стенд для определения импульса силы, действующей при выстреле на пусковое устройство стрелкового или ракетного вооружения

Формула изобретения

Стенд для определения импульса силы, действующей при выстреле на пусковое устройство стрелкового или ракетного вооружения, содержащий неподвижную платформу, подвижную каретку с закрепленным на ней пусковым устройством и датчик регистрации характеристики линейного перемещения каретки, отличающийся тем, что подвижная каретка посредством верхних и нижних роликовых опор размещена на прямолинейных горизонтальных направляющих, жестко закрепленных на неподвижной платформе и снабженных с двух сторон ограничителями перемещения каретки, а датчик регистрации характеристики линейного перемещения каретки выполнен в виде закрепленного на ней постоянного магнита и установленной напротив него на неподвижной платформе планки-изолятора с токопроводящей обмоткой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам испытаний ракетного и стрелкового вооружения, преимущественно малогабаритных рекетных систем с импульсными ракетными двигателями твердого топлива.

Известно устройство для определения "мгновенных" импульсов силы (импульсов пули, снаряда и т.д.) "путем измерения угла поворота или линейного перемещения маятника". Баллистический маятник для определения импульса силы представляет собой груз, подвешенный на четырех тонких стальных тросах и свободно качающийся на неподвижной оси. Отклонение маятника регистрируют на бумажном носителе с помощью самописца (Зельдович Я.Б. и др. "Импульс реактивной силы пороховых ракет". Оборонгиз, Москва, 1963, стр.133...139).

К недостатку устройства можно отнести низкую надежность регистрирующего устройства, размещенного непосредственно на устройстве для крепления источника силы. В рассматриваемом случае - это транспортно-пусковой контейнер с ракетой или образец стрелкового вооружения.

Указанный недостаток устранен маятниковым стендом для испытания ракетного и стрелкового вооружения, содержащим ферму, к верхним кронштейнам которой через узлы вращения подвешена каретка для крепления объекта испытаний, а регистратор вынесен на верхний кронштейн фермы и выполнен в виде датчика угла поворота со шкивом на его оси, кинематически связанным со шкивом, закрепленным на узле вращения каретки. При этом диаметр шкива узла вращения выполнен большим диаметра шкива на оси датчика (заявка № 2003108535, Россия, 2003, МПК 7 F 41 А 31/00).

Данная конструкция стенда для определения импульса силы по углу поворота или линейному перемещению маятника позволяет определять интегральную величину импульса, но не позволяет отслеживать изменение величины и направления импульса силы в течение времени действия силы, что, в свою очередь, не позволяет целенаправленно проводить доработки конструкции оружия, уменьшающие величину импульса.

Задача регулирования величины и направления импульса силы, действующего на пусковое устройство при выстреле, особенно актуальна для малогабаритных ракетных систем. В большинстве случаев выстрел такой системы производится либо с плеча, либо с легкой пусковой установки при непосредственном контакте с ней стрелка, что накладывает жесткие ограничения на величину импульса силы динамической неуравновешенности, которая определяет безопасность стрелка и боевую эффективность выстрела. При большой величине импульса силы динамической неуравновешенности в момент выхода из трубы ракета получает начальное возмущение, уводящее ее с линии визирования. Причем при накатном направлении импульса силы ракета уходит вверх, при откатном - вниз от линии визирования. Следует отметить, что на величину отклонения ракеты влияют и величина и направление импульса результирующей силы, действующей на пусковую трубу в процессе движения по ней ракеты. В общем случае основными составляющими этой силы являются сила трения ракеты, сила трения газа и силы, возникающие при отделении герметизирующих трубу крышек. В процессе движения ракеты по трубе соотношение сил меняется, и результирующая действующих сил может даже изменять свое направление. Для того чтобы регулировать величину и направление импульса силы динамической неуравновешенности, необходимо, как минимум, знать направление и величину импульса силы в момент выхода ракеты из пусковой трубы, а также максимальную величину импульса силы в процессе движения по трубе.

Задачей изобретения является определение зависимости во времени импульса силы, действующего на пусковое устройство при выстреле ракетного или стрелкового оружия.

Указанная задача реализуется стендом, содержащим неподвижную платформу, подвижную каретку с закрепленным на ней пусковым устройством и датчик регистрации характеристики линейного перемещения каретки, в котором подвижная каретка посредством верхних и нижних роликовых опор размещена на прямолинейных горизонтальных направляющих, жестко закрепленных на неподвижной платформе и снабженных с двух сторон ограничителями перемещения каретки. При этом на подвижной каретке закреплен постоянный магнит, а напротив него на неподвижной платформе установлена планка-изолятор с токопроводящей обмоткой.

Перемещающийся постоянный магнит и токопроводящая обмотка образуют датчик скорости, действие которого основано на законе электромагнитной индукции

e=-BlV,

где В - магнитная индукция в тл;

l - длина проводника в м;

V - скорость перемещения проводника в м/с;

е - наводимая в проводнике ЭДС

(Агейкин Д.И. и др. "Датчики контроля и регулирования". Справочные материалы, "Машиностроение", 1965, стр.461).

Конструктивный вариант исполнения стенда показан на фиг.1 и 2. Исследуемое пусковое устройство, в данном случае пусковая труба 1, с ракетой 2 закреплены на подвижной каретке 3. Каретка 3 посредством четырех верхних роликовых опор 4 и двух нижних роликовых опор 5 установлена на двух прямолинейных направляющих 6, размещенных на неподвижной платформе 7 пусковой установки 8. Конструкция с верхними и нижними роликовыми опорами обеспечивает необходимую поперечную устойчивость каретки при воздействии боковых сил, возникающих при движении ракеты с работающим двигателем. На каретке 3 закреплен постоянный магнит 9, а на платформе 7 планка-изолятор с токопроводящей обмоткой 9. На концах направляющих 6 выполнены ограничители 11 хода каретки, снабженные амортизаторами 12 (на случай нерасчетно большого перемещения каретки 3).

Работает стенд следующим образом. При запуске ракеты 2 из трубы 1 под действием неуравновешенной силы каретка 3 на роликах 4, 5 перемещается по направляющим 6 вместе с закрепленным на ней постоянным магнитом 9. При перемещении магнита 9 в токопроводящей обмотке планки 9 индицируется ЭДС, регистрируемая системой регистрации. Величина ЭДС прямо пропорциональна скорости каретки 5. Коэффициент пропорциональности определяется по ранее полученным тарировочным графикам. По величине скорости каретки в каждый момент времени (фиг.3) и массе подвижных частей стенда (пусковая труба, каретка, постоянный магнит в т.п.) определяется импульс неуравновешенной силы.

На фиг.3 показана характерная кривая изменения скорости каретки при запуске ракеты V ( ). Точка 0 - начало действия силы (начало движения ракеты), на участке "0-1" результирующая силы имеет накатное направление и растет до максимума, что определяется силами, возникающими при отделении герметизирующих крышек пусковой трубы и силой трения ракеты о стенки трубы. После точки 1 результирующая сила меняет направление с накатного на откатное, так как среди действующих сил начинает преобладать откатная сила трения газа о стенки трубы. Точка 2 - момент выхода ракеты из пусковой трубы.

Таким образом, устройство позволяет производить регистрацию скорости перемещения пускового устройства и получать график изменения импульса действующей на него силы в течение всего времени движения ракеты (пули) по пусковой трубе (по стволу), что обеспечивает возможность регулирования величины и направления импульса силы целенаправленным изменением конструкции пускового устройства или ракеты.