583C1 - Process testing fragmentation ammunition with circular field of scattering of splinters and stand for its realization

Info

Publication number: RU2131583C1
Application number: RU96106734A
Authority: RU
Inventors: В.А. Одинцов
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 1999-06-10

Abstract

FIELD: tests of fragmentation ammunitions of natural splintering with circular fields. SUBSTANCE: shield method of testing is modified due to installation splinter trap made in the form of loose medium or set of trapping blocks in space between wall and sheet lining. Collapsible trapping blocks are made from low-density materials, sheet lining is made from metal and antiricochet shield is positioned between blasted ammunition and wall. Stand is equipped with registering devices making it feasible to determine distribution of velocities of splinters by scattering angles. EFFECT: determination of law of distribution of splinters by mass inside each angular zone of scattering. 36 cl, 23 dwg

Description

Изобретение относится к способам испытания боеприпасов, а более конкретно к способам испытания осколочных боеприпасов естественного дробления с круговыми полями. The invention relates to methods for testing ammunition, and more particularly to methods for testing fragmentation munitions of natural fragmentation with circular fields.

Для расчета эффективности действия осколочных боеприпасов по различным целям необходимо знать распределение чисел осколков и их начальных скоростей по угловым секторам разлета, а внутри угловых секторов - распределение осколков по массе. Известный метод подрыва боеприпасов в камере с улавливающей средой (см. Одинцов В.А. "Моделирование процессов фрагментации с помощью унифицированных цилиндров" Изд. МГТУ, 1991: стр. 31) позволяет определить только общее распределение осколков по массе без привязки к угловым секторам. Эта информация может быть использована для качественного сравнения различных осколочных спектров, но для расчета эффективности она бесполезна. To calculate the effectiveness of fragmentation munitions against various targets, it is necessary to know the distribution of the number of fragments and their initial velocities over the angular sectors of expansion, and within the angular sectors, the distribution of fragments by mass. The well-known method of detonating ammunition in a chamber with a trapping medium (see Odintsov V.A. “Modeling of fragmentation processes using unified cylinders”, MSTU ed., 1991: p. 31) allows us to determine only the total mass distribution of fragments without reference to the angular sectors. This information can be used for a qualitative comparison of various fragmentation spectra, but it is useless to calculate the efficiency.

Для получения угловых распределений осколков и их скоростей в настоящее время в основном применяется метод порыва в щитовой мишенной обстановке, представляющей выполненную в форме полуцилиндра вертикальную стенку, обшитую листовым материалом, при пробитии которого осколком образуется пробоина с четкими очертаниями (см. "Авиационные боеприпасы" под ред. В.А. Кузнецова изд. ВВИА им. Жуковского, 1968 г., стр. 303). Боеприпас устанавливается в центре полуцилиндра в горизонтальном положении. На внутренней поверхности обшивки нанесены контуры проекции части сферы, ограниченной двумя меридиональными сечениями с углом Δθ между ними, а также линии границ угловых секторов с шагом Δφ. Подрываемый снаряд устанавливается на стойке с высотой, равной половине высоты стенки, причем ось снаряда совпадает с прямой, соединяющей вертикальные торцы стенки. После подрыва подсчитываются пробоины в каждом секторе обшивки, проводится измерение размеров и площадей пробоин, производиться их пересчет на массу осколка и, таким образом, определяется распределение осколков по углам разлета. To obtain the angular distributions of the fragments and their velocities, the method of rupture in the shield target environment is currently mainly used, which is a half-cylinder-shaped vertical wall sheathed with sheet material, when a fragment breaks through it creates a hole with clear outlines (see "Aviation ammunition" under Edited by V.A. Kuznetsov, ed.VVIA named after Zhukovsky, 1968, p. 303). Ammunition is installed in the center of the half-cylinder in a horizontal position. On the inner surface of the skin, the projection contours of a part of the sphere bounded by two meridional sections with an angle Δθ between them, as well as the boundary lines of the angular sectors with a step Δφ are plotted. The detonated projectile is mounted on a rack with a height equal to half the height of the wall, and the axis of the projectile coincides with the straight line connecting the vertical ends of the wall. After detonation, the holes in each lining sector are counted, the sizes and areas of the holes are measured, they are recalculated to the mass of the fragment and, thus, the distribution of the fragments by the scattering angles is determined.

Основным недостатком указанного способа является его низкая точность. Основные ошибки возникают при восстановлении массы осколка m по площади пробоины S, которое производится с помощью соотношения
m = γ₀(S/Φ)^3/2,
где γ₀ плотность металла, Ф - средний параметр формы осколков.The main disadvantage of this method is its low accuracy. The main errors occur when restoring the mass of the fragment m from the area of the hole S, which is made using the relation
m = γ ₀ (S / Φ) ^3/2 ,
where γ _{0 is} the metal density, Ф is the average shape parameter of the fragments.

Учитывая, что измерение S проводится весьма приближенно (как правило, по двум размерам пробоины), а величина Ф даже в пределах одной массовой группы имеет значительный статистический разброс, ошибка при восстановлении массы может достигать 30 - 40%. Considering that the measurement of S is carried out very approximately (as a rule, according to two sizes of holes), and the value of Ф even within the same mass group has a significant statistical spread, the error in the restoration of mass can reach 30 - 40%.

Другим принципиальным недостатком метода является невозможность разделения полей, формируемых различными поражающими элементами (ПЭ), для осколочных боеприпасов, имеющих в составе оболочки несколько типов ПЭ. К их числу относятся, например, составные оболочки, состоящие из несущей оболочки естественного дробления и надетых на нее колец заданного дробления или сжатой пружины квадратного сечения с подрезкой (Патент N 2018779 РФ, фиг. 4б, 4в), так называемые мультикумулятивные оболочки, создающие совмещенные поля ударных ядер и осколков естественного дробления (тот же патент, фиг. 4ж) и т.п. Another fundamental drawback of the method is the impossibility of separating the fields formed by various striking elements (PE) for fragmentation munitions having several types of PE in the shell. These include, for example, composite shells consisting of a carrier shell of natural crushing and rings of a given crushing worn on it or a compressed square spring with undercut (Patent N 2018779 of the Russian Federation, Figs. 4b, 4c), the so-called multi-cumulative shells that create combined fields of impact nuclei and fragments of natural fragmentation (same patent, Fig. 4g), etc.

Недостатком метода при использовании указанных в описании прототипа материалах обшивки (фанера, картон, рубероид) является невозможность фиксации момента удара осколка об обшивку вследствие отсутствия световой вспышки в момент удара, что делает невозможным измерение времени между взрывом и прибытием осколка к обшивке, а следовательно, и определение скорости. К числу недостатков метода в том виде, как он изложен в описании прототипа, относится также искажение результатов за счет попадания в обшивку полуцилиндрической стенки осколков, рикошетирующих от грунта. The disadvantage of the method when using the lining materials specified in the description of the prototype (plywood, cardboard, roofing material) is the impossibility of fixing the moment of impact of the fragment on the skin due to the absence of a light flash at the time of impact, which makes it impossible to measure the time between the explosion and the arrival of the fragment to the skin, and therefore determination of speed. Among the disadvantages of the method in the form as described in the description of the prototype, there is also a distortion of the results due to falling into the skin of the semicylindrical wall of fragments ricocheting from the ground.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и повышение достоверности получаемых данных о характеристиках осколочных полей боеприпасов. Техническое решение задачи состоит в том, что листовая обшивка устанавливается на определенном расстоянии от полуцилиндрической стенки, а в пространстве между ними помещается улавливатель осколков, выполненный в виде сыпучей среды или набора улавливающих блоков, улавливающие блоки выполнены разборными, изготовленными из низкоплотных материалов и маркированными, листовая обшивка выполнена металлической (например, из дюралевого сплава или стали), между подрываемым боеприпасом и стенкой установлен противорикошетный полуцилиндрический стальной щит. The present invention is aimed at eliminating these shortcomings and increasing the reliability of the obtained data on the characteristics of the fragmentation fields of ammunition. The technical solution to the problem lies in the fact that the sheet sheathing is installed at a certain distance from the half-cylindrical wall, and in the space between them is placed a fragments trap made in the form of a granular medium or a set of trapping units, the trapping units are made collapsible, made of low-density materials and marked, sheet the casing is made of metal (for example, from duralumin alloy or steel), a half-cylindrical anti-rifle shell is installed between the detonated munition and the wall th steel shield.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 - общий вид устройства (стенда) для испытания осколочных боеприпасов; на фиг. 2 - улавливатель с жестким контуром угловых секций, заполненный сыпучей тормозящей средой; на фиг. 3 - насыпной улавливатель с выдвижными доньями ячеек; на фиг. 4 - улавливатель с жестким контуром угловых секций и с полками, заполненный улавливающими блоками; на фиг. 5 - улавливатель в виде однородной стенки, выложенный улавливающими блоками; на фиг. 6 - тот же улавливатель с полками; на фиг. 7 - развертка внутренней поверхности улавливателя; на фиг. 8 - противорикошетный щит; на фиг. 9 - улавливающий блок в виде коробки с пакетом пластин; на фиг. 10 - улавливающий блок в виде коробки с рулоном из ленты; на фиг. 11 - улавливающий блок в виде коробки с насыпным материалом; на фиг. 12 - улавливающий блок в виде коробки с легкоплавким материалом; на фиг. 13 - безоболочечный улавливающий блок из вязкого или легкоплавкого материала; на фиг. 14 - безоболочечный улавливающий блок в виде рулона или ленты; на фиг. 15 - укладка улавливателя блоками с плотностью, увеличивающейся по направлению движения осколка; на фиг. 16 - высокочастотная фоторегистрация процесса внедрения осколка в модельную среду; на фиг. 17 - схема определения момента прибытия осколков к обшивке акустическим методом; на фиг. 18 - схема определения момента прибытия осколков к обшивке емкостным методом; на фиг. 19 - схема измерения скорости осколков с помощью высокочастотной съемки; на фиг. 20 - схема измерения скорости осколков с одновременной съемкой процесса разрушения корпуса; на фиг. 21 - высокочастотная фоторегистрация процесса разрушения снаряда; на фиг. 22 - расположение улавливателя и листовой обшивки по разные стороны от снаряда; на фиг. 23 - прямоугольная в плане конфигурация стенда. In FIG. 1 - General view of the device (stand) for testing fragmentation ammunition; in FIG. 2 - catcher with a rigid contour of the corner sections, filled with a loose braking medium; in FIG. 3 - bulk catcher with retractable cell bottoms; in FIG. 4 - catcher with a rigid contour of the corner sections and with shelves, filled with catching blocks; in FIG. 5 - trap in the form of a uniform wall, lined with catching blocks; in FIG. 6 - the same catcher with shelves; in FIG. 7 - scan of the inner surface of the trap; in FIG. 8 - anti-ricochet shield; in FIG. 9 - trapping unit in the form of a box with a package of plates; in FIG. 10 - catching unit in the form of a box with a roll of tape; in FIG. 11 - catching unit in the form of a box with bulk material; in FIG. 12 - catching unit in the form of a box with fusible material; in FIG. 13 - non-shell capture unit of a viscous or fusible material; in FIG. 14 - non-shell capture unit in the form of a roll or tape; in FIG. 15 - laying the trap in blocks with a density increasing in the direction of movement of the fragment; in FIG. 16 - high-frequency photographic registration of the process of introducing a fragment into the model environment; in FIG. 17 is a diagram for determining the moment of arrival of fragments to the casing by the acoustic method; in FIG. 18 is a diagram for determining the instant of arrival of fragments to the skin by a capacitive method; in FIG. 19 is a diagram of measuring the speed of fragments using high-frequency shooting; in FIG. 20 is a diagram of measuring the velocity of fragments with the simultaneous shooting of the process of destruction of the body; in FIG. 21 - high-frequency photographic registration of the process of destruction of the projectile; in FIG. 22 - location of the trap and sheet sheathing on opposite sides of the projectile; in FIG. 23 is a rectangular configuration of the stand.

Устройство (стенд) включает в себя стойку (штатив) 1 для установки подрываемого боеприпаса 2 с электродетонатором 3, полуцилиндрическую стенку 4, имеющую стойку центром, выполненную в виде стальной или бетонной конструкции, улавливатель 5, расположенный на внутренней стороне стенки и обшитый с внутренней стороны металлическим листом 6. Ось снаряда лежит в плоскости, проходящей через торцы стенок, а высота оси снаряда над поверхностью земли равна половине высоты стенки. В состав стенда входит также полуцилиндрический стальной противорикошетный щит 7, система датчиков 8, расположенных на обшивке или в непосредственной близости к ней, и пульт 9 управления подрывом и регистрацией. Улавливатель имеет два основных вида исполнения:
в виде пространственной конструкции 10 из стального листа, воспроизводящей контур экваториальной угловой зоны, с криволинейными переборками 11, расположение которых соответствует границам меридиональных зон. Ячейки конструкции заполнены улавливающим материалом в виде среды (фиг. 2), засыпаемой через отверстие 13, либо в виде набора 14 улавливающих блоков 15 (фиг. 4). Для разгрузки ячеек от сыпучей среды в варианте фиг. 2 предусмотрены выдвижные донья 16;
в виде однородной стенки, выложенной улавливающими блоками (фиг. 5, 6).The device (stand) includes a stand (tripod) 1 for installing an explosive ordnance 2 with an electric detonator 3, a semi-cylindrical wall 4 having a center stand made in the form of a steel or concrete structure, a catcher 5 located on the inside of the wall and sheathed on the inside metal sheet 6. The axis of the projectile lies in a plane passing through the ends of the walls, and the height of the axis of the projectile above the surface of the earth is equal to half the height of the wall. The stand also includes a semi-cylindrical steel anti-rocket shield 7, a system of sensors 8 located on the skin or in close proximity to it, and a remote control 9 for detonating and registering. The catcher has two main types of execution:
in the form of a spatial structure 10 of a steel sheet reproducing the contour of the equatorial angular zone, with curved bulkheads 11, the arrangement of which corresponds to the boundaries of the meridional zones. The design cells are filled with trapping material in the form of a medium (Fig. 2), filled up through the hole 13, or in the form of a set of 14 trapping blocks 15 (Fig. 4). To unload the cells from the granular medium in the embodiment of FIG. 2 retractable bottom 16 are provided;
in the form of a uniform wall lined with catching blocks (Fig. 5, 6).

В обоих случаях улавливатель может быть снабжен полками 17. In both cases, the trap can be equipped with shelves 17.

Металлическая обшивка может быть выполнена как сплошно, так и в виде отдельных панелей, в том числе с контуром, соответствующим покрываемой ячейке. Панель данной ячейки может быть выполнена состоящей из двух изолированных частей. На панелях предусмотрена установка датчиков 8, например акустических, тензометрических, пьезометрических, фиксирующих момент удара осколков об обшивку и электрически соединенных с общим пультом управления подрывом и регистрации 9. Поверхность обшивки может быть покрыта составом, содержащим алюминиевую или магниевую пудру. Metal cladding can be performed both continuously and in the form of separate panels, including with a contour corresponding to the cell to be coated. The panel of this cell can be made up of two isolated parts. The panels provide for the installation of sensors 8, for example, acoustic, strain gauge, piezometric sensors that record the moment of impact of the fragments on the skin and are electrically connected to a common demolition and registration control panel 9. The surface of the skin may be coated with a composition containing aluminum or magnesium powder.

На фиг. 9 - 12 показаны улавливающие блоки, выполненные в виде пустотелого параллелепипеда с различными вариантами заполнения внутренней полости, на фиг. 13, 14 - различные исполнения безоболочечных улавливающих блоков. Здесь показаны коробка 18, выполненная из низкоплотного материала, например губчатой резины, вставные пластины 19 из такого же материала, насыпной тормозящий материал 21, например опилки, легкоплавкий материал 22, например парафин. In FIG. 9-12 show the catching blocks made in the form of a hollow parallelepiped with various options for filling the internal cavity; FIG. 13, 14 - various versions of non-shell capture blocks. Shown here is a box 18 made of low-density material, for example sponge rubber, insert plates 19 of the same material, bulk brake material 21, for example sawdust, low-melting material 22, for example paraffin.

Испытания осколочных боеприпасов на стенде проводятся в следующем порядке. После заполнения улавливателя тормозящей средой или укладки улавливающих блоков, подключения регистрирующих устройств панелей и установки боеприпаса на штатив системой управления и регистрации производится подрыв. Момент подачи электрического импульса на подрыв и момент удара осколков об облицовку каждого сектора фиксируется приборными методами. По измеренному промежутку времени между этими двумя моментами при известном радиусе стенки определяется средняя скорость полета осколков в каждом угловом секторе. Осколки внедряются в улавливатель и, пройдя некоторый путь, величина которого зависит от их массы, скорости и формы, останавливаются. Выбор материала улавливателя определяется условием сохранения целостности осколка. Tests of shrapnel ammunition at the stand are carried out in the following order. After filling the trap with braking medium or laying the catching units, connecting the recording devices of the panels and installing the ammunition on the tripod, the control and registration system is detonated. The moment of supply of an electrical impulse to detonate and the moment of impact of the fragments on the lining of each sector is recorded by instrument methods. From the measured time interval between these two moments at a known wall radius, the average flight speed of the fragments in each angular sector is determined. The fragments are introduced into the trap and, after passing a certain path, the magnitude of which depends on their mass, speed and shape, stop. The choice of catcher material is determined by the condition for maintaining the integrity of the fragment.

Условие неразрушения осколка из материала с пределом текучести σ_т, при удлинении осколка λ и скорости подхода к уловителю v имеет вид

(см. Одинцов В.А. "Механика импульсного разрушения цилиндров" в сборнике трудов МВТУ N 312 "Вопросы физики взрыва и удара", 1980, стр. 67). Коэффициент C_x при движении тел различной формы в плотных средах определялся по данным оптической высокочастотной съемки процесса движения осколка в модельной среде (воде). Принимая для осколков типовой снарядной стали C-60 C_x = 0,6, σ_т = 400 мПа, λ = 8 (см. патент N 2025644 РФ), v = 1000 м/с, получаем, что плотность ловителя должна удовлетворять условию
ρ_т ≤ 330 кг/м³.
Толщина улавливающего слоя определяется по условию
H > S_max,
где S_max - максимальная глубина внедрения осколка данного боеприпаса в улавливатель, рассчитываемая по известной формуле конечной баллистики.The condition of non-fracture of a fragment from a material with a yield strength σ _t , with elongation of the fragment λ and the speed of approach to the trap v, has the form

(see Odintsov V.A. “Mechanics of Impulse Fracture of Cylinders” in the collection of works of MVTU N 312 “Problems of Explosion and Impact Physics”, 1980, p. 67). The coefficient C _x during the motion of bodies of various shapes in dense media was determined from optical high-frequency data of the process of fragment motion in a model medium (water). Taking for fragments of typical projectile steel C-60 C _x = 0.6, σ _t = 400 mPa, λ = 8 (see RF patent N 2025644), v = 1000 m / s, we find that the density of the trap must satisfy the condition
ρ _t ≤ 330 kg / m ³ .
The thickness of the capture layer is determined by the condition
H> S _max ,
where S _max is the maximum depth of penetration of a fragment of this munition into the trap, calculated by the well-known formula of final ballistics.

Значительный выигрыш в толщине ловителя при соблюдении условия сохранности осколка может быть получен за счет использования тормозящей среды с переменной плотностью, увеличивающейся вдоль траектории движения осколка (см. приведенную выше статью, стр. 67 - 69). A significant gain in the thickness of the catcher under the condition of preservation of the fragment can be obtained by using a braking medium with a variable density that increases along the path of the fragment (see the above article, p. 67 - 69).

При использовании улавливателя с жестким контуром угловых секций (фиг. 2, 4) основным недостатком является утрата части осколков, попадающих в торцевые поверхности криволинейных переборок и полок. При насыпном заполнении ячеек трудность операции разборки связана также с необходимостью предотвращения одновременного высыпания сыпучей среды из всех ячеек при снятии обшивки, что может привести к смешиванию осколков различных угловых зон. Предусмотрен вариант раздельной разгрузки ячеек от сыпучей среды с помощью выдвижных доньев (фиг. 3). В этом случае нижний край улавливателя располагается на определенной высоте над поверхностью земли, а нижний край металлической обшивки совпадает с нижним контуром улавливателя. When using a trap with a rigid contour of the corner sections (Figs. 2, 4), the main disadvantage is the loss of part of the fragments falling into the end surfaces of the curved bulkheads and shelves. When filling the cells in bulk, the difficulty of the disassembly operation is also associated with the need to prevent the simultaneous pouring out of loose medium from all cells when removing the skin, which can lead to mixing fragments of different angular zones. An option is provided for separate unloading of the cells from the granular medium using pull-out bottoms (Fig. 3). In this case, the lower edge of the trap is located at a certain height above the surface of the earth, and the lower edge of the metal casing coincides with the lower contour of the trap.

При блочном заполнении ячеек недостаток заключается в невозможности заполнения ячеек, имеющих криволинейные границы, прямоугольными блоками. Последняя трудность может быть преодолена применением набора блоков криволинейно-призматической формы, полностью заполняющих объем ячейки. When block filling cells, the disadvantage is the impossibility of filling cells having curved borders with rectangular blocks. The latter difficulty can be overcome by using a set of blocks of a curved-prismatic shape that completely fill the cell volume.

При использовании улавливателя в виде однородной стенки, выложенной улавливающими блоками, имеющими форму параллелепипеда (фиг. 5, 6) основной проблемой является несовпадение границ блоков с границами угловых секторов и необходимостью разнесения осколков, уловленных граничными блоками (фиг. 7) по определенным правилам в разные угловые зоны. When using the trap in the form of a uniform wall lined with trapping units in the shape of a parallelepiped (Fig. 5, 6), the main problem is the mismatch of the boundaries of the blocks with the boundaries of the angular sectors and the need to separate the fragments captured by the boundary blocks (Fig. 7) according to certain rules in different corner zones.

Извлечение осколков из сыпучей среды (например, опилок, опилочно-песчанной смеси и т.п.) данной ячейки проводится с помощью просеивания или электромагнита. Улавливающие блоки до разборки подвергаются проверке на наличие уловленных осколков с помощью металлоискателя. Блоки, содержащие осколки, подвергаются разборке с извлечением осколков (вручную или с помощью электромагнита). Для каждого извлеченного осколка производится взвешивание и определение характеристик формы, в том числе определение минимальной S_min, средней S и максимальной S_max площадей проекции, а также измерение глубины его внедрения в данный блок, а с учетом положения блока в улавливателе - общая глубина внедрения в улавливатель. Отбор счетных осколков производится по условию m < m_s. После извлечения осколков производится вторичная проверка блока на металлоискателе. Измерительная обработка панели обшивки, покрывающей данную ячейку улавливателя, производится путем измерения площадей пробоин в ней с помощью прибора, включающего источник света и фотоэлемент, располагаемые по разные стороны панели. После этого производится сопоставление распределений масс осколков и площадей пробоин в данном угловом секторе с целью построения расчетных корреляционных зависимостей.The extraction of fragments from a granular medium (for example, sawdust, sawdust-sand mixture, etc.) of this cell is carried out using sieving or an electromagnet. Before disassembling, the trapping units are checked for trapped fragments using a metal detector. Blocks containing fragments are disassembled with the removal of fragments (manually or using an electromagnet). For each extracted fragment, weighing and determining the characteristics of the form are carried out, including the determination of the minimum S _min , average S and maximum S _max projection areas, as well as measuring the depth of its incorporation into this block, and taking into account the position of the block in the trap, the total penetration depth in catcher. Counting fragments are selected according to the condition m <m _s . After removing the fragments, a second check of the block is performed on the metal detector. The measuring treatment of the paneling panel covering this trap cell is carried out by measuring the areas of holes in it using a device that includes a light source and a photocell located on opposite sides of the panel. After that, the mass distributions of fragments and the area of the holes in the given angular sector are compared in order to construct the calculated correlation dependencies.

Контроль достоверности света проводится по балансу масс
∑ M_j+M_n = M_o,
здесь j - номер угловой зоны в меридиональной плоскости (j = 1, 2, ... k); угол Δφ обычно принимается 5, таким образом k = 36.Reliability control of light is carried out according to the mass balance.
∑ M _j + M _n = M _o ,
here j is the number of the corner zone in the meridional plane (j = 1, 2, ... k); the angle Δφ is usually taken 5, so k = 36.

M_j - суммарная масса осколков в данной (j-й) угловой зоне; M_о - масса оболочки боеприпаса; M_n - суммарная масса осколков, имеющих массу ниже границы сбора m_s.M _j is the total mass of fragments in this (j-th) corner zone; M _about - the mass of the shell of the ammunition; M _n is the total mass of fragments having mass below the collection boundary m _s .

Масса M_j определяется соотношением
M_j = M $\binom{Δθ}{j}$ 360/Δθ,
здесь M $\binom{Δθ}{j}$ - суммарная масса осколков в данной (j-й) меридиональной угловой зоне экваториального сектора с углом Δθ.
Качество опыта определяется величиной ошибки

или ее относительной величиной

При Δ ≤ 0,05 качество опыта можно считать высоким, при 0,05 ≤ Δ ≤ 0,10 - удовлетворительным, при Δ > 0,10 - неудовлетворительным.The mass M _j is determined by the relation
M _j = M

\binom{Δθ}{j}

360 / Δθ,
here M

\binom{Δθ}{j}

- the total mass of fragments in this (j-th) meridional angular zone of the equatorial sector with an angle Δθ.
The quality of experience is determined by the magnitude of the error.

or its relative value

At Δ ≤ 0.05, the quality of the experiment can be considered high, at 0.05 ≤ Δ ≤ 0.10 - satisfactory, at Δ> 0.10 - unsatisfactory.

Измерение скорости осколков в угловых сетках разлета, как уже указывалось выше, производится расчетом по формуле
v_j = R/Δt_j,
Δt - промежуток времени между подрывом и прибытием осколков к данной секции. R - радиус обшивки полуцилиндрической стенки.The measurement of the velocity of fragments in the corner grids of expansion, as already mentioned above, is carried out by calculation according to the formula
v _j = R / Δt _j ,
Δt is the time interval between detonation and the arrival of fragments to this section. R is the radius of the sheathing of the semicylindrical wall.

Фиксация момента удара осколков об металлическую обшивку может быть произведена различными методами. На фиг. 17 представлена схема регистрации указанного момента акустическим методом. Приемник звукового сигнала (микрофон) 23 установлен под панелью обшивки в углублении, защищающем его от повреждения осколками. Удар группы осколков об обшивку сопровождается возникновением мощной звуковой волны, воспринимаемой приемником. The moment of impact of fragments on metal plating can be fixed by various methods. In FIG. 17 is a diagram of recording the indicated moment by the acoustic method. An audio signal receiver (microphone) 23 is installed under the skin panel in a recess that protects it from damage by fragments. The impact of a group of fragments on the skin is accompanied by the appearance of a powerful sound wave perceived by the receiver.

Схема регистрации момента прибытия осколков емкостным методом показана на фиг. 18. Панель, покрывающая угловую ячейку 24, изготавливается из двух изолированных частей 25 с изоляционным слоем 26. Панели подключены к регистрирующему устройству 27. Части панели образуют некоторую емкость C^o. При входе группы осколков в ближнюю зону панелей емкость изменяется, что фиксируется прибором 27.The registration scheme of the moment of arrival of fragments by the capacitive method is shown in FIG. 18. The panel covering the corner cell 24 is made of two insulated parts 25 with an insulating layer 26. The panels are connected to a recording device 27. Parts of the panel form a certain capacitance C ^o . When a group of fragments enters the near zone of the panels, the capacitance changes, which is recorded by the device 27.

Могут быть использованы и другие методы, основанные, например, на регистрации упругих волн, возникающих в металлической обшивке при ударе осколков, с помощью тензометрических или пьезометрических датчиков. Other methods can be used, based, for example, on recording elastic waves arising in a metal casing upon impact of fragments using tensometric or piezometric sensors.

Общим недостатком всех вышеописанных методов является то, что ими фиксируется момент удара всей группы осколков, а не каждого отдельного осколка с фиксацией места его попадания, что делает их неприемлемыми для регистрации эшелонированных потоков. От этого недостатка свободен оптический метод регистрации с помощью высокочастотной кадровой съемки. Перед подрывом пультом 9 запускаются высокочастотные камеры 28, а затем подается импульс напряжения на электродетонатор 3. В момент подрыва внутренняя поверхность облицовки ярко освещается, что фиксируется камерами. В момент удара осколков об обшивку происходят множественные вспышки, также фиксируемые камерами. При недостаточной скорости осколков вспышка может быть усилена за счет нанесения на обшивку состава, содержащего алюминиевую иди магниевую пудру. A common drawback of all the above methods is that they record the moment of impact of the whole group of fragments, and not of each individual fragment with fixing the place of its impact, which makes them unacceptable for registering echeloned flows. The optical registration method using high-frequency frame shooting is free from this drawback. Before undermining the remote control 9, high-frequency cameras 28 are launched, and then a voltage pulse is applied to the electric detonator 3. At the moment of detonation, the inner surface of the cladding is brightly illuminated, which is recorded by the cameras. At the moment of impact of the fragments on the skin, multiple flashes occur, also recorded by cameras. If the speed of the fragments is insufficient, the flash can be enhanced by applying a composition containing aluminum or magnesium powder to the skin.

В состав стенда в качестве дополнительного оборудования может быть включена высокоскоростная фотографическая камера с зеркальной разверткой, позволяющая проводить съемку процесса разрушения снаряда. Камера может быть использована как в режиме покадровой съемки, так и в режиме линейной развертки. Высокоскоростная фотографическая камера 29 с частотой съемки 0,5 - 1,0 млн. кадр/с, например СФР-2М, ЖЛВ-2, с телеобъективом 30 установлена перпендикулярно оси снаряда. Подсветка процесса осуществляется зарядом 31 (взрывным источником света) с электродетонатором 32. При этом оба электродетонатора (3 и 32) должны быть быстродействующими (время срабатывания 2 - 5 мкс), разрушаемый экран из ткани или бумаги обеспечивает съемку в проходящем свете. Покадровая съемка снаряда (фиг. 21) позволяет определить характер трещинообразования в оболочке снаряда и момент ее разрушения, фиксируемый по прорыву продуктов детонации. Щелевая съемка в режиме линейной развертки позволяет определить закон разгона оболочки и конечную скорость в данном поперечном сечении снаряда, а многощелевая съемка через ряд вертикально расположенных щелей, накладываемых на изображение снаряда в фокальной плоскости объектива, позволяет определить законы разгона и конечные скорости в нескольких сечениях снаряда. As a part of the stand, an optional high-speed photographic camera with a mirror scan can be included in the booth, which makes it possible to shoot the process of shell destruction. The camera can be used both in single-frame shooting mode and in linear scanning mode. A high-speed photographic camera 29 with a recording frequency of 0.5 - 1.0 million frames / s, for example, SFR-2M, ZhLV-2, with a telephoto lens 30 is mounted perpendicular to the axis of the projectile. The process is illuminated by a charge 31 (explosive light source) with an electric detonator 32. At the same time, both electric detonators (3 and 32) must be fast-acting (response time 2 - 5 μs), a destructible screen made of fabric or paper ensures shooting in transmitted light. Single-shot shooting of the projectile (Fig. 21) allows us to determine the nature of crack formation in the shell of the projectile and the moment of its destruction, recorded by the breakthrough of detonation products. Slit shooting in linear sweep mode allows you to determine the shell acceleration law and the final velocity in a given cross section of the projectile, and multi-slit shooting through a series of vertically located slots superimposed on the projectile image in the focal plane of the lens, allows you to determine the acceleration laws and final velocities in several sections of the projectile.

Представление результатов испытаний на данном стенде осуществляется в виде двумерной матрицы N_ij и годографа скорости v_j, где N_ij - число осколков i-й массовой группы в j-й угловой зоне, v_j - среднее значение начальной скорости осколков в j-й угловой зоне. Фрагмент таблицы N_ij представлен в конце описания (в ячейке указано число осколков).Presentation of the test results at this stand is carried out in the form of a two-dimensional matrix N _ij and hodograph of the velocity v _j , where N _ij is the number of fragments of the i-th mass group in the j-th angular zone, v _j is the average value of the initial velocity of the fragments in the j-th angular zone. A fragment of the table N _ij is presented at the end of the description (the number of fragments is indicated in the cell).

Эти данные позволяют провести расчет любого показателя эффективности боеприпаса, например, приведенной площади поражения, при известных скорости, угле падения и характеристиках целей. При этом значение параметра формы осколка Ф = S/V^2/3 (S - средний мидель осколка, V - его объем, V = m/ γ₀, m - масса осколка, γ₀ - - плотность материала) принимается средним значением в данной ячейке (см. патент N 2025644 РФ "Имитаторы осколка естественного дробления боеприпасов").These data allow the calculation of any indicator of the effectiveness of ammunition, for example, the reduced area of damage, with known speed, angle of incidence and target characteristics. Moreover, the value of the shape parameter of the fragment Ф = S / V ^2/3 (S is the average midsection of the fragment, V is its volume, V = m / γ ₀ , m is the mass of the fragment, γ ₀ is the material density) is taken as the average value in this cell (see RF patent N 2025644 "Imitators of a fragment of natural fragmentation of ammunition").

Предлагаемый метод и стенд для его реализации позволяют получить истинное распределение масс осколков по углам разлета, свободное от ошибок пересчета площадей пробоин на массы. Это в свою очередь позволяет:
оценивать достоверность эксперимента с помощью проверки по балансам масс и энергий;
оценивать достоверность широко применяемых в настоящее время при разработке боеприпасов методов численного (компьютерного) моделирования процессов разлета оболочек боеприпасов под действием продуктов детонации.The proposed method and a stand for its implementation make it possible to obtain a true distribution of the masses of fragments over the scattering angles, free from errors in recalculating the areas of holes for masses. This in turn allows you to:
evaluate the reliability of the experiment by checking the balances of mass and energy;
to assess the reliability of methods of numerical (computer) modeling of expansion processes of shells of ammunition under the action of detonation products that are widely used at present in the development of ammunition.

По сравнению с каждым из существенных испытаний (камерным и щитовым) метод является более сложным и дорогостоящим, однако, учитывая его высокую достоверность и то, что он заменяет два испытания одним, метод в конечном счете обеспечит существенное снижение стоимости экспериментальной обработки перспективных осколочных боеприпасов. Compared with each of the significant tests (chamber and panel), the method is more complex and expensive, however, given its high reliability and the fact that it replaces two tests with one, the method will ultimately provide a significant reduction in the cost of experimental processing of promising fragmentation munitions.

Предложенный метод испытания осколочных боеприпасов может быть реализован при конфигурациях стенда, отличающихся от показанной на фиг. 1. Например, в конструкции стенда, показанной на фиг. 22, стенка с улавливателем и металлическая обшивка расположены по разные стороны от снаряда. В этом случае при измерении скорости осколков оптическим методом производится фотосъемка внешней размеченной на зоны стороны обшивки на просвет с помощью пиротехнического источника света 34. В конструкции стенда, показанной на фиг. 23, стенка с улавливателем, металлическая обшивка и противорикошетные щиты выполнены в плане в виде частей прямоугольника. При этом стенка с улавливателем и металлическая обшивка могут быть размещены как по разные стороны от снаряда, так и по одну сторону от снаряда. На фиг. 22, 23 кабели управления подрывом и регистрацией не показаны. The proposed method for testing fragmentation munitions can be implemented with stand configurations other than those shown in FIG. 1. For example, in the construction of the stand shown in FIG. 22, a wall with a trap and metal sheathing are located on opposite sides of the projectile. In this case, when measuring the speed of the fragments by the optical method, photographing is taken of the outer skin-lined side of the sheathing into the lumen using a pyrotechnic light source 34. In the stand design shown in FIG. 23, a wall with a catcher, metal cladding and anti-ricochet shields are made in plan in the form of parts of a rectangle. In this case, the wall with the catcher and the metal sheathing can be placed both on different sides of the projectile, and on one side of the projectile. In FIG. 22, 23 demolition and registration control cables are not shown.

Claims

1. A method for testing fragmentation munitions with a circular field for the expansion of fragments, comprising detonating the ammunition in a horizontal position in the center of a vertical semicylindrical wall, marked into zones corresponding to the angular zones of the expansion of fragments in the equatorial and meridional planes, counting the number of fragments that feed into each zone, measuring the size of and the area of the holes, characterized in that the fragments are captured by a trap located on the wall, removed from the trap with fixation of the point of impact and sorted inside each the first corner zone of massive groups.

2. The method according to claim 1, characterized in that when the projectile is detonated, the values of the fragmentation velocity in the corner zones are determined by fixing the moment of detonation and the moment of arrival of the fragments to the wall.

3. The method according to p. 1, characterized in that the fragments are captured in a granular medium filling the spatial figured cell of the trap corresponding to the equatorial-meridional sector of the expansion of fragments.

4. The method according to claim 1, characterized in that the fragments are captured by a trap made up of separate marked capture blocks placed on the wall in a certain order in accordance with their marking.

5. The method according to claim 4, characterized in that after the catcher is disassembled, the catching units are checked for the presence of trapped fragments using a metal detector.

6. The method according to claim 4, characterized in that the extraction of fragments from the capture units is carried out using an electromagnet.

7. The test method according to claim 4, characterized in that for each fragment determine the depth of penetration into the trap.

8. A test bench for fragmentation munitions with a circular field for the fragmentation of fragments, containing a vertical wall made in the form of a half-cylinder and sheathed with sheet material with zones deposited on it, corresponding to the angular zones of fragmentation of fragments in the equatorial and meridional planes, a rack located in the center of the half-cylinder, for installing on it in a horizontal position of the munition along a line connecting the midpoints of the ends of the half-cylinder, characterized in that the casing is made of a metal sheet between the casing and Coy placed catcher booth provided with an electric blasting system and registration-rebound semicylindrical wall.

9. The stand according to claim 8, characterized in that the trap is made in the form of a spatial structure with curved surfaces bounding the equatorial expansion zone provided with curved bulkheads limiting the meridional expansion zones.

10. The stand according to claim 9, characterized in that the trap cells are filled with granular medium.

11. The stand of claim 10, characterized in that the design is equipped with holes and extendable bottoms.

12. The stand according to claim 9, characterized in that the structure is equipped with horizontal shelves.

13. The stand according to claims 9 and 12, characterized in that the trap cells are filled with catching blocks.

14. The stand of claim 8, characterized in that the trap is made in the form of a uniform stacking of rectangular catching blocks.

15. The stand according to any one of paragraphs.13, 14, characterized in that the catching blocks are made collapsible from a material with a density of (0.2 - 0.6) g / cm ³ .

16. The stand according to clause 15, wherein the catching unit is made in the form of a hollow parallelepiped containing a package of parallel plates.

17. The stand of claim 15, wherein the catching unit is made in the form of a hollow parallelepiped containing bulk material, such as sawdust, rubber balls.

18. The stand of claim 15, wherein the catching unit is made in the form of a hollow parallelepiped containing a rolled up tape made, for example, of sponge rubber.

19. The stand of claim 15, wherein the collecting unit is made in the form of a hollow parallelepiped containing a cellular medium.

20. The stand of claim 14, characterized in that the catching unit is made of fusible material, such as paraffin, ice.

21. The stand according to any one of paragraphs.13, 14, characterized in that the catching blocks are marked using magnetic, radioactive tags, allowing the reading of the block number by instrumental methods.

22. The stand of claim 8, characterized in that the sheet skin is made of duralumin alloy.

23. The stand according to item 22, wherein the sheet skin is made of duralumin alloy with a thickness of 1-3 mm.

24. The stand of claim 8, characterized in that the surface of the sheet skin is coated with a composition containing aluminum or magnesium powder.

25. The stand according to claim 9, characterized in that the sheet skin is made of separate panels corresponding to the cells of the trap, isolated from each other and electrically connected to the system of detonation and registration.

26. The stand according A.25, characterized in that the panels are made up of two parts, isolated from each other, each of which is electrically connected to the system of detonation and registration.

27. The stand according to claim 25, characterized in that an acoustic sensor is installed at the bottom of the panel in the recess.

28. The stand under item 26, characterized in that the insulated parts of the panel are connected to a system for measuring electric capacity.

29. The stand of claim 8, characterized in that each sector of the sheet sheathing is equipped with strain gauge or piezometric sensors.

30. The stand of claim 8, characterized in that it is equipped with high-frequency photographic cameras mounted in such a way that the entire inner surface of the duralumin casing is located in their shooting field.

31. The stand of claim 8, characterized in that between the rack with ammunition and the vertical wall mounted anti-ricochet shield in the form of a half-cylinder made of steel sheet and having a height N _SC , determined by the following mathematical expression:

where H is the height of the projectile;
R is the radius of the main wall;
r is the radius of the anti-rheumatic shield,
and thickness, determined by the following mathematical expression:

where m _max is the estimated maximum mass of the fragment;
V _max is the calculated maximum fragment velocity, m / s;
Ф - dimensionless shape parameter (for fragments of natural fragmentation Ф = 1.8 - 2.3).

32. The stand of claim 8, characterized in that the catching blocks are made of dense plastic materials, such as plasticine, petrolatum, viscous clay.

33. The stand according to any one of paragraphs.13, 14, characterized in that the catcher is laid in blocks with different densities so that the density of the medium increases in the direction of movement of the fragment.

34. The stand according to item 13, characterized in that the catcher is laid in blocks of curved shape, providing a dense filling of the cell.

35. The stand according to claim 30, characterized in that it contains a high-speed photographic camera with a recording frequency of 0.5 - 1 million frames per second, operating in single-frame or linear sweep mode, the optical axis of which is mounted perpendicular to the munition axis, backlight charges and a screen made of film or fabric, and the detonators of ammunition and backlight charges are made fast.

36. The stand according to claim 8, characterized in that the wall with a catcher and metal cladding are placed on opposite sides of the ammunition.