RU2809643C1 - Способ регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов и стенд для его осуществления - Google Patents
Способ регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов и стенд для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809643C1 RU2809643C1 RU2022126167A RU2022126167A RU2809643C1 RU 2809643 C1 RU2809643 C1 RU 2809643C1 RU 2022126167 A RU2022126167 A RU 2022126167A RU 2022126167 A RU2022126167 A RU 2022126167A RU 2809643 C1 RU2809643 C1 RU 2809643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammunition
- shield
- striking elements
- plane
- markers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 231100000225 lethality Toxicity 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области измерительно техники и касается способа регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов. Способ включает подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение около щита, регистрацию траектории движения поражающих элементов. При этом выделяют сектор разлета поражающих элементов, обеспечивают регистрацию разлета поражающих элементов на фоновом щите скоростной видеокамерой с временем экспозиции, обеспечивающим видимость и распознаваемость поражающих элементов. На щите выполняют нижние и верхние маркеры, позволяющие определять масштаб картины разлета, причем нижние масштабные маркеры выполнены на линии пересечения срединной плоскости боеприпаса, перпендикулярной оси боеприпаса, и плоскости фонового щита. На основе полученных изображений определяют координаты и скорости поражающих элементов. Технический результат заключается в уменьшении времени, необходимого на проведение изменений и получение результатов обработки экспериментальных данных. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано при проектировании ракет с осесимметричными осколочными боеприпасами со скоростями метания поражающих элементов (ПЭ) от 10 до 500 м/с.
Одной из наиболее важных составляющих процесса проектирования осколочных боеприпасов является оценка эффективности их поражающего действия по заданному набору целей.
Исходными данными для оценки эффективности являются параметры осколочного поля поражения. Наиболее значимым параметром является распределение скоростей ПЭ в меридиональной плоскости (для осесимметричных боеприпасов считается, что распределение скоростей в экваториальной плоскости равномерное).
Для экспериментальной оценки скоростей ПЭ используются различные методики: по рентгенограммам разлета; по распределению времени и координат точек пробития мишенного щита, установленного на фиксированном расстоянии; по временам срабатывания пролетных датчиков; по непосредственной регистрации процесса движения ПЭ оптическими регистраторами (скоростными видеокамерами) и т.п.
Известен способ регистрации скоростей поражающих элементов осколочных боеприпасов с зарядом взрывчатого вещества и взрывательным устройством, обеспечивающий регистрацию момента прихода ПЭ к стальным листам, установленным вокруг боеприпаса в щитовой мишенной обстановке (ЩМО) известного радиуса. При пробитии щитов ПЭ возникает вспышка, в некоторой области щита с известными координатами в известный момент времени. Определив дальность и промежуток времени полета ПЭ определяют его скорость. (А.Е. Курепин, И.А. Кузнецов. «Основы проектирования боевых частей управляемых ракет» / Под ред. И.О. Артамонова. - г. Дзержинск «АО ГосНИИмаш», 2018 г.)
Известен способ регистрации скоростей поражающих элементов путем определения координат ПЭ, описанный в патенте RU №2482439 от 10.01.2012, F42B 35/00. Боеприпас устанавливают в центре ЩМО, которая выполнена в виде электронных блоков с датчиками, регистрирующими время пролета ПЭ.
Известно изобретение по патенту RU №2470310 от 16.08.2011, F42B 35/00 «Способ определения характеристик осколочного поля снаряда и устройство для его осуществления», относящееся к полигонным испытаниям боеприпасов для измерения характеристик осколочного поля снаряда. Способ заключается в осуществлении подрыва снаряда на траектории движения, формировании осколочного поля снаряда, определении количества осколков снаряда на основе анализа количества последовательных срабатываний чувствительных элементов линеек фотоприемников, и определении координат и скоростей движения осколков снаряда на основе информации о пространственных положениях сработавших чувствительных элементов линеек фотоприемников. Устройство содержит четыре разнесенных в пространстве датчика, выполненных в виде линеек излучающих диодов и линеек фотоприемников, а также устройства для метания снаряда и для срабатывания взрывателя снаряда, блоки измерений и вычислений.
Краткий анализ существующих методов регистрации характеристик низкоскоростных (до 300 м/с) осколочных полей поражения (ПП) показал, что все рассмотренные методы в разной степени создают сложности в проведении испытаний и обработке их результатов.
Также известен способ подрыва боеприпаса в движении со скоростью порядка 500 м/с на ракетном треке, с регистрацией пробоин в щитах, установленных на финише трека. После исключения переносной скорости (500 м/с) можно рассчитать скорость метания ПЭ. (Воротынцева И.В., Исаев Г.Ш., Курепин А.Е., Мансуров С.Н. «Совершенствование методов испытаний боевых частей с низкоскоростными осколочными полями поражения». Российская академия ракетных и артиллерийских наук. XXIX Всероссийская науч.-техн. конференция. Передача, прием, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах - Сочи, 2018. - стр. 219)
Основным недостатком указанного способа измерения скоростей ПЭ является сложность и дороговизна испытательного макета, содержащего каретку с ракетными разгонными двигателями и боеприпасом, а также тот факт, что зона ЩМО, регистрирующая малые скорости ПЭ, разрушается остатками разгонной каретки.
Известен способ бесконтактного определения скорости метаемого объекта (МО), описанный в патенте RU №2470311 от 23.11.2011, G01P 3/68, принятый за прототип, включающий установку вдоль траектории полета метаемого объекта по крайней мере одного фоторегистратора, размещение в вертикальной плоскости вдоль линии прицеливания в области фоторегистрации по крайней мере одного экрана с нанесенной на него масштабной ортогональной сеткой и осью координат, запуск МО, фотографирование двух последовательных положений движущегося МО, регистрацию моментов экспонирования светочувствительных элементов каждого фоторегистратора, определение по полученным изображениям скорости метаемого объекта как частного от деления расстояния между двумя последовательными положениями МО к разности времен, фиксации этих положений. В области фоторегистрации размещают реперные метки, экран устанавливают непосредственно в вертикальной плоскости стрельбы, ось координат каждого экрана совмещают с линией прицеливания. До запуска МО каждым фоторегистратором фотографируют соответствующие участки каждого экрана, затем экраны убирают и производят запуск метаемого объекта. Полученные изображения каждого положения МО накладывают на соответствующие изображения экранов, полученные до запуска МО, с совмещением реперных меток. При этом по крайней мере одно из изображений для каждого участка фоторегистрации делают полупрозрачным. Расстояние между двумя последовательными положениями метаемого объекта определяют по масштабной сетке на полученных совмещенных изображениях.
Целью предлагаемого изобретения является снижение затрат при подготовке и проведении испытаний, сокращение сроков получения результатов обработки экспериментальных данных и, соответственно, снижение сроков, материальных и финансовых затрат на разработку боеприпасов.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемом способе регистрации скоростей ПЭ для осесимметричных осколочных боеприпасов, включающем подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение около щита, выделяют сектор разлета ПЭ с экваториальным углом α (4…6°), обеспечивают регистрацию разлета ПЭ на фоновом щите скоростной видеокамерой с временем экспозиции, обеспечивающим видимость и распознаваемость поражающих элементов, на щите выполняют нижние и верхние маркеры, позволяющие определять масштаб картины разлета, причем нижние масштабные маркеры выполнены на линии пересечения срединной плоскости боеприпаса, перпендикулярной оси боеприпаса, и плоскости фонового щита, координаты ПЭ и скорости ПЭ определяют по формулам:
Vri=Voi sinϕi,
где:
Lo - проекция на горизонтальную плоскость расстояния от видеокамер до оси X, которая является биссектрисой для сектора перехвата ПЭ, проходит через центр боеприпаса и лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости фонового щита и проходящей через нижние маркеры;
L - расстояние от видеокамер до щита;
Li - расстояние от БЧ до i-того ПЭ;
K - поправочный коэффициент;
Vcpi - средняя скорость i-того ПЭ;
Voi - начальная скорость i-того ПЭ;
а0 - баллистический коэффициент;
Vri - радиальная составляющая начальной скорости i-того ПЭ;
ϕi - меридиональный угол вектора скорости i-того ПЭ;
Xi, Yi - координаты i-того ПЭ;
ti - время полета i-того ПЭ от боеприпаса до координат Xi, Yi.
При выборе экваториального угла α менее 4° количество регистрируемых ПЭ недостаточно и приводит к уменьшению точности построения аппроксимирующих зависимостей. При выборе экваториального угла α более 6° количество ПЭ избыточно, что затруднит регистрацию и последующую обработку их скоростей.
Для реализации способа предложен стенд регистрации скоростей ПЭ для осесимметричных осколочных боеприпасов, содержащий фоновый щит, контрастный к видимому цвету ПЭ, скоростные видеокамеры. Ось боеприпаса расположена параллельно оси фонового щита, между фоновым щитом и боеприпасом размещены ограничители, обеспечивающие разлет ПЭ в выделенном цилиндрическом секторе экваториального угла разлета и улавливание ПЭ вне этого сектора, фоновый щит перехватывает зону меридионального угла разлета ПЭ, на линии пересечения срединной плоскости боеприпаса, перпендикулярной оси боеприпаса, и плоскости фонового щита выполнены нижние масштабные маркеры.
В частном случае конструктивного исполнения стенда - при широком меридиональном угле разлета ПЭ, - дополнительно, вдоль линии, параллельной оси боеприпаса, могут быть установлены несколько видеокамер, зона съемки которых равномерно покрывает фоновый щит. В этом случае, на щите располагаются дополнительные верхние масштабные маркеры. В каждой зоне регистрации масштабные маркеры расположены так, чтобы прямые, соединяющие центры маркеров были параллельны между собой.
На фиг. 1 приведена схема стенда испытания (вид сбоку) осколочного боеприпаса с осесимметричным круговым полем разлета осколков, из которого ограничителями выделяют цилиндрический сектор, направленный в сторону фонового щита.
На фиг. 2 приведена схема стенда испытания осколочного боеприпаса (вид сверху).
Стенд испытаний осколочного боеприпаса поз. 1, содержит подставку поз. 2 для установки подрываемого боеприпаса, ограничители поз. 3, фоновый светлый щит поз. 4 с верхними маркерами поз. 5, с нижними маркерами поз. 6, скоростные видеокамеры поз. 7.
Заявляемый способ регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов и стенд для его осуществления работают следующим образом.
Перед подрывом боеприпаса поз. 1 запускают видеокамеру поз. 7 и осуществляют подрыв с задержкой, составляющей 5-10% полного времени съемки видеокамеры процесса разлета ПЭ. Регистрируют пролет ПЭ на фоне щита поз. 4. Прямую (является биссектрисой экваториального угла), проходящую через центр боеприпаса и лежащую в плоскости, которая перпендикулярна оси боеприпаса и проходит через маркеры поз. 6, определяют как ось X, ось боеприпаса является осью У. Регистрируют моменты времени и координаты ПЭ, попавших в кадр. По формулам (1) определяют полные скорости ПЭ Voi, их радиальные составляющие Vri и меридиональные углы ϕi. Массив скоростей Vri сортируют по возрастанию и используют - для оценки параметров осколочного ПП и, в дальнейшем, - показателей эффективности.
Предлагаемый способ испытаний осколочного боеприпаса со скоростями метания ПЭ от 10 м/с до 500 м/с и стенд для его реализации позволяют получить исходную информацию (массив скоростей) об интегральных параметрах осколочного ПП.
По предварительным оценкам, использование предлагаемого способа и технического решения по его реализации, по сравнению с известными методами (например, путем проведения испытаний в составе трекового макета или в составе реального носителя), позволяет обеспечить существенную (в несколько раз) экономию ресурсов по трудоемкости, по расходованию материалов и по объемам финансирования, а также значительно сократить сроки подготовки, проведения и обработки результатов испытаний. Отличиями предлагаемого способа от известных являются выделение цилиндрического сектора (с экваториальным углом 4…6°) регистрации траекторий движения ПЭ в экваториальной плоскости, способ формирования выделенного сектора регистрации и способ оценки интегрального распределения скоростей совокупности ПЭ по получаемой выборке.
Отличия технической реализации способа регистрации параметров поля поражающих элементов от известных заключается в совокупности параметров пространственного расположения элементов стенда и боеприпаса.
Существенность отличий подтверждается тем, что предлагаемые способ и техническое решение его реализации, во всей совокупности отличительных признаков, - обеспечивают регистрацию кинематических параметров движения большой группы низкоскоростных ПЭ в условиях статических испытаний без привлечения дополнительных средств для придания боеприпасу продольной скорости.
Работоспособность предлагаемого способа, возможность реализации технического решения и достижение заявленного положительного эффекта подтверждена результатами испытаний, выполненными на предприятии в соответствии с предполагаемым изобретением.
На основе технического решения по предполагаемому изобретению разработана рабочая методика проведения испытаний, разработана конструкторская документация на оборудование стенда, проведены испытания натурных макетов одного из боеприпасов, разрабатываемых в рамках СЧ ОКР, выполняемой по ГОЗ.
Изобретение может быть использовано при испытании боеприпасов типа «завеса». Результаты испытаний внедрены в ОКР.
Claims (16)
1. Способ регистрации скоростей поражающих элементов (ПЭ) для осесимметричных осколочных боеприпасов, включающий подрыв боеприпаса, установленного в заданное положение около щита, регистрацию траектории движения ПЭ (разлета), отличающийся тем, что выделяют сектор разлета поражающих элементов, обеспечивают регистрацию разлета поражающих элементов на фоновом щите скоростной видеокамерой с временем экспозиции, обеспечивающим видимость и распознаваемость поражающих элементов, на щите выполняют нижние и верхние маркеры, позволяющие определять масштаб картины разлета, причем нижние масштабные маркеры выполнены на линии пересечения срединной плоскости боеприпаса, перпендикулярной оси боеприпаса, и плоскости фонового щита, координаты ПЭ и скорости ПЭ определяют по формулам:
где:
L0 - проекция на горизонтальную плоскость расстояния от видеокамер до оси X, которая является биссектрисой для сектора перехвата ПЭ, проходит через центр боеприпаса и лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости фонового щита и проходящей через нижние маркеры;
L - расстояние от видеокамер до щита;
Li - расстояние от боеприпаса до i-того ПЭ;
K - поправочный коэффициент;
Vcpi - средняя скорость i-того ПЭ;
Voi - начальная скорость i-того ПЭ;
а0 - баллистический коэффициент;
Vri - радиальная составляющая начальной скорости i-того ПЭ;
ϕi - меридиональный угол вектора скорости i-того ПЭ;
Xi, Yi - координаты i-того ПЭ.
ti - время полета i-того ПЭ от боеприпаса до координат Xi, Yi.
2. Стенд регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов, содержащий фоновый щит, контрастный к видимому цвету ПЭ, скоростные видеокамеры, отличающийся тем, что ось боеприпаса расположена параллельно плоскости фонового щита, между фоновым щитом и боеприпасом размещены ограничители, обеспечивающие разлет ПЭ в выделенном цилиндрическом секторе экваториального угла разлета и улавливание ПЭ вне этого сектора, фоновый щит перехватывает зону меридионального разлета ПЭ, на щите выполнены нижние и верхние масштабные маркеры, причем нижние масштабные маркеры выполнены на линии пересечения срединной плоскости боеприпаса, перпендикулярной оси боеприпаса, и плоскости фонового щита.
3. Стенд регистрации скоростей поражающих элементов по п. 2, отличающийся тем, что вдоль линии параллельной оси боеприпаса дополнительно установлено несколько скоростных видеокамер, зона съемки которых равномерно покрывает фоновый щит, в каждой зоне регистрации масштабные маркеры расположены так, чтобы прямые, соединяющие центры маркеров были параллельны между собой.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2809643C1 true RU2809643C1 (ru) | 2023-12-14 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2353893C2 (ru) * | 2007-03-09 | 2009-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана" (ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э.Баумана") | Способ измерения скорости разлета осколков снаряда (способ одинцова) |
| RU2470311C1 (ru) * | 2011-06-23 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ бесконтактного определения скорости метаемого объекта |
| US10030957B2 (en) * | 2013-09-17 | 2018-07-24 | Bae Systems Plc | Method and apparatus for characterising fragmentation of an explosive device |
| RU2749030C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-06-03 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения имени В.В. Бахирева" (АО ГосНИИмаш") | Способ определения основных характеристик осколочного поля при полигонных испытаниях боевой части в щитовой мишенной обстановке |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2353893C2 (ru) * | 2007-03-09 | 2009-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана" (ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э.Баумана") | Способ измерения скорости разлета осколков снаряда (способ одинцова) |
| RU2470311C1 (ru) * | 2011-06-23 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ бесконтактного определения скорости метаемого объекта |
| US10030957B2 (en) * | 2013-09-17 | 2018-07-24 | Bae Systems Plc | Method and apparatus for characterising fragmentation of an explosive device |
| RU2749030C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-06-03 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения имени В.В. Бахирева" (АО ГосНИИмаш") | Способ определения основных характеристик осколочного поля при полигонных испытаниях боевой части в щитовой мишенной обстановке |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111174651B (zh) | 杀爆榴弹的动爆威力场的测试系统及测试方法 | |
| Decker et al. | Measurement of bullet impact conditions using automated in-flight photography system | |
| US10612891B1 (en) | Automated ammunition photogrammetry system | |
| RU2809643C1 (ru) | Способ регистрации скоростей поражающих элементов для осесимметричных осколочных боеприпасов и стенд для его осуществления | |
| CN117807789A (zh) | 一种等效靶板目标毁伤测试系统及方法 | |
| CN104713428B (zh) | 定向引战全系统的地面联合试验装置及其试验方法 | |
| CN109945751B (zh) | 一种基于磁探测的侵彻角度自主测量方法 | |
| CN104864781B (zh) | 一种炮弹动爆威力测试方法和装置 | |
| RU2661069C1 (ru) | Способ определения зависимости баллистических характеристик снаряда от условий стрельбы и информационно-вычислительная система для его осуществления | |
| RU2399861C1 (ru) | Способ измерения параметров пробития преграды метаемым элементом, например пулей либо артиллерийским снарядом, либо кумулятивной струей, и устройство, реализующее этот способ | |
| Chen et al. | Projectile flight parameters measurement method based on the spatial distribution of light-screen thickness | |
| RU2749030C1 (ru) | Способ определения основных характеристик осколочного поля при полигонных испытаниях боевой части в щитовой мишенной обстановке | |
| RU2294526C1 (ru) | Способ определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя при проведении испытаний управляемого снаряда | |
| RU2806011C1 (ru) | Способ определения модулей начальных скоростей поражающих элементов в низкоскоростных осколочных полях при испытаниях боеприпасов в щитовой мишенной обстановке | |
| US4044599A (en) | Test system for evaluation of armors using duplicate fragments | |
| CN117968466B (zh) | 一种小尺寸超高速破片飞行姿态测速系统及方法 | |
| Compton | An experimental and theoretical investigation of shot cloud ballistics | |
| RU69226U1 (ru) | Многофункциональный измерительный комплекс для измерения характеристик быстроперемещающегося объекта | |
| RU2562871C1 (ru) | Мишенная обстановка для испытания боеприпасов с круговым осколочным полем | |
| RU2783083C2 (ru) | Способ дистанционного измерения пространственно-временных характеристик аэрозольных завес | |
| RU2724931C1 (ru) | Способ траекторного отслеживания боеприпасов | |
| Rodzik et al. | Optical system for anti-aircraft artillery fire training observation | |
| Decker et al. | A computer vision approach to automatically measure the initial spin-rate of artillery projectiles painted with stripes | |
| RU2470311C1 (ru) | Способ бесконтактного определения скорости метаемого объекта | |
| RU2482439C1 (ru) | Способ испытаний осколочных боеприпасов и стенд для его реализации |