RU2289774C1 - Test bench for research of high-speed collisions - Google Patents

Test bench for research of high-speed collisions Download PDF

Info

Publication number
RU2289774C1
RU2289774C1 RU2005110483/02A RU2005110483A RU2289774C1 RU 2289774 C1 RU2289774 C1 RU 2289774C1 RU 2005110483/02 A RU2005110483/02 A RU 2005110483/02A RU 2005110483 A RU2005110483 A RU 2005110483A RU 2289774 C1 RU2289774 C1 RU 2289774C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working gas
compartment
research
test bench
vacuum chamber
Prior art date
Application number
RU2005110483/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Николаевич Калмыков (RU)
Петр Николаевич Калмыков
Николай Викторович Лапичев (RU)
Николай Викторович Лапичев
пников Георгий Петрович Шл (RU)
Георгий Петрович Шляпников
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии, Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии
Priority to RU2005110483/02A priority Critical patent/RU2289774C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2289774C1 publication Critical patent/RU2289774C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment, applicable for research of high-speed collision phenomena.
SUBSTANCE: the test bench has a launching device and a vacuum path consisting of successively positioned and connected transition devices of the compartment of working gas discharge from the launching device with a cutoff device of the tray and vacuum chamber installed at its outlet, the working gas discharge compartment is made of an easily destructible shatterproof material, a device for separation of the tray from the launched body is fastened at its inlet, and a gaseous jet deflector is positioned before the inlet to the vacuum chamber.
EFFECT: enhanced reliability of the information obtained in the experiment due to prevention of external actions on the launched body up to the collision of it with the researched target, reduced cost of research operations due to the use of cheap single-time use units in the test bench construction.
2 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область использования - исследования высокоскоростных ударных явлений.The invention relates to a testing technique. The primary area of use is the study of high-speed shock phenomena.

Исследования высокоскоростных ударных явлений осуществляются, как правило, с применением ствольных метательных установок. Метаемое тело, помещенное в ведущий поддон, разгоняется в стволе метательной установки и после выхода из него отделяется от поддона и ударяется об исследуемую мишень. Разгон метаемого тела и его последующий полет до соударения с мишенью должны проходить в вакууме, так как при движении в воздухе метаемое тело интенсивно теряет скорость и нагревается до высокой температуры, вследствие чего происходит изменение его формы и массы.Studies of high-speed shock phenomena are carried out, as a rule, with the use of barrel throwing systems. The throwing body, placed in the lead tray, accelerates in the barrel of the throwing unit and, after exiting it, is separated from the tray and hits the target under investigation. Acceleration of the missile body and its subsequent flight to the collision with the target should take place in a vacuum, since when moving in air, the missile body intensively loses speed and heats up to high temperature, as a result of which its shape and mass change.

Известны стенды для исследований процессов ударных явлений, описание которых приведено в книге Н.А.Златина и Г.И.Мишина «Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях», изд-во «Наука», М., 1974 г., стр.42 и 43, в состав которых входят легкогазовая пушка и вакуумная трасса. Последняя состоит из бака сброса, в котором локализуется после выстрела рабочий газ, как правило водород, истекающий из ствола легкогазовой пушки, трубы, где осуществляется измерение скорости метаемого тела (измерительной камеры) и камеры, в которую помещается исследуемая мишень. Бак сброса рабочего газа представляет собой стационарное дорогостоящее устройство, требующее к тому же при работе легкогазовой пушки на водороде производить после выстрела его продувку инертным газом в целях исключения образования в замкнутом объеме взрывоопасной концентрации смеси водорода с воздухом.There are well-known stands for studies of the processes of shock phenomena, the description of which is given in the book by N. A. Zlatin and G. I. Mishin "Ballistic installations and their application in experimental research", publishing house "Science", M., 1974, pp. .42 and 43, which include a light gas gun and a vacuum track. The latter consists of a dump tank, in which the working gas is localized after the shot, usually hydrogen flowing out of the barrel of a light-gas gun, a pipe, where the speed of the propelled body (measuring chamber) is measured and the chamber in which the target is placed. The working gas discharge tank is a stationary, expensive device, which also requires the inert gas to be purged with an inert gas after firing a light gas gun using hydrogen in order to prevent the formation of an explosive concentration of a mixture of hydrogen with air in a closed volume.

Известна аэробаллистическая трасса, описанная в сборнике статей под ред. Г.Г.Черного и С.Ю.Чернявского «Теоретические и экспериментальные исследования гиперзвуковых течений при обтекании тел и в следах», изд-во Московского университета, 1979 г., стр.13 и выбранная в качестве прототипа. Входная часть аэробаллистичсской трассы состоит из соединенных между собой двух отсеков, первый из которых предназначен для уменьшения проникания истекающего из ствола метательной установки рабочего газа в измерительную камеру аэробаллистической трассы, а второй - для отделения поддона от метаемого тела и его улавливания. Отсеки заполнены воздухом до давления 50-100 мм рт.ст. для того, чтобы организовать аэродинамический способ разделения поддона и метаемого тела, и отделены от измерительной камеры пленочной диафрагмой. К недостаткам аэробаллистической трассы следует отнести:Known aeroballistic route described in the collection of articles under the editorship of G.G. Cherny and S.Yu. Chernyavsky "Theoretical and experimental studies of hypersonic flows in the flow around bodies and in traces", Moscow University Press, 1979, p. 13 and selected as a prototype. The entrance part of the aeroballistic route consists of two compartments interconnected, the first of which is designed to reduce the penetration of the working gas flowing from the barrel of the propellant into the measuring chamber of the aeroballistic route, and the second to separate the pallet from the propelled body and trap it. The compartments are filled with air to a pressure of 50-100 mm Hg. in order to organize the aerodynamic method of separating the pan and the missile body, and are separated from the measuring chamber by a film diaphragm. The disadvantages of the aeroballistic route include:

- полет метаемого тела в воздушной среде, хотя и разреженной, что несомненно скажется на уменьшении скорости его взаимодействия с мишенью;- flight of a missile body in an air medium, although rarefied, which will undoubtedly affect the decrease in the speed of its interaction with the target;

- возможность повреждения метаемого тела при пробивании пленочной диафрагмы (о чем предупреждают авторы статьи).- the possibility of damage to the missile when piercing the film diaphragm (as warned by the authors of the article).

Решаемой технической задачей является создание стенда для исследования высокоскоростных ударных явлений, при постановке экспериментов, на котором исключены внешние воздействия на метаемое тело до соударения его с исследуемой мишенью.The technical task to be solved is the creation of a stand for the study of high-speed shock phenomena, when setting up experiments in which external influences on the missile body are excluded before it collides with the target under study.

Ожидаемый технический результат заключается в повышении достоверности получаемой в эксперименте информации, а также снижении стоимости исследовательских работ путем использования в конструкции стенда недорогих узлов однократного применения.The expected technical result is to increase the reliability of the information obtained in the experiment, as well as to reduce the cost of research by using inexpensive single-use units in the stand design.

Технический результат достигается за счет использования стенда для исследования высокоскоростных соударений, содержащего метательную установку и вакуумную трассу, состоящую из последовательно расположенных и соединенных переходными устройствами отсека сброса рабочего газа из метательной установки с установленным на выходе из него отсекателем поддона и вакуумной камеры, причем отсек сброса рабочего газа выполнен из легко разрушаемого безосколочного материала, на входе в него закреплено устройство отделения поддона от метаемого тела, а перед входом в вакуумную камеру размещен отражатель газовой струи.The technical result is achieved through the use of a bench for research of high-speed collisions, containing a propelling unit and a vacuum route, consisting of sequentially located and connected by transition devices of the compartment for discharging the working gas from the propelling unit with a pallet and vacuum chamber cut-off installed at the outlet, the discharge compartment of the working the gas is made of easily destructible non-fragmentation material, a device for separating the pallet from the missile la, and before entering the vacuum chamber there is a gas jet reflector.

Сопоставительный анализ предлагаемого стенда для исследования высокоскоростных соударений и прототипа показывает, что заявляемый стенд отличается от прототипа следующей совокупностью новых конструктивных признаков:A comparative analysis of the proposed stand for the study of high-speed collisions and the prototype shows that the inventive stand differs from the prototype in the following set of new design features:

- отсек сброса рабочего газа выполнен из легко разрушаемого материала;- the discharge compartment of the working gas is made of easily destructible material;

- отсек сброса рабочего газа выполнен из безосколочного материала;- the compartment for the discharge of working gas is made of non-splinter material;

- на входе в отсек сброса рабочего газа закреплено устройство отделения поддона от метаемого тела;- at the entrance to the discharge compartment of the working gas is fixed a device for separating the pallet from the missile;

- перед входом в вакуумную камеру размещен отражатель газовой струи.- before entering the vacuum chamber, a gas jet reflector is placed.

Выполнение отсека сброса рабочего газа из легко разрушаемого материала обеспечивает сброс рабочего газа в атмосферу.The implementation of the compartment discharge of working gas from easily destructible material provides a discharge of working gas into the atmosphere.

Выполнение отсека сброса рабочего газа из безосколочного материала исключает повреждение оборудования стенда разлетающимися фрагментами отсека.The implementation of the compartment discharge of working gas from shatterproof material eliminates damage to the equipment of the stand by flying fragments of the compartment.

Закрепление устройства отделения поддона от метаемого тела на входе в отсек сброса рабочего газа обеспечивает увод элементов поддона с траектории полета метаемого тела.The fastening of the device for separating the pallet from the missile body at the entrance to the discharge compartment of the working gas ensures the removal of the pallet elements from the flight path of the missile body.

Размещение перед входом в вакуумную камеру отражателя газовой струи снижает воздействие последней на вакуумную камеру.Placing a gas jet reflector in front of the vacuum chamber reduces the effect of the latter on the vacuum chamber.

На фиг.1 приведена схема стенда до момента выхода метаемого тела из ствола метательной установки, на фиг.2 - в момент соударения метаемого тела и мишени.Figure 1 shows the layout of the stand until the exit of the missile body from the barrel of the missile launcher, figure 2 - at the moment of collision of the missile body and the target.

Стенд для исследования высокоскоростных соударений содержит метательную установку 1 и вакуумную трассу 2. Вакуумная трасса 2 состоит, в свою очередь, из последовательно расположенных и соединенных переходными устройствами 3 и 4 отсека 5 сброса рабочего газа из метательной установки 1 с установленным на выходе из него отсекателем 6 поддона и вакуумной камеры 7. Отсек 5 сброса рабочего газа выполнен из легко разрушаемого безосколочного материала (например, полиэтилена), на входе в него закреплено устройство 8 отделения поддона от метаемого тела, а перед входом в вакуумную камеру 7 размещен отражатель газовой струи 9.The test bench for high-speed collisions contains a throwing unit 1 and a vacuum route 2. The vacuum route 2, in turn, consists of sequentially located and connected by transition devices 3 and 4 of the compartment 5 for discharging the working gas from the throwing unit 1 with a cutter 6 installed at the outlet the pallet and the vacuum chamber 7. The compartment 5 for discharging the working gas is made of easily destructible non-fragmentation material (for example, polyethylene), a device 8 for separating the pallet from the missile And before entering the vacuum chamber 7, gas jet deflector 9 is situated.

Стенд для исследования высокоскоростных соударений работает следующим образом. Перед проведением выстрела (см. фиг.1) через штуцер 10, размещенный в переходном узле 4, производится вакуумирование всего внутреннего тракта стенда, благодаря чему на всей дистанции полета метаемого тела 11 на него не действует сила аэродинамического сопротивления, а следовательно, исключены потеря скорости и его нагрев. При выстреле (см. фиг.1 и 2) после прохождения ствола метаемым телом 11, размещенным в поддоне 12, осуществляется на входе в отсек 5 сброса рабочего газа разделение метаемого тела и поддона устройством 8. Метаемое тело 11, продолжая свой полет, через отверстие в отсекателе 6 входит в вакуумную камеру 7 и взаимодействует с мишенью 13, а фрагменты 14 поддона 12, имеющие радиальную составляющую скорости, задерживается этим отсекателем. Рабочий газ (в качестве его, как правило, используется водород), истекающий из ствола метательной установки в отсек 5, выполненный из легко разрушаемого безосколочного материала, например, в виде тонкостенной полиэтиленовой трубы 15, разрушает последнюю, попадает в атмосферу и догорает в ней. Отражатель газовой струи 9 снижает воздействие на вакуумную камеру 7 высокотемпературной струи истекающего из ствола метательной установки 1 рабочего газа. Фрагменты 16 отсека 5 сброса рабочего газа благодаря тому, что данный отсек выполнен из безосколочного материала, разлетаются в радиальном направлении, не причиняя вреда оборудованию стенда.The stand for the study of high-speed collisions works as follows. Before firing (see Fig. 1), through the nozzle 10 located in the transitional unit 4, the entire internal path of the stand is evacuated, due to which the aerodynamic drag force does not act on it over the entire flight distance of the missile body 11, and therefore, speed loss and its heating. When fired (see FIGS. 1 and 2) after passing the barrel with a throwing body 11, placed in the pallet 12, at the entrance to the working gas discharge compartment 5, the throwing body and the pallet are separated by the device 8. The throwing body 11, continuing its flight through the hole in the cutter 6 enters the vacuum chamber 7 and interacts with the target 13, and fragments 14 of the pallet 12 having a radial velocity component are delayed by this cutter. The working gas (usually hydrogen is used as it), flowing out of the barrel of the throwing unit into compartment 5, made of easily destructible non-fragmentation material, for example, in the form of a thin-walled polyethylene pipe 15, destroys the latter, enters the atmosphere and burns out in it. The reflector of the gas jet 9 reduces the impact on the vacuum chamber 7 of the high-temperature jet flowing from the barrel of the propellant installation 1 of the working gas. Fragments 16 of the compartment 5 discharge of the working gas due to the fact that this compartment is made of shatterproof material, scatter in the radial direction, without causing harm to the equipment of the stand.

Предложенный стенд обладает существенными положительными качествами по отношению к прототипу, позволяющими повысить достоверность получаемой в эксперименте информации благодаря исключению внешних воздействий на метаемое тело до соударения его с исследуемой мишенью, а также снизить стоимость исследовательских работ путем использования в конструкции стенда недорогих узлов однократного применения, в данном случае отсека сброса рабочего газа.The proposed stand has significant positive qualities with respect to the prototype, allowing to increase the reliability of the information obtained in the experiment due to the exclusion of external influences on the missile body before it collides with the target being studied, and also to reduce the cost of research by using inexpensive single-use units in the stand design, in this case of a compartment of discharge of working gas.

Предлагаемое техническое решение прошло экспериментальную проверку, которая подтвердила его работоспособность.The proposed technical solution passed an experimental test, which confirmed its performance.

Claims (1)

Стенд для исследования высокоскоростных соударений, содержащий метательную установку и вакуумную трассу, состоящую из последовательно расположенных и соединенных переходными устройствами отсека сброса рабочего газа из метательной установки с установленным на выходе из него отсекателем поддона и вакуумной камеры с мишенью, отличающийся тем, что отсек сброса рабочего газа выполнен из легко разрушаемого безосколочного материала, на входе в него закреплено устройство отделения поддона от метаемого тела, а перед входом в вакуумную камеру размещен отражатель газовой струи.A test bench for researching high-speed collisions, comprising a propellant installation and a vacuum route, consisting of sequentially arranged and connected by transitional devices of the working gas discharge compartment from the throwing installation with a pallet and vacuum chamber shutter with a target installed at the outlet, characterized in that the working gas discharge compartment made of easily destructible non-fragmentation material, a device for separating the pallet from the missile body is fixed at the entrance to it, and before entering the vacuum chambers the gas jet reflector is located.
RU2005110483/02A 2005-04-11 2005-04-11 Test bench for research of high-speed collisions RU2289774C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110483/02A RU2289774C1 (en) 2005-04-11 2005-04-11 Test bench for research of high-speed collisions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110483/02A RU2289774C1 (en) 2005-04-11 2005-04-11 Test bench for research of high-speed collisions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2289774C1 true RU2289774C1 (en) 2006-12-20

Family

ID=37666899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005110483/02A RU2289774C1 (en) 2005-04-11 2005-04-11 Test bench for research of high-speed collisions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2289774C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653107C1 (en) * 2017-02-20 2018-05-07 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Stand for investigation of high-speed collisions
CN114838621A (en) * 2022-03-21 2022-08-02 西北工业大学 Multistage bullet device that takes off of air bubble

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЧЕРНОГ Г.Г., ЧЕРНЯВСКИЙ С.Ю. Теоретические и экспериментальные исследования гиперзвуковых течений при обтекании тел и в средах. Изд. Московского университета, 1979, с.13. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653107C1 (en) * 2017-02-20 2018-05-07 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Stand for investigation of high-speed collisions
CN114838621A (en) * 2022-03-21 2022-08-02 西北工业大学 Multistage bullet device that takes off of air bubble

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016204265B2 (en) Vehicle stabilization
US9134098B1 (en) Countermeasure system and method for defeating incoming projectiles
US11740039B2 (en) Apparatus and method for accelerating an object via an external free jet
US3130575A (en) Impact test apparatus
RU2289774C1 (en) Test bench for research of high-speed collisions
US10073020B2 (en) Modular light gas accelerator
RU2402004C1 (en) Impact test stand
RU2400687C2 (en) Ballistic unit with splitter
RU2653107C1 (en) Stand for investigation of high-speed collisions
RU2513052C2 (en) Solid-propellant rocket engine to withdraw rocket jettisonable parts
RU2610790C1 (en) Stand for research hypervelocity impact of fine particles with barrier
RU2355995C1 (en) Airborne target
KR101248463B1 (en) Mock bullet lounching apparatus
van Donkelaar Velocity Measurements of Projectiles Propelled by Underexpanded Supersonic Jets
Numata et al. Experiment study of ejecta composition in impact phenomenon
RU2473865C2 (en) Augmenter container
Venugopal et al. Supersonic Jet Interactions in a Plenum Chamber
GB2430994A (en) Guided missile
Matache et al. Experimental determination of blast waves parameters generated by firing of large-caliber gun systems
RU42895U1 (en) COMBUSTION PRODUCT DEVICE FOR SHOT