RU2488085C1 - Method to form train of air impact waves and impact pipe for its realisation - Google Patents
Method to form train of air impact waves and impact pipe for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488085C1 RU2488085C1 RU2012100147/28A RU2012100147A RU2488085C1 RU 2488085 C1 RU2488085 C1 RU 2488085C1 RU 2012100147/28 A RU2012100147/28 A RU 2012100147/28A RU 2012100147 A RU2012100147 A RU 2012100147A RU 2488085 C1 RU2488085 C1 RU 2488085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- disk
- disc
- wave
- shock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для создания цуга воздушных ударных волн (ВУВ), подобных возникающим в атмосфере при взрыве сосредоточенных зарядов ВВ, профиль каждой из которых характеризуется крутым ударным фронтом, положительной фазой, в которой давление больше атмосферного, и отрицательной фазой, в которой давление меньше атмосферного.The invention relates to testing equipment and can be used to create a train of air shock waves (HFW), similar to those arising in the atmosphere during the explosion of concentrated explosive charges, the profile of each of which is characterized by a steep shock front, a positive phase in which the pressure is greater than atmospheric, and a negative phase in which the pressure is less than atmospheric.
Преимущественная область использования - исследование воздействия формируемых через заданные интервалы времени ВУВ на различные объекты.The predominant area of use is the study of the impact of water waves generated at specified time intervals on various objects.
Известен способ создания ВУВ, описанный в статье «Импульсные газодинамические установки для испытаний РАВ на воздействие поражающих механических факторов» (сборник докладов научной конференции Волжского регионального центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения»: авторы Бичегов В.И., Залесский В.В. и др., Саров, ВНИИЭФ, 2000 г., стр.235-237). Внутри ударной трубы монтируют заряд взрывчатого вещества и производят его подрыв, в результате которого формируют направленную воздушную ударную волну.There is a known method of creating an IWS, described in the article "Pulse gas-dynamic installations for testing RAV for the impact of damaging mechanical factors" (collection of reports of a scientific conference of the Volga regional center RARAN "Modern methods of designing and testing missile and artillery weapons": authors Bichegov VI, Zalessky V.V. et al., Sarov, VNIIEF, 2000, pp. 235-237). An explosive charge is mounted inside the shock tube and detonated, resulting in the formation of a directed air shock wave.
К недостаткам данного способа следует отнести:The disadvantages of this method include:
- невозможность воспроизведения цуга воздушных ударных волн;- the impossibility of reproducing a train of air shock waves;
- неполное соответствие формы ВУВ и несоответствие давления и массовой скорости в отрицательной фазе, создаваемой воздушной ударной волной, этим параметрам в ВУВ, возникающей в атмосфере при взрыве сосредоточенного заряда ВВ;- incomplete correspondence of the form of the HEW and the mismatch of pressure and mass velocity in the negative phase created by the air shock wave with these parameters in the HEW arising in the atmosphere during the explosion of a concentrated explosive charge;
- загрязнение воздушной среды в трубе продуктами взрыва.- air pollution in the pipe with explosion products.
Известен способ имитации давления ядерного взрыва, описанный в патенте США «Имитатор давления ядерного взрыва», №3495455, G01M 9/00, опубл. 17.02.70, выбранный в качестве прототипа для заявляемого способа формирования цуга воздушных ударных волн. Во взрывные камеры, соединенные с ударной трубой (волноводом), помещают заряды ВВ и осуществляют их подрывы или одновременно, или для организации цуга ударных волн с заданным временным интервалом. Расширяясь, газообразные продукты детонации зарядов ВВ затекают в ударную трубу через перфорированную дроссельную пластину, при помощи которой понижают давление и выравнивают по сечению в ней скорость и расход газа, формируя, таким образом, плоские фронты ударных волн с выраженной положительной фазой. Размещением на открытом торце ударной трубы заглушки в форме сеточных экранов (волногасителя) обеспечивают спад давления в волноводе и исключают отражение ударных волн и влияние на них атмосферы со стороны открытого торца ударной трубы.A known method of simulating the pressure of a nuclear explosion, described in US patent "Simulator of the pressure of a nuclear explosion", No. 3495455, G01M 9/00, publ. 02.17.70, selected as a prototype for the proposed method of forming a train of air shock waves. Explosive chambers connected to the shock tube (waveguide) place explosive charges and detonate them either simultaneously or to organize a train of shock waves with a given time interval. Expanding, the gaseous products of the detonation of explosive charges flow into the shock tube through a perforated throttle plate, with which the pressure is reduced and the velocity and flow rate of gas are equalized in its cross section, thus forming flat shock wave fronts with a pronounced positive phase. Placing plugs in the form of mesh screens (wave absorber) at the open end of the shock tube ensures a pressure drop in the waveguide and excludes reflection of shock waves and the influence of the atmosphere on them from the open end of the shock tube.
К недостаткам данного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:
- ограниченные возможности регулирования формы ВУВ и ее неполное соответствие параметрам ВУВ, возникающей в атмосфере при взрыве сосредоточенного заряда ВВ, из-за отсутствия в воспроизводимой волне отрицательной фазы;- limited possibilities for regulating the form of the VVV and its incomplete compliance with the parameters of the VVV arising in the atmosphere during the explosion of a concentrated explosive charge, due to the absence of a negative phase in the reproduced wave;
- загрязнение воздушной среды в трубе продуктами взрыва.- air pollution in the pipe with explosion products.
Известно «Устройство для нагружения объектов воздушной ударной волной», патент RU 2217723 С1, МПК 7 G01M 9/00, 7/08, опубл. 27.11.03, бюлл. №33. Устройство содержит ударную трубу (волновод) с открытым и закрытым торцами для размещения объекта испытаний, источник ударной волны в виде взрывной камеры с размещенным в ней зарядом ВВ и экран для гашения ударной волны, выполненный в виде гибких элементов, закрепленных вертикально и горизонтально на открытом торце ударной трубы, и содержащий заслонки в виде прямоугольных листов, установленных на горизонтальных гибких элементах с возможностью поворота относительно них.It is known "Device for loading objects with an air shock wave", patent RU 2217723 C1, IPC 7 G01M 9/00, 7/08, publ. 11/27/03, bull. No. 33. The device comprises a shock tube (waveguide) with open and closed ends to accommodate the test object, a shock wave source in the form of an explosive chamber with an explosive charge placed in it, and a shock absorber screen made in the form of flexible elements mounted vertically and horizontally at the open end shock pipe, and containing the shutter in the form of rectangular sheets mounted on horizontal flexible elements with the possibility of rotation relative to them.
К недостаткам данного устройства следует отнести:The disadvantages of this device include:
- невозможность воспроизведения цуга ударных волн;- the impossibility of reproducing a train of shock waves;
- ограниченные возможности регулирования формы ВУВ;- limited ability to regulate the form of HVA;
- отсутствие в воспроизводимой волне отрицательной фазы;- the absence of a negative phase in the reproduced wave;
- искажение формы ВУВ из-за низкого быстродействия экрана для гашения ударной волны;- distortion of the shape of the IWV due to the low speed of the screen for damping the shock wave;
- загрязнение воздушной среды в трубе продуктами взрыва.- air pollution in the pipe with explosion products.
Известен «Имитатор давления ядерного взрыва», патент США №3495455, G01M 9/00, опубл. 17.02.70, выбранный в качестве прототипа для заявляемой ударной трубы. Устройство представляет собой взрывные камеры с размещенными в них зарядами ВВ и источниками их инициирования, соединенные через дроссель, выполненный в виде перфорированной пластины (генератор ударных волн), с ударной трубой (волноводом), на открытом торце которого расположена перфорированная заглушка (волногаситель).Known "Simulator of the pressure of a nuclear explosion", US patent No. 3495455, G01M 9/00, publ. 02.17.70, selected as a prototype for the claimed shock pipe. The device consists of explosive chambers with explosive charges placed in them and sources of their initiation, connected through a throttle made in the form of a perforated plate (shock wave generator), with a shock tube (waveguide), on the open end of which there is a perforated plug (wave suppressor).
К недостаткам данного устройства можно отнести:The disadvantages of this device include:
- ограниченные возможности регулирования формы ВУВ и ее неполное соответствие параметрам ВУВ, возникающей в атмосфере при взрыве сосредоточенного заряда ВВ, из-за отсутствия в воспроизводимой волне отрицательной фазы;- limited possibilities for regulating the form of the VVV and its incomplete compliance with the parameters of the VVV arising in the atmosphere during the explosion of a concentrated explosive charge, due to the absence of a negative phase in the reproduced wave;
- загрязнение воздушной среды в трубе продуктами взрыва.- air pollution in the pipe with explosion products.
Решаемой технической задачей является создание способа и реализующего его устройства, позволяющих моделировать повторяющиеся с заданным временным интервалом воздействия ВУВ на различные объекты исследований.The technical problem to be solved is the creation of a method and a device that implements it, which allows simulating the effects of a water-borne water-wave device on various objects of research repeated with a given time interval.
Ожидаемый технический результат при использовании заявляемых способа и устройства заключается в создании приближенных к натурным условий нагружения объектов исследований путем реализации положительной и отрицательной фаз в профиле формируемых ВУВ и исключения загрязнения воздушной среды в трубе продуктами взрыва, а также более низкой стоимости проведения экспериментальных работ за счет использования значительно меньшего количества взрывчатых материалов.The expected technical result when using the proposed method and device is to create near-field loading conditions for the objects of research by implementing the positive and negative phases in the profile of the generated HVW and eliminating air pollution in the pipe by explosion products, as well as lower cost of experimental work due to the use significantly less explosive materials.
Технический результат достигается за счет применения способа, заключающегося в генерировании перемещающейся по волноводу ударной трубы ударной волны с плоским фронтом и выраженной положительной фазой с последующим спадом давления в волноводе и повторении с требуемым временным интервалом указанного цикла, отличающегося от прототипа тем, что:The technical result is achieved through the application of the method, which consists in generating a shock wave moving along the waveguide of the shock tube with a flat front and a pronounced positive phase, followed by a pressure drop in the waveguide and repetition with the required time interval of the specified cycle, which differs from the prototype in that:
- в волновод ударной трубы устанавливают с возможностью заданного продольного перемещения относительно друг друга перфорированный диск и мембрану, расположенную на заданном расстоянии перед диском по направлению к выходу из волновода, при этом генерирование положительной фазы ударной волны осуществляют разгоном диска с последующим присоединением к нему мембраны и их совместным движением по волноводу до остановки в крайнем переднем положении;- a perforated disk and a membrane located at a predetermined distance in front of the disk in the direction of the exit from the waveguide are installed with the possibility of a given longitudinal movement relative to each other in the shock tube’s waveguide, while the positive phase of the shock wave is generated by accelerating the disk and then connecting the membrane to it and joint movement along the waveguide to a stop in the extreme forward position;
- дополнительно реализуют отрицательную фазу в профиле ударной волны путем перемещения диска с мембраной в обратном направлении со знакопеременным ускорением до полной остановки в крайнем заднем положении;- additionally realize the negative phase in the shock wave profile by moving the disk with the membrane in the opposite direction with alternating acceleration to a complete stop in the extreme rear position;
- перед остановкой диска с мембраной в крайнем заднем положении их вновь разводят на заданное расстояние друг от друга.- before stopping the disk with the membrane in the extreme rear position, they are again parted at a predetermined distance from each other.
Установка в волновод ударной трубы с возможностью заданного продольного перемещения относительно друг друга перфорированного диска и мембраны, расположенной на заданном расстоянии перед диском по направлению к выходу из волновода, разгон диска с последующим присоединением к нему мембраны и их совместное движение по волноводу до остановки в крайнем переднем положении обеспечивают формирование положительной фазы ВУВ, характеризующейся крутым ударным фронтом.Installation of a shock tube in a waveguide with the possibility of a predetermined longitudinal movement relative to each other of a perforated disk and a membrane located at a predetermined distance in front of the disk towards the exit from the waveguide, acceleration of the disk with the subsequent attachment of the membrane to it and their joint movement along the waveguide to a stop in the extreme front position provide for the formation of a positive phase of the water force, characterized by a steep shock front.
Дополнительная реализация отрицательной фазы в профиле ударной волны путем перемещения диска с мембраной в обратном направлении со знакопеременным ускорением до полной остановки в крайнем заднем положении позволяет обеспечить полное соответствие создаваемой с помощью ударной трубы воздушной ударной волны параметрам ВУВ, возникающей в атмосфере при взрыве сосредоточенного заряда ВВ.An additional implementation of the negative phase in the shock wave profile by moving the disk with the membrane in the opposite direction with alternating acceleration to a complete stop in the extreme rear position allows us to ensure full compliance with the air shock wave parameters generated by the shock tube arising in the atmosphere during the explosion of a concentrated explosive charge.
Разведением диска и мембраны перед их остановкой в крайнем заднем положении подготавливается следующий цикл воспроизведения ВУВ.By diluting the disk and the membrane before stopping them in the extreme rear position, the next cycle of reproduction of the VVV is prepared.
Технический результат достигается также за счет применения ударной трубы, содержащей волновод с установленными на одном его конце генератором ударной волны, а на противоположном конце - волногасителем, отличающейся от прототипа тем, что:The technical result is also achieved through the use of a shock tube containing a waveguide with a shock wave generator installed at one end and a waveguard at the opposite end, which differs from the prototype in that:
- генератор ударной волны выполнен в виде перфорированного диска и мембраны, размещенных в волноводе с возможностью перемещения вдоль него, установленного на торце волновода магазина с пиромеханическими толкателями, расположенными в нем в ряд в вертикальной плоскости и снабженными подвижными звеньями, упора и возвратной пружины;- the shock wave generator is made in the form of a perforated disk and a membrane placed in the waveguide with the possibility of movement along it, mounted on the end of the store’s waveguide with pyromechanical pushers arranged in a row in a vertical plane and provided with movable links, an abutment and a return spring;
- перфорированный диск с тыльной стороны снабжен штоком, поочередно контактирующим с подвижными звеньями пиромеханических толкателей;- the perforated disk on the rear side is equipped with a rod, alternately in contact with the movable links of the pyromechanical pushers;
- мембрана размещена перед диском по направлению к выходу из волновода с возможностью фиксации ее исходного положения относительно диска и изменения расстояния между ними;- the membrane is placed in front of the disk towards the exit from the waveguide with the possibility of fixing its initial position relative to the disk and changing the distance between them;
- мембрана соединена механическими связями, симметрично проходящими через перфорационные отверстия в диске, с одним концом возвратной пружины, другой конец которой соединен с неподвижной опорой;- the membrane is connected by mechanical bonds symmetrically passing through the perforations in the disk, with one end of the return spring, the other end of which is connected to a fixed support;
- магазин установлен в направляющих на торце волновода с возможностью перемещения по ним вниз под собственным весом до совпадения осей штока диска и подвижного звена очередного пиромеханического толкателя, при этом упор установлен на одной из направляющих и выполнен с возможностью ограничения перемещения магазина до срабатывания очередного толкателя;- the store is installed in the guides on the end of the waveguide with the possibility of moving down on them under its own weight until the axes of the disk rod and the movable link of the next pyromechanical pusher coincide, the emphasis is mounted on one of the guides and is configured to limit the movement of the store to the next pusher;
- шток диска со стороны магазина может быть снабжен магнитной вставкой, а контактирующие с ним подвижные звенья пиромеханических толкателей при этом выполнены из ферромагнитного материала;- the disk stem from the side of the magazine can be equipped with a magnetic insert, and the movable links of the pyromechanical pushers in contact with it are made of ferromagnetic material;
- мембрана может быть выполнена многослойной.- the membrane can be multilayer.
Выполнение генератора ударной волны в виде перфорированного диска и мембраны, размещенных в волноводе с возможностью перемещения вдоль него, установленного на торце волновода магазина с пиромеханическими толкателями, расположенными в нем в ряд в вертикальной плоскости и снабженными подвижными звеньями, упора и возвратной пружины, есть конструктивное исполнение механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение диска с мембраной по заданному закону, создающему условия формирования воздушных ударных волн, характеризующихся крутым ударным фронтом, положительной фазой, в которой давление больше атмосферного, и отрицательной фазой, в которой давление меньше атмосферного.The execution of the shock wave generator in the form of a perforated disk and a membrane placed in the waveguide with the possibility of movement along it, mounted on the end of the store’s waveguide with pyromechanical pushers arranged in a row in a vertical plane and equipped with movable links, an abutment and a return spring, is a design a mechanism providing reciprocating movement of a disk with a membrane according to a given law creating conditions for the formation of air shock waves characterized by I have a steep shock front, a positive phase in which the pressure is greater than atmospheric, and a negative phase in which the pressure is less than atmospheric.
Снабжение перфорированного диска с тыльной стороны штоком, поочередно контактирующим с подвижными звеньями пиромеханических толкателей, обеспечивает передачу толкающего усилия от толкателей диску.The supply of the perforated disk from the back with a rod, alternately in contact with the movable links of the pyromechanical pushers, ensures the transmission of pushing force from the pushers to the disk.
Размещение мембраны перед диском по направлению к выходу из волновода с возможностью фиксации ее исходного положения относительно диска и изменения расстояния между ними в процессе перемещения диска позволяет обеспечить практически мгновенный разгон мембраны из состояния покоя до скорости, приобретенной диском на момент их соединения.Placing the membrane in front of the disk towards the exit from the waveguide with the possibility of fixing its initial position relative to the disk and changing the distance between them during the movement of the disk allows for almost instantaneous acceleration of the membrane from the rest state to the speed acquired by the disk at the time of their connection.
Соединение мембраны механическими связями, симметрично проходящими через перфорационные отверстия в диске, с одним концом возвратной пружины, другой конец которой соединен с неподвижной опорой, позволяет перемещать диск с мембраной в волноводе по заданному закону, обеспечивающему получение требуемых параметров воспроизводимой ВУВ.The connection of the membrane with mechanical bonds symmetrically passing through the perforations in the disk with one end of the return spring, the other end of which is connected to the fixed support, allows the disk with the membrane to be moved in the waveguide according to a given law, which ensures the required parameters of the reproduced IWW.
Размещение магазина в направляющих на торце волновода с возможностью перемещения по ним вниз под собственным весом до совпадения осей штока диска и подвижного звена очередного пиромеханического толкателя, а также установка на одной из направляющих упора, выполненного с возможностью ограничения перемещения магазина до срабатывания очередного толкателя, обеспечивают перезарядку ударной трубы для последующего цикла.Placing the magazine in the guides on the end of the waveguide with the possibility of moving down them under its own weight until the axes of the disk rod and the movable link of the next pyromechanical pusher coincide, as well as installing an emphasis on one of the guides, which can limit the movement of the magazine until the next pusher operates, provide recharge shock pipe for the subsequent cycle.
Снабжение штока диска со стороны магазина магнитной вставкой и выполнение контактирующих с ним подвижных звеньев пиромеханических толкателей из ферромагнитного материала обеспечивают исключение удара подвижного звена толкателя по штоку при разгоне диска, который может иметь место в случае наличия зазора между ними, а также для фиксации положения толкателя и штока.The supply of the disk stem from the magazine side with a magnetic insert and the execution of the movable links of the pyromechanical pushers in contact with it from the ferromagnetic material exclude the impact of the movable link of the pusher on the rod during acceleration of the disk, which can occur if there is a gap between them, as well as to fix the position of the pusher and stock.
Выполнение мембраны многослойной позволяет повысить ее изгибную жесткость и задемпфировать ее собственные колебания, инициируемые в момент удара по ней диска, которые могут привести к искажению формы воспроизводимой ударной волны.The implementation of the multilayer membrane can increase its bending stiffness and damp its own vibrations initiated at the time of impact of the disk on it, which can lead to distortion of the shape of the reproduced shock wave.
Изобретение поясняется рисунками. На фиг.1 приведена схема ударной трубы, реализующей способ формирования цуга воздушных ударных волн, на фиг.2 изображено взаимодействие подвижных звеньев пиромеханических толкателей с упором, на фиг.3-6 показаны последовательные стадии работы ударной трубы.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a diagram of a shock pipe that implements a method of forming a train of air shock waves, figure 2 shows the interaction of the movable links of the pyromechanical pushers with emphasis, figure 3-6 shows the successive stages of the shock pipe.
Ударная труба (см. фиг.1) содержит волновод 1 с установленными на одном его конце генератором ударной волны 2, на противоположном конце - волногасителем 3.The shock tube (see Fig. 1) contains a waveguide 1 with a shock wave generator 2 installed at one end and a waveguard 3 at the opposite end.
Генератор ударной волны 2 выполнен в виде перфорированного диска 4 и мембраны 5, размещенных в волноводе 1 с возможностью перемещения вдоль него, установленного на торце волновода 1 магазина 6 с пиромеханическими толкателями 7, расположенными в нем в ряд в вертикальной плоскости и снабженными подвижными звеньями 8, упора 9 и возвратной пружины 10. Количество пиромеханических толкателей 7 равняется числу рабочих циклов ударной трубы.The shock wave generator 2 is made in the form of a perforated disk 4 and a membrane 5 located in the waveguide 1 with the possibility of movement along it, mounted on the end of the waveguide 1 of the magazine 6 with pyromechanical pushers 7, arranged in a row in a vertical plane and provided with
Перфорированный диск 4 с тыльной стороны снабжен штоком 11, поочередно контактирующим с подвижными звеньями 8 пиромеханических толкателей 7.The perforated disk 4 on the back side is equipped with a rod 11, alternately in contact with the
Мембрана 5 размещена перед диском 4 по направлению к выходу из волновода 1 с возможностью фиксации ее исходного положения относительно диска 4 и изменения расстояния L между ними в процессе перемещения диска 4 и соединена механическими связями 12, симметрично проходящими через перфорационные отверстия 13 в диске 4, с одним концом возвратной пружины 10, другой конец которой соединен с неподвижной опорой 14.The membrane 5 is placed in front of the disk 4 towards the exit from the waveguide 1 with the possibility of fixing its initial position relative to the disk 4 and changing the distance L between them during the movement of the disk 4 and is connected by mechanical bonds 12, symmetrically passing through the perforation holes 13 in the disk 4, with one end of the return spring 10, the other end of which is connected to the fixed support 14.
Магазин 6 установлен в направляющих 15 на торце волновода 1 с возможностью перемещения по ним вниз под собственным весом до совпадения осей штока 11 диска 4 и подвижного звена 8 очередного пиромеханического толкателя 7. В данном положении подвижное звено 8 до срабатывания пиромеханического толкателя 7 своей боковой поверхностью касается размещенного на одной из направляющих 15 упора 9, исключающего перемещение магазина 6 вниз.Shop 6 is installed in the guides 15 at the end of the waveguide 1 with the possibility of moving down them under its own weight until the axis of the rod 11 of the disk 4 and the
Шток 11 диска 4 со стороны магазина 6 может быть снабжен магнитной вставкой 16, а контактирующие с ним подвижные звенья 8 пиромеханических толкателей 7, взаимодействующие со штоком 11, при этом выполнены из ферромагнитного материала.The rod 11 of the disk 4 from the side of the magazine 6 can be equipped with a magnetic insert 16, and the
Мембрана 5 может быть выполнена многослойной.The membrane 5 can be multilayer.
Работа ударной трубы, реализующей способ формирования цуга воздушных ударных волн, поясняется рисунками 1-6 и заключается в следующем.The work of the shock pipe that implements the method of forming a train of air shock waves is illustrated in Figures 1-6 and consists in the following.
В волновод 1 (см. фиг.1 и 3) помещают объект исследований 17. В направляющие 15 устанавливают магазин 6 со снаряженными пиромеханическими толкателями 7 до касания боковой поверхностью подвижного звена 8 нижнего толкателя 7 упора 9. Диск 4 с мембраной 5 располагают в волноводе 1 таким образом, чтобы шток 11 диска 4 упирался в подвижное звено 8 пиромеханического толкателя 7 и фиксировался в таком (заднем) положении, в том числе и с помощью магнитной вставки 16. При этом конструктивно обеспечивают зазор L между диском 4 и мембраной 5 несколько больший, чем рабочий ход подвижного звена 8 толкателя 7. Усилие F натяжения возвратной пружины 10 в исходном состоянии определяют исходя из требований к форме воспроизводимой ВУВ. При требовании асимптотического приближения избыточного давления к нулю в конце отрицательной фазы устанавливают F=0.The object of research 17 is placed in the waveguide 1 (see Figs. 1 and 3). A magazine 6 with loaded pyromechanical pushers 7 is installed in the guides 15 until the lateral pusher 7 of the stop 9 touches the lateral surface of the
При выдаче сигнала на запускающий механизм 18, например, боек с электромеханическим приводом, запускающим механизмом 18 инициируют срабатывание заряда 19 соответствующего пиромеханического толкателя 7, подвижное звено 8 которого разгоняет посредством штока 11 перфорированный диск 4 (см. фиг.4). Скорость диска 4 задают исходя из того, чтобы после присоединения к нему неподвижной мембраны 5 их совместная скорость в момент контакта соответствовала требуемой массовой скорости в генерируемой воздушной ударной волне. Перфорация в движущимся диске 4 позволяет исключить возникновение воздушной подушки между ним и неподвижной мембраной 5 вплоть до их соприкосновения (в противном случае мембрана 5 начнет движение до контакта с нею диска 4). В момент касания диском 4 мембраны 5 она практически мгновенно страгивается с места и продолжает движение вместе с диском 4, генерируя перед собой воздушную волну сжатия, которая при своем движении по волноводу перерождается в ВУВ с крутым плоским фронтом и выраженной положительной фазой.When a signal is issued to the triggering mechanism 18, for example, the striker with an electromechanical drive, the triggering mechanism 18, the charge 19 of the corresponding pyromechanical pusher 7 is triggered, the
При перемещении мембраны 5 на расстояние ΔХ происходит растяжение пружины 10, жесткость К которой выбирают исходя из массы диска 4 с присоединенной к нему мембраной 5, их начальной совместной скорости движения и заданного профиля ударной волны. В результате действия избыточного давления на мембрану 5 и возрастающего усилия пружины F=К(Х0+ΔХ) скорость диска 4 с мембраной 5 постепенно снижается. На фиг.5 представлен момент времени, соответствующий максимальному их смещению в крайнее переднее положение. После остановки диска 4 с мембраной 5 в крайнем переднем положении за счет накопленной энергии пружиной 10 начинается их движение назад со знакопеременным ускорением, в результате чего осуществляется формирование отрицательной фазы ВУВ.When the membrane 5 is moved to a distance ΔX, the spring 10 is stretched, the stiffness K of which is selected based on the mass of the disk 4 with the membrane 5 attached to it, their initial joint speed of motion and a given profile of the shock wave. As a result of the action of excess pressure on the membrane 5 and the increasing spring force F = K (X 0 + ΔX), the speed of the disk 4 with the membrane 5 is gradually reduced. Figure 5 presents a point in time corresponding to their maximum displacement to the extreme forward position. After stopping the disk 4 with the membrane 5 in the extreme forward position due to the stored energy by the spring 10, they begin to move backward with alternating acceleration, as a result of which the formation of the negative phase of the VWV is carried out.
После срабатывания пиромеханического толкателя 7 (см. фиг.2) боковая поверхность подвижного звена 8 в результате его перемещения теряет контакт с упором 9, и магазин 6, разблокируясь, под собственным весом смещается вниз. Очередной снаряженный толкатель 7 занимает место отработавшего.After triggering the pyromechanical pusher 7 (see Fig. 2), the lateral surface of the
При возвращении диска 4 в крайнее заднее положение (см. фиг.1 и 6) его скорость падает практически до нуля, мембрана 5 останавливается в первоначальном положении, а перфорированный диск 4, пройдя расстояние L, упирается штоком 11 в подвижное звено 8 снаряженного толкателя 7, переместившегося на место отработанного, и фиксируется в этом положении.When the disk 4 returns to its extreme rear position (see Figs. 1 and 6), its speed drops to almost zero, the membrane 5 stops in its original position, and the perforated disk 4, having passed the distance L, rests against the rod 11 of the
Воздушная ударная волна, пробегая по каналу волновода 1, нагружает исследуемый объект 17 и продолжает движение до волногасителя 3, который исключает ее отражение и компенсирует влияние атмосферы.An air shock wave, running through the channel of the waveguide 1, loads the test object 17 and continues to move to the wave damper 3, which eliminates its reflection and compensates for the influence of the atmosphere.
Производя повторные пуски ударной трубы через установленные интервалы времени, получают цуг воздействующих на испытываемый объект ВУВ.Performing repeated launches of the shock tube at set intervals of time, a train of WUVs acting on the test object is obtained.
Предложенные способ формирования цуга воздушных ударных волн и реализующая его ударная труба обладают существенными положительными качествами по отношению к прототипу, позволяющими в лабораторных условиях проводить исследования реакции различных объектов на воздействие формируемых через заданные интервалы времени ВУВ без загрязнения рабочего газа и окружающей среды продуктами взрыва.The proposed method for the formation of a train of air shock waves and the shock tube that implements it have significant positive qualities with respect to the prototype, which allow in the laboratory to conduct studies of the reaction of various objects to the effects of HVW formed at predetermined time intervals without contaminating the working gas and the environment with explosion products.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012100147/28A RU2488085C1 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Method to form train of air impact waves and impact pipe for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012100147/28A RU2488085C1 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Method to form train of air impact waves and impact pipe for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2488085C1 true RU2488085C1 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=48791247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012100147/28A RU2488085C1 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Method to form train of air impact waves and impact pipe for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2488085C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103645028A (en) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 西南交通大学 | Push device for high-speed train collision test bed |
| RU167985U1 (en) * | 2016-09-28 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Hypersonic shock aerodynamic installation |
| RU2621367C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Hypersonic shock aerodynamic pipe |
| RU180405U1 (en) * | 2018-01-25 | 2018-06-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Shock tube |
| RU2678704C1 (en) * | 2017-12-06 | 2019-01-31 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for loading objects with air shock wave |
| RU2789247C1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-01-31 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Explosive shock tube blast chamber |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3495455A (en) * | 1964-12-29 | 1970-02-17 | Us Navy | Nuclear blast pressure simulator |
| RU1820265C (en) * | 1991-03-05 | 1993-06-07 | Московский институт теплотехники | Method of and facility for impact tests of structures by two-phase media flow |
| SU1648159A1 (en) * | 1989-06-27 | 1995-10-27 | А.А. Багдасарьян | Process of structure testing for impact action of two-phase media and bed for its implementation |
| RU2217723C1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-11-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Gear to load objects with air shock wave |
-
2012
- 2012-01-10 RU RU2012100147/28A patent/RU2488085C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3495455A (en) * | 1964-12-29 | 1970-02-17 | Us Navy | Nuclear blast pressure simulator |
| SU1648159A1 (en) * | 1989-06-27 | 1995-10-27 | А.А. Багдасарьян | Process of structure testing for impact action of two-phase media and bed for its implementation |
| RU1820265C (en) * | 1991-03-05 | 1993-06-07 | Московский институт теплотехники | Method of and facility for impact tests of structures by two-phase media flow |
| RU2217723C1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-11-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Gear to load objects with air shock wave |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103645028A (en) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 西南交通大学 | Push device for high-speed train collision test bed |
| CN103645028B (en) * | 2013-12-25 | 2015-11-25 | 西南交通大学 | A kind of thrust unit for bullet train bump testing machine |
| RU2621367C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Hypersonic shock aerodynamic pipe |
| RU167985U1 (en) * | 2016-09-28 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Hypersonic shock aerodynamic installation |
| RU2678704C1 (en) * | 2017-12-06 | 2019-01-31 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for loading objects with air shock wave |
| RU180405U1 (en) * | 2018-01-25 | 2018-06-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Shock tube |
| RU2789247C1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-01-31 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Explosive shock tube blast chamber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2488085C1 (en) | Method to form train of air impact waves and impact pipe for its realisation | |
| Chen et al. | A full view of EIT waves | |
| US9970844B2 (en) | Mechanical high-G shock testing machines | |
| RU152348U1 (en) | HYPERSONIC SHOCK AERODYNAMIC TUBE | |
| Warmuth | Large-scale waves and shocks in the solar corona | |
| Hannemann et al. | Free piston shock tunnels HEG, HIEST, T4 and T5 | |
| US10677559B2 (en) | Method of slowing down a moving projectile | |
| Rogers et al. | The Texas A&M University hypervelocity impact laboratory: A modern aeroballistic range facility | |
| CN100427360C (en) | Microgravity simulating spacecraft ground emitting and testing device | |
| US20070220950A1 (en) | Shock apparatus | |
| Plassard et al. | Analysis of a single stage compressed gas launcher behaviour: from breech opening to sabot separation | |
| Thomsen et al. | Experiments on tether-net capture and net closing mechanism of space debris | |
| Khomik et al. | Initiation and suppression of explosive processes in hydrogen-containing mixtures by means of permeable barriers | |
| WO2008150316A2 (en) | Blast simulator with high velocity actuator | |
| RU2008133110A (en) | TEST METHOD FOR SHOCK IMPACTS | |
| RU2650099C1 (en) | Stand for shock test of high-speed objects | |
| RU2404417C1 (en) | Dynamic test stand | |
| CN106370383A (en) | Multistage accelerating shot blasting device | |
| RU2235302C2 (en) | Bench for shock-testing | |
| RU172107U1 (en) | HYDRODYNAMIC STAND WITH RUNNING FLOW SIMULATION SYSTEM | |
| RU2678704C1 (en) | Device for loading objects with air shock wave | |
| RU2767553C1 (en) | Stand for simulating the launch of aircraft missle | |
| RU2442122C1 (en) | Method and device for component mechanical tests | |
| Trebinski et al. | Investigations on influence of rifle automatics system action on values of energetic efficiency coefficient of muzzle brakes | |
| RU2730909C1 (en) | Shock wave generator of explosive type |