RU2692116C1 - Способ определения скорости объекта метания - Google Patents
Способ определения скорости объекта метания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692116C1 RU2692116C1 RU2018132081A RU2018132081A RU2692116C1 RU 2692116 C1 RU2692116 C1 RU 2692116C1 RU 2018132081 A RU2018132081 A RU 2018132081A RU 2018132081 A RU2018132081 A RU 2018132081A RU 2692116 C1 RU2692116 C1 RU 2692116C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed
- throwing object
- determining
- shock wave
- angle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01P3/38—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light using photographic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерений линейной скорости с помощью фотографических средств. Способ определения скорости объекта метания включает оптическую регистрацию положения движущегося со сверхзвуковой скоростью объекта метания, созданной им головной ударной волны и определение угла раствора конуса Маха. Производят видеорегистрацию положения движущегося объекта метания и созданной им головной ударной волны на фоне поверхности со структурой множества мелких деталей с высоким оптическим контрастом. Угол раствора конуса Маха определяют на основе анализа смещения элементов фонового экрана в его изображении, вызванного прохождением света через область возмущения. Из полученных данных вычисляют скорость движения объекта метания. Технический результат заключается в определении скорости объекта метания по результатам оптической регистрации при проведении регистрации, как в лабораторных, так и полигонных условиях. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерений и испытаний, а именно к измерениям линейной скорости с помощью фотографических средств.
Известен способ определения скорости объекта метания (ОМ) (Шкворников П.Н., Платонов Н.M. Экспериментальная баллистика. Приборы и методы баллистических измерений. София: Изд-во ВЪВ ВТС, 1976, с. 144.). Способ состоит в использовании явления образования головной ударной волны (УВ) и заключается в фотографировании мгновенного состояния головной УВ, созданной движущимся со сверхзвуковой скоростью ОМ. Скорость ОМ определяют на основании значения угла раствора конуса Маха. Данный способ выбран в качестве прототипа.
Недостатком данного способа является его узкая область применения, обусловленная использованием специальных теневых схем оптической регистрации для получения изображения головной УВ. Различные теневые схемы оптической регистрации (прямотеневой метод, Шлирен-метод, интерференционный метод), позволяют получить изображение головной УВ только в определенных условиях, ограниченных областью применения конкретной схемы. Данные схемы регистрации используются в аэродинамических трубах и аэробаллистических трассах закрытого типа. Применение данных методов в полигонных условиях к широкому диапазону размеров ОМ не представляется возможным.
Решаемой технической проблемой является создание универсального способа определения скорости ОМ по результатам оптической регистрации, применимого для использования в условиях закрытой аэробаллистической трассы и в полигонных условиях.
Технический результат при использовании заявляемого способа заключается в определении скорости ОМ по результатам оптической регистрации при проведении регистрации, как в лабораторных, так и полигонных условиях.
Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе определения скорости ОМ, включающем оптическую регистрацию положения движущегося со сверхзвуковой скоростью ОМ, созданной им головной ударной волны на участке, где она имеет прямолинейную форму (вырождается в звуковую волну) и определение угла раствора конуса Маха, в отличие от прототипа производят видеорегистрацию положения движущегося ОМ и созданной им головной ударной волны на фоне поверхности со структурой множества мелких деталей с высоким оптическим контрастом. Угол раствора конуса Маха определяют на основе анализа смещения элементов фонового экрана в его изображении, вызванного прохождением света через область возмущения. На основании полученных данных, вычисляют скорость движения ОМ.
Использование всей совокупности признаков формулы изобретения, возможность использования в качестве фона как естественного фона (лес, песок, трава и т.д.) так и специально созданных экранов для выявления головной УВ в результатах видеорегистрации и последующего определения угла раствора конуса Маха и скорости ОМ, позволяет применять заявленный способ, как в лабораторных, так и в полигонных условиях.
Заявляемый способ поясняется фигурами. На фиг. 1 приведен фрагмент видеорегистрации движущегося ОМ на фоне поверхности со структурой множества мелких деталей с высоким оптическим контрастом (на фоне специально созданного экрана). На фиг. 2 представлено изображение УВ, полученное посредством анализа смещения элементов фонового экрана в его изображении, вызванного прохождением света через область возмущения.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
При проведении аэробаллистического эксперимента осуществляют высокоскоростную видеорегистрацию положения ОМ, движущегося со сверхзвуковой скоростью, и созданной им головной ударной волны. Видеорегистрация осуществляется на фоне поверхности со структурой множества мелких деталей с высоким оптическим контрастом. В качестве фона может применяться как естественный фон (лес, песок, трава и т.д.), так и специально созданные экраны, что позволяет применять заявленный способ, как в лабораторных, так и в полигонных условиях.
Параметры видеорегистрации должны обеспечивать получение контрастного изображения поверхности фона. Зона видеорегистрации выбирается исходя из геометрических размеров ОМ и должна обеспечивать регистрацию конуса Маха.
Головная УВ является областью с градиентом плотности, что в свою очередь приводит к изменению показателя преломления в области возмущения. При проведении видеорегистрации головной УВ, вызванной движением ОМ со сверхзвуковой скоростью, на фоне поверхности со структурой множества мелких деталей с высоким оптическим контрастом происходит смещение элементов изображения фона в соответствии с явлением рефракции.
На основании анализа смещений элементов в изображении фона вызванных, в соответствии с законами рефракции, прохождением света через область возмущения, определяют форму головной УВ. Результатом анализа является изображение головной УВ, по которому производят определение угла раствора конуса Маха. При известном значении угла раствора конуса Маха скорость движения ОМ определяется выражением:
где VОМ - скорость движения ОМ; а - скорость звука в воздухе; α - половина угла раствора конуса Маха (Шкворников П.Н., Платонов Н.М. Экспериментальная баллистика. Приборы и методы баллистических измерений. София: Изд-во ВЪВ ВТС, 1976, с. 144.).
Таким образом, заявляемый способ позволяет определять скорость ОМ движущегося со сверхзвуковой скоростью при проведении регистрации, как в лабораторных, так и полигонных условиях.
Возможность использования в качестве фона, как естественного фона (лес, песок, трава и т.д.), так и специально созданных экранов произвольных размеров позволяет варьировать зону регистрации, что позволяет применять заявляемый способ к определению скорости ОМ произвольных размеров.
Заявляемый способ опробован в полигонных условиях и показал свою работоспособность.
Claims (1)
- Способ определения скорости объекта метания (ОМ), включающий оптическую регистрацию положения движущегося со сверхзвуковой скоростью ОМ, созданной им головной ударной волны, и определение угла раствора конуса Маха, отличающийся тем, что производят видеорегистрацию положения движущегося ОМ и созданной им головной ударной волны на фоне поверхности со структурой множества мелких деталей с высоким оптическим контрастом, угол раствора конуса Маха определяют на основе анализа смещения элементов фонового экрана в его изображении, вызванного прохождением света через область возмущения, исходя из полученных данных, вычисляют скорость движения ОМ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132081A RU2692116C1 (ru) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Способ определения скорости объекта метания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132081A RU2692116C1 (ru) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Способ определения скорости объекта метания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2692116C1 true RU2692116C1 (ru) | 2019-06-21 |
Family
ID=67038046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018132081A RU2692116C1 (ru) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Способ определения скорости объекта метания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2692116C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA23891A (ru) * | 1996-04-11 | 1998-08-31 | Інститут Проблем Машинобудування Нан України | Метательное устройство |
| RU59824U1 (ru) * | 2006-06-13 | 2006-12-27 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии РФ-Агентство | Ударный стенд |
| US20070006766A1 (en) * | 2002-06-26 | 2007-01-11 | Gerd Kellner | Munition device |
| RU2470252C1 (ru) * | 2011-07-07 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ определения координат положения в пространстве и во времени пуль и снарядов |
-
2018
- 2018-09-06 RU RU2018132081A patent/RU2692116C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA23891A (ru) * | 1996-04-11 | 1998-08-31 | Інститут Проблем Машинобудування Нан України | Метательное устройство |
| US20070006766A1 (en) * | 2002-06-26 | 2007-01-11 | Gerd Kellner | Munition device |
| RU59824U1 (ru) * | 2006-06-13 | 2006-12-27 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии РФ-Агентство | Ударный стенд |
| RU2470252C1 (ru) * | 2011-07-07 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ определения координат положения в пространстве и во времени пуль и снарядов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hargather et al. | Natural-background-oriented schlieren imaging | |
| Jonassen et al. | Schlieren “PIV” for turbulent flows | |
| US20050018882A1 (en) | Controlled surface wave image velocimetry | |
| Raffel et al. | Background-oriented schlieren imaging for full-scale and in-flight testing | |
| BR102016003517A2 (pt) | análise de amplitude versus ângulo para interpretação quantitativa | |
| JP2017223660A (ja) | 振動可視化素子、振動計測システム、及び振動計測方法 | |
| Elsinga et al. | Particle imaging through planar shock waves and associated velocimetry errors | |
| Greated et al. | Particle image velocimetry (PIV) in the coastal engineering laboratory | |
| RU2692116C1 (ru) | Способ определения скорости объекта метания | |
| CN106706956B (zh) | 一种记录空气速度场信息的装置及方法 | |
| Bartoš et al. | A detection of the coarse water droplets in steam turbines | |
| RU2702955C1 (ru) | Способ определения скорости объекта метания конической формы большого удлинения | |
| Sridhar et al. | Visualization of wave propagation within a supersonic two-dimensional cavity by digital streak schlieren | |
| Kaiser et al. | Large-scale volumetric particle tracking using a single camera: analysis of the scalability and accuracy of glare-point particle tracking | |
| RU2650046C2 (ru) | Способ визуализации обтекания модели профиля крыла при околозвуковых скоростях потока | |
| Ferrari | Image analysis techniques for the study of turbulent flows | |
| CN109060613A (zh) | 一种将红外全息用于粒子场测量的装置 | |
| JP6357990B2 (ja) | 流速と物体変位とを一度に計測する方法 | |
| Bauknecht et al. | Flow measurement techniques for rotor wake characterization on free-flying helicopters in ground effect | |
| Sosa et al. | Schlieren Image Velocimetry applied to EHD flows | |
| Leishman et al. | Fundamental studies of rotor wakes in low speed forward flight usingwide-field shadowgraphy | |
| Sarrafi | Structural dynamics identification via computer vision approaches | |
| Chaganti et al. | Frequency analysis of oblique shock wave boundary layer interaction | |
| Ströbel | Demonstration and study of the dispersion of water waves with a computer-controlled ripple tank | |
| RU2556324C1 (ru) | Способ и устройство для измерения скорости течений и волновых процессов в океане |