Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ МИНОМЕТНОГО ВЫСТРЕЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к военной технике, а конкретно к способам и устройствам для испытаний минометов, минометных выстрелов и их узлов и элементов.

Известен способ испытаний, реализованный в установке для испытаний изделий на воздействие внешнего давления [1], которые предназначены для исследования изделий, преимущественно мин, на боковую поверхность которых при движении по стволу действует давление от продуктов сгорания метательного заряда. Способ испытаний заключается в следующем. Рабочую камеру устанавливают на успытуемом изделии и закрепляют с помощью резиновых колец, поджатых к кольцевым выступам с помощью фланцев, обеспечивая между камерой и изделием кольцевой радиальный зазор. Нагружают изделие давлением продуктов сгорания импульсного порохового газогенератора, газодинамически связанного с рабочей камерой, и регистрируют давление, действующее на испытуемое изделие. Установка [1] включает рабочую камеру, установленную на испытуемом изделии с кольцевым радиальным зазором и снабженную разнесенными по краям узлами крепления ее на наружной поверхности испытуемого изделия. Рабочая камера сообщается дроссельным отверстием с атмосферой и газодинамически связана с источником давления, выполненным в виде импульсного порохового газогенератора. Система измерения и регистрации установки включает датчики давления, размещенные по длине рабочей камеры и соединенные через согласующе-усилительное устройство с регистратором. Данные способ и установка позволяют в стендовых условиях без стрельбы проводить экспериментальную отработку корпуса мины на воздействие внешнего давления, имитирующего давление продуктов сгорания метательного заряда на корпус мины при стрельбе из ствола миномета. Кроме того, при этом имитируется и термогазодинамическое воздействие продуктов сгорания метательного заряда, аналогичное воздействию при движении мины по стволу миномета.

Однако данные способ и установка не позволяют проводить натурную отработку узлов и элементов выстрела, таких как метательный заряд минометного выстрела, узлов и элементов мины, на работоспособность и функционирование которых оказывают влияние инерционные нагрузки, обусловленные продольными ускорениями (перегрузками) при движении по стволу миномета. Кроме того, установка не позволяет оценить взаимного влияния ствола миномета и мины друг на друга при выстреле.

Натурные испытания минометов и минометных выстрелов так же, как артиллерийского и ракетного вооружения, проводятся на полигонах [2]. Полигонный способ испытания минометов и минометных выстрелов, реализованный при стрельбе известного миномета [3], выбранного нами за прототип, включает закрепление минометного ствола на опоре, заряжание в ствол снаряда с метательным зарядом, стрельбу и контроль параметров функционирования снаряда, например его рассеивание, и метательного заряда, например скорость снаряда, измеренную с помощью аппаратуры внешне-траекторных измерений.

Известный миномет [3] включает ствол с казенником, опорную плиту, двуногулафет, прицел и предохранитель от двойного заряжания. В казеннике смонтирован ударно-спусковой механизм, ударник которого имеет два положения: жесткое и взводимое.

Однако конструктивно миномет выполнен так, что усилие отдачи при выстреле воспринимается через опорную плиту земной поверхностью. Для исключения сдвига опорной плиты относительно земной поверхности при выстреле угол возвышения ствола миномета составляет 45°-80°. При этом навесная траектория снаряда (мины), позволяющая поражать цели, находящиеся на обратных скатах высот и в складках рельефов местности, и являющаяся достоинством минометной стрельбы, существенно усложняет экспериментальную отработку минометного выстрела. Способ испытаний при реальной стрельбе из миномета в условиях полигона требует значительных пространств и территорий, что не позволяет проводить отработку элементов минометного выстрела в условиях ограниченных пространств стрельбовых трасс испытательных станций. Кроме того, расположение ствола миномета под углом возвышения 45°-80° существенно усложняет измерение параметров снаряда (мины) на начальном участке крутой траектории и делает невозможным применение способа оценки поведения мины и ее элементов с помощью пробиваемых щитов-информаторов. Тем самым снижается эффективность отработки начального участка траектории снаряда (мины), на котором оценивается начальная скорость мины, начальные возмущения мины, полученные при покидании ствола, функционирование механизма раскрытия лопастей блока стабилизатора (при использовании раскрываемых лопастей) и т.д. Кроме того, особенно при первоначальных этапах отработки, очень важно проводить анализ состояния материальной части после испытаний, поиск которой в условиях полигона затруднен. Особенно это относится к малогабаритным элементам снаряда, например отделяющимся после выхода из ствола фиксаторам механизма раскрытия лопастей, фрагментам элементов снаряда, демонтированным в стволе при аномальном выстреле, найти которые на полигоне невозможно, что также снижает эффективность отработки.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение возможности натурной стрельбы в условиях ограниченного пространства стрельбовых трасс испытательных станций и повышение качества и эффективности отработки метательного заряда, узлов и элементов снаряда на начальном участке траектории.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе испытаний минометного выстрела, включающем закрепление минометного ствола на опоре, заряжание в ствол снаряда с метательным зарядом, стрельбу и контроль параметров функционирования снаряда и метательного заряда, дополнительно контролируют закон изменения давления в каморе ствола миномета и функционирование узлов и элементов снаряда на начальном участке траектории, после проведения контрольных операций осуществляют улавливание снаряда и его элементов, при этом в качестве опоры для закрепления минометного ствола используют ствол артиллерийского или танкового орудия, а стрельбу оcyщecтвляют при углах возвышения минометного ствола, близких к нулевому.

Реализация способа испытаний осуществляется с помощью устройства для испытаний минометного выстрела, включающего ствол миномета, опору, узел крепления ствола на опоре, ударно-спусковой механизм с предохранителем и систему контроля, в котором опора выполнена в виде ствола артиллерийского или танкового орудия, установленного под углом возвышения, близким к нулевому, узел крепления ствола миномета на опоре выполнен в виде переходной резьбовой муфты, объединяющей стволы миномета и орудия соосно друг другу, ударно-спусковой механизм выполнен в виде поршня-бойка, размещенного в полости, выполненной в переходной резьбовой муфте и запоршневое пространство которой газодинамически связано с пиропатроном, предохранитель выполнен в виде пружины, взаимодействующей с поршнем-бойком, и съемной чеки, входящей в проточку поршня-бойка и фиксирующей его в продольном направлении, а система контроля дополнена датчиком давления, установленным на переходной резьбовой муфте, газодинамически связанным с каморой ствола миномета и электрически через согласующе-усилительное устройство соединенным с регистратором, а также средствами регистрации параметров снаряда, установленными вдоль и по траектории начального участка его движения, при этом на траектории за ними в направлении движения снаряда установлен уловитель снаряда и его элементов.

Контролируя закон изменения давления в каморе ствола миномета мы тем самым получаем информацию по основному внутрибаллистическому параметру и можем целенаправленно вести отработку метательного заряда минометного выстрела, что повышает качество и эффективность этой отработки. Кроме того, имея информацию о законе изменения давления, воздействующего на снаряд (мину) при движении по стволу, можно оценивать запасы прочности узлов и элементов снаряда при стрельбе на усиленных метательных зарядах.

Контроль функционирования узлов и элементов снаряда на начальном участке траектории с помощью пробиваемых щитов-информаторов, скоростных кино и/или видеокамер, рам-мишеней или соленоидных блокировок, установленных вдоль и по траектории начального участка движения снаряда, повышают информативность и тем самым обеспечивают более качественное и эффективное проведение отработки минометного выстрела. Улавливание снаряда и его элементов обеспечивает возможность стрельбы в условиях ограниченного пространства и анализа материальной части после извлечения ее из уловителя, что также повышает качество и эффективность отработки.

Использование ствола артиллерийского или танкового орудия в качестве опоры для ствола миномета и осуществление стрельбы на углах возвышения, близких к нулевому, обеспечивают возможность стрельбы в условиях ограниченного пространства и использования более информативных методов и средств контроля поведения снаряда и функционирования его узлов и элементов на начальном участке траектории.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами. На фиг.1 схематично показано устройство, реализующее способ испытаний минометного выстрела и его узлов и элементов; на фиг.2 показан вид сверху устройства; на фиг.3 показан в увеличенном масштабе разрез переходной резьбовой муфты, объединяющей стволы миномета и орудия.

Устройство, реализующее способ испытаний, включает минометный ствол 1, опору, выполненную в виде ствола 2 артиллерийского (танкового) орудия 3, узел крепления минометного ствола на опоре, выполненный в виде переходной резьбовой муфты 4, имеющей два резьбовых хвостовика 5 и 6. Резьба хвостовика 5 соответствует резьбе казенника ствола миномета, а резьба хвостовика 6 соответствует резьбе дульного тормоза, снятого со ствола 2 орудия 3. В принципе узел крепления минометного ствола 1 на ствол 2 орудия 3 может быть конструктивно выполнен различно. Например у орудия, не имеющего дульного тормоза, крепление минометного ствола возможно с помощью оправки, зацентрированной в канале ствола орудия, соединенной со штангой, проходящей через ствол орудия и закрепленной на казенном срезе при открытом затворе орудия.

Минометный ствол 1 с навернутой на него переходной резьбовой муфтой 4 закрепляется на стволе 2 орудия 3 аналогично креплению дульного тормоза, например, с помощью упора 7, выполненного на стволе 2, двух полуколец 8 и 9, поджатых к упору 7 гайкой 10.

В полости 11, выполненной в муфте 4, установлен поршень-боек 12. Запоршневое пространство 13 при этом через канал 14 газодинамически сообщается с пиропатроном 15. Пружина 16, поджатая крышкой 17, обеспечивает утопание жала 18 поршня-бойка 12 за зеркало опорной поверхности 19. Обводы торцевой поверхности 20 муфты 4, опорной поверхности 19, крышки 17, жала 18 полностью соответствуют обводам реального казенника миномета. Выступ 21, выполненный на поршне-бойке 12, обеспечивает сообщение запоршневого пространства 13 с пиропатроном 15 при крайнем положении поршня-бойка 12 под действием пружины 16. В поршне-бойке 12 выполнен паз, например кольцевая проточка 22, в которую входит чека 23, выполняющая роль предохранителя-стопора от продольного перемещения. Отверстие (отверстия) 24 предназначено для установки в него (них) стержня при наворачивании (сворачивании) муфты 4.

Система контроля включает датчик давления 25, газодинамически соединенный через канал 26 с каморой минометного ствола. Датчик давления 25 электрически соединен через согласующе-усилительное устройство, например тензостанцию или усилитель заряда, с регистратором, например измерительно-вычеслительным комплексом на базе персонального компьютера (не показаны).

В качестве средств регистрации параметров снаряда на начальном участке траектории могут быть использованы, например, рамы-мишени или соленоидные блокировки 27, соединенные с хронометром (не показан), пробиваемые картонные щиты-информаторы 28, скоростные кино и/или видеокамеры 29. Позицией под номером 30 обозначен уловитель снаряда (мины) и его элементов, выполненный, например, в виде емкости, заполненной тормозным материалом, например песком или текстильными отходами (ветошью).

Реализацию способа испытаний покажем на примере работы устройства. Минометный ствол 1 (после снятия с него казенника) закрепляют на стволе 2 артиллерийского орудия 3 с помощью переходной резьбовой муфты 4, используя при этом отверстие 24, полукольца 8 и 9, гайку 10. Артиллерийское или танковое орудие 3, на ствол которого закрепляют ствол миномета, выбирают таким образом, чтобы его противооткатные устройства обеспечивали поглощение импульса и энергии отдачи при минометном выстреле. С помощью механизмов вертикального и горизонтального наведения орудия 3, а также, например, трубки холодной пристрелки (ТХП) осуществляют наведение ствола 1 на уловитель 30, при этом угол возвышения ствола устанавливают близким к нулевому, т.е. ствол устанавливают приблизительно горизонтально. Вдоль и по траектории начального участка движения снаряда (мины) устанавливают рамы-мишени или соленоидные блокировки 27, пробиваемые щиты-информаторы 28, скоростные кино и/или видеокамеры 29. Под действием пружины 16 жало 18 поршня-бойка 12 находится в утопленном относительно опорной поверхности 19 положении. С помощью стопора-чеки 23, входящей с проточку 22, фиксируют поршень-боек 12 от продольного перемещения и тем самым дополнительно исключают возможность выступания жала 18 за опорную поверхность 19. Заряжают снаряд (мину) с метательным зарядом (не показаны) путем досылания в минометный ствол 1 до упора в опорную поверхность 19. Для обеспечения досылания снаряда с метательным зарядом в ствол 1 и исключения компрессии в заснарядном пространстве датчик давления 25 при досылании не должен быть установлен. Процесс досылания при этом безопасен, т.к. происходит без ударов, значительных усилий и при утопленном жале 18. Устанавливают датчик давления 25 и коммутируют его с измерительно-регистрирующей аппаратурой. После настройки всей измерительно-регистрирующей аппаратуры устанавливают пиропатрон (электрозапал) 15. Использование энергии пиропатрона 15 для привода поршня-бойка 12 обеспечивает возможность автоматического дистанционного запуска, синхронизированного с запуском измерительно-регистрирующей аппаратуры. После подключения пиропатрона 15 в цепь дистанционного запуска, синхронизированного с запуском измерительно-регистрирующей аппаратуры, удаляется стопор-чека 23. Устройство подготовлено к стрельбе. При подаче напряжения на пиропатрон 15 происходит срабатывание последнего. Продукты сгорания пиропатрона 15 через канал 14 попадают в запоршневое пространство 13 и под действием их давления поршень-боек 12, преодолевая усилие пружины 16, жалом 18 накалывает по капсюлю метательного заряда снаряда (мины). Снаряд (мина) по действием продуктов сгорания метательного заряда ускоряется по стволу 1, установленному при угле возвышения, близком к нулевому. При этом с помощью датчика давления 25, соединенного с регистратором через согласующе-усилительное устройство, контролируется закон изменения давления в каморе ствола миномета. После покидания снарядом ствола миномета с помощью рам-мишеней (соленоидных блокировок) 27, щитов-информаторов 28, кино и/или видеокамер 29 регистрируют скорость снаряда, динамику раскрытия лопастей стабилизатора, пространственное положение снаряда и т.д. Пробоины на щитах-информаторах от отделяемых элементов снаряда (например, фиксатора, раскрываемого после выхода из ствола оперения) дают информацию о функционировании, траектории этого элемента и облегчают его последующий поиск в уловителе. Уловителем 30 осуществляют улавливание снаряда (мины) и его элементов. Извлеченные из уловителя снаряд и его элементы подвергаются осмотру и анализу. Осмотру и анализу подвергается и ствол миномета, по результатам которых определяется взаимное влияние снаряда на ствол. Таким образом, предлагаемые способ испытаний и устройство для его реализации по сравнению с прототипом позволяют:

- проводить отработку минометного выстрела и его узлов и элементов в условиях ограниченного пространства и тем самым в условиях испытательных станций решать полигонные задачи;

- повысить качество и эффективность отработки минометного выстрела и его узлов и элементов за счет упрощения исследования начального участка траектории и большей информативности при возможности использования большего количества методов и устройств для оценки пространственного положения снаряда и регистрации закона изменения давления в каморе канала ствола;

- за счет использования энергии электрозапала в качестве привода для ударно-спускового механизма обеспечить возможность электрической синхронизации и автоматизации процесса выстрела и запуска измерительно-регистрирующей, аппаратуры, что позволяет использовать высокоскоростные средства измерения и также повышает качество и эффективность отработки.

Источники информации

1. Патент РФ № 2106613 от 10.03.98, G 01 M 7/00, F 42 B 35/00 - аналог.

2. Куров В.Д., Должанский Ю.М. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов. - М.: Оборонгиз, 1961, с.283.

3. Латухин А.Н. Современная артиллерия. - М., Военное издательство МО СССР, 1970, с.67-69, рис.18 - прототип.