учебно-тренировочный боеприпас

Формула изобретения

Учебно-тренировочный боеприпас, содержащий предохранительно-взводящее устройство и нейтронную ускорительную трубку, отличающийся тем, что в него дополнительно введены импульсная рентгеновская трубка, физический источник тока, накопитель электрической энергии, пороговый элемент и блок связи, причем блок связи содержит первый и второй блоки И и блок НЕ, при этом выход предохранительно-взводящего устройства соединен с входом нейтронной ускорительной трубки через первый блок И, а с входом импульсной рентгеновской трубки - через второй блок И, второй вход первого блока И соединен с выходом физического источника тока через накопитель электрической энергии и пороговый элемент, второй вход второго блока И соединен с выходом порогового элемента через блок НЕ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к учебно-тренировочным боеприпасам, содержащим нейтронную ускорительную трубку. Известны учебно-тренировочные боеприпасы, содержащие предохранительно-взводящее устройство, идентичное предохранительно-взводящему устройству соответствующих боевых частей [см. патент США №3728936, F 42, 1973 г.].

Основным достоинством таких учебно-тренировочных боеприпасов является возможность проведения их проверки с помощью штатных автоматизированных стендов контроля, что позволяет проводить тренировки боевых расчетов и их зачетные учения в строгом соответствии с инструкциями по эксплуатации боевых частей. Кроме того, проверки самих учебно-тренировочных боеприпасов также возможно проводить с помощью указанных стендов контроля.

Однако решения-аналоги имеют ряд недостатков, не позволяющих их применять для тренировок боевых расчетов, эксплуатирующих боевые части, содержащие предохранительно-взводящее устройство и нейтронную ускорительную трубку [см. Любомудров А.А.: Физика высоких плотностей энергии, ВА РВСН имени Петра Великого, 1998, стр.229]. Программа автоматизированного стенда контроля отсутствие нейтронного импульса в заданный момент времени "оценивает" как неисправность боевой части, и дальнейшие операции над таким учебно-тренировочным боеприпасом, подключенным к автоматизированному стенду контроля, будут блокированы.

Отмеченный недостаток частично устранен в учебно-тренировочном боеприпасе, имитирующем боевую часть, содержащую предохранительно-взводящее устройство и нейтронную ускорительную трубку [см. Любомудров А.А.: Физика высоких плотностей энергии, ВА РВСН имени Петра Великого, 1998, стр.229] - прототип.

Однако включение в состав учебно-тренировочного боеприпаса нейтронной ускорительной трубки влечет за собой ряд недостатков, затрудняющих использование таких учебно-тренировочных боеприпасов для тренировок боевых расчетов. Вследствие радиоактивного распада входящего в состав нейтронной ускорительной трубки трития требуется периодическая замена этой дорогостоящей трубки, что для учебно-тренировочных боеприпасов не предусмотрено. Серьезным недостатком решения-прототипа является облучение личного состава, проводящего тренировки, высокоэнергетическими нейтронами, биологическое воздействие которых на живые ткани десятикратно превышает воздействие рентгеновского излучения той же интенсивности. Большая проникающая способность высокоэнергетических нейтронов обусловливает такой немаловажный недостаток решения-прототипа, как выход уникального нейтронного импульса во внешнюю среду, контролируемую радиотехническими средствами разведки. Кроме того, недостатком решения-прототипа является невозможность по истечению определенного времени проверки такого учебно-тренировочного боеприпаса с помощью автоматизированного стенда контроля без замены в боеприпасе нейтронной ускорительной трубки.

Задачей заявленного изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно обеспечение возможности проведения полноценных тренировок боевых расчетов, эксплуатирующих боевые части, содержащие нейтронную ускорительную трубку, не подвергая личный состав облучению высокоэнергетическими нейтронами и исключив при проведении тренировок излучение нейтронного импульса во внешнюю среду, а также обеспечение возможности проверки учебно-тренировочного боеприпаса с помощью автоматизированного стенда контроля.

Технический результат достигается включением новых устройств и иной связью между блоками в учебно-тренировочном боеприпасе, содержащем предохранительно-взводящее устройство и нейтронную ускорительную трубку, заключающихся в том, что в него дополнительно введены импульсная рентгеновская трубка, физический источник тока, накопитель электрической энергии, пороговый элемент и блок связи, причем блок связи содержит первый и второй блоки "И" и блок "НЕ", при этом выход предохранительно-взводящего устройства соединен с входом и нейтронной ускорительной трубки через первый блок "И", а с входом импульсной рентгеновской трубки - через второй блок "И", второй вход первого блока "И" соединен с выходом физического источника тока через накопитель электрической энергии и пороговый элемент, второй вход второго блока "И" соединен с выходом порогового элемента через блок "НЕ".

Идея предложенного технического решения заключается в автоматическом переключении учебно-тренировочного боеприпаса с режима, при котором формируется нейтронный импульс, на режим формирования рентгеновского импульса в случае снижения кондиций нейтронной ускорительной трубки (или удалении ее из учебно-тренировочного боеприпаса). Рентгеновский импульс так же, как и нейтронный импульс, может вызвать срабатывание блока фотоэлектронного умножителя из состава регистрирующей нейтронный импульс аппаратуры автоматизированного стенда контроля. Такое срабатывание происходит как за счет люминесценции люминофора блока фотоэлектронного умножителя под воздействием рентгеновских лучей, так и в результате эмиссии электронов из катода фотоэлектронного умножителя, вызванной проникшими к катоду рентгеновскими лучами [см. Политехнический словарь / под ред. академика И.И.Артоболевского, "Советская энциклопедия", М., 1976, стр.425, 538]. При этом требуемые параметры рентгеновского импульса, соответствующие параметрам нейтронного импульса, легко устанавливаются путем регулировки амплитуды и длительности импульса напряжения на аноде рентгеновской трубки.

Так как рентгеновское излучение, в отличие от нейтронного, сопровождает работу самых различных физических установок и приборов, применяемых в рентгенодефектоскопии, медицине, досмотровой технике таможенных организаций и пр., то с учетом относительно небольшого свободного пробега рентгеновских лучей в воздухе выявление рентгеновского импульса предлагаемого технического решения становится трудно разрешимой проблемой для радиотехнических средств разведки. Опыт экранирования рентгеновского излучения различных физических установок и существенно менее вредное его воздействие на живые ткани, по сравнению с нейтронным излучением, позволяет практически исключить радиоактивное облучение личного состава боевых расчетов при проведении им тренировок с предлагаемым учебно-тренировочным боеприпасом. Отсутствие же в импульсной рентгеновской трубке дорогостоящего, подверженного радиоактивному распаду трития исключает необходимость периодической замены трубки, что существенно снижает эксплуатационные расходы и обеспечивает возможность проверки учебно-тренировочного боеприпаса с помощью автоматизированного стенда контроля.

Покажем существенность отличительных признаков.

Введение в учебно-тренировочный боеприпас импульсной рентгеновской трубки и связь ее входа с выходом предохранительно-взводящего устройства через второй блок 'И' является новым решением. Оно обеспечивает имитацию нейтронного импульса рентгеновским импульсом, оказывающим существенно меньшее биологическое воздействие и практически не выделяющимся среди излучений, сопровождающих работу множества промышленных и медицинских физических установок.

Введение в учебно-тренировочный боеприпас физического источника тока, накопителя электрической энергии и порогового элемента и соединение второго входа первого блока "И" с выходом физического источника тока через накопитель электрической энергии и пороговый элемент является новым решением. Оно обеспечивает возможность автоматического отключения нейтронной ускорительной трубки в случае потери ее кондиций в результате радиоактивного распада содержащегося в ней трития. При этом введение накопителя электрической энергии обеспечивает возможность преобразования энергии весьма слабого электрического тока, генерируемого физическим источником тока, в достаточную для функционирования блока связи энергию электрического заряда накопителя электрической энергии.

Введение блока связи в учебно-тренировочный боеприпас и связь его с другими устройствами и блоками учебно-тренировочного боеприпаса является новым решением. Оно обеспечивает автоматическое переключение учебно-тренировочного боеприпаса с режима излучения нейтронного импульса на режим срабатывания импульсной рентгеновской трубки при снижении кондиций нейтронной ускорительной трубки, а также обратное переключение при установке в учебно-тренировочный кондиционной нейтронной ускорительной трубки.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема предлагаемого учебно-тренировочного боеприпаса.

Учебно-тренировочный боеприпас содержит:

1 - предохранительно-взводящее устройство;

2 - нейтронная ускорительная трубка.

Блоки 1 и 2 характеризуют прототип. Дополнительно к ним в учебно-тренировочный боеприпас введены новые блоки:

3 - блок связи. Он содержит:

4 - первый блок "И" с двумя входами,

5 - второй блок "И" с двумя входами,

6 - блок "НЕ",

7 - импульсная рентгеновская трубка. В качестве нее может использоваться импульсная рентгеновская трубка рентгенаппарата типа "ГПА-8200" производства фирмы "Хайнманн", Германия [см. Г.А.Другин: Досмотровая рентгеновская техника. Учебно-методическое пособие для сотрудников оперативных отделов таможенных органов. Российская таможенная академия ГТК РФ, М., 1994, стр.43-46]. Питание такой импульсной рентгеновской трубки может осуществляться как от сети переменного тока, так и от автомобильного аккумулятора, что решает проблемы, связанные с обеспечением электропитания такой импульсной рентгеновской трубки в составе учебно-тренировочного боеприпаса. Описание устройства импульсных рентгеновских трубок приведено также в [В.Л.Герчиков: Управляемое импульсное рентгеновское излучение в приборостроении. Энергоатомиздат, М., 1997].

8 - физический источник тока. Описание такого физического источника тока, преобразующего энергию радиоактивного излучения, сопровождающего распад трития, в электрическую энергию, приведено в техническом решении авторов по патенту РФ №2109308.

9 - накопитель электрической энергии, преимущественно ионистор.

Описание такого накопителя электрической энергии, электрическая емкость которого достигает 3...5 Фарад в габаритах монеты, приведено в вышеуказанном источнике.

10 - пороговый элемент. Пороговые элементы широко применяются в электронике [см., например, Политехнический словарь / под ред. академика И.И.Артоболевского, "Советская энциклопедия", М., 1976, стр.381].

Предлагаемый учебно-тренировочный боеприпас функционирует следующим образом. Энергия радиоактивного излучения нейтронной ускорительной трубки 2 воспринимается физическим источником тока 8 и в виде постоянного тока поступает на вход накопителя электрической энергии 9. Когда количество неразложившегося трития в нейтронной ускорительной трубке 2 соответствует количеству трития в кондиционной нейтронной ускорительной трубке, ток заряда накопителя электрической энергии 9 превышает ток его разряда, определяемый характеристиками цепи разряда и величиной саморазряда накопителя 9. В этом случае накопитель электрической энергии 9 заряжается до напряжения, превышающего напряжение включения порогового элемента 10, вход которого соединен с выходом накопителя 9. На выходе порогового элемента 10 в этом случае появляется сигнал, который поступает на второй вход первого блока "И" 4 и на вход блока "НЕ" 6. На втором входе второго блока "И" 5 сигнал отсутствует. В этих условиях, когда по команде от автоматизированного стенда контроля на выходе предохранительно-взводящего устройства 1 появляется сигнал, он через первый вход первого блока "И" 4 поступает на вход нейтронной ускорительной трубки 2, вызывая срабатывание последней. При этом прохождение сигнала с выхода предохранительно-взводящего устройства 1 на вход импульсной рентгеновской трубки 7 блокируется отсутствием сигнала на втором входе второго блока "И" 5.

Когда количество не распавшегося трития в нейтронной ускорительной трубке 2 уменьшается, ток заряда накопителя электрической энергии 9 тоже уменьшается и напряжение на его выходе снижается. При снижении этого напряжения до величины напряжения отключения порогового элемента 10 на выходе последнего исчезает сигнал. При этом исчезают сигналы на втором входе первого блока "И" 4 и на входе блока "НЕ" 6, а на втором входе второго блока "И" 5 сигнал появляется. Этим обеспечивается прохождение сигнала с выхода предохранительно-взводящего устройства 1 к входу импульсной рентгеновской трубки 7 и блокирование прохождения этого сигнала к входу нейтронной ускорительной трубки 2.

Так как величина проникновения излучения рентгеновских трубок достигает 80 мм для стали и 250 мм для легких сплавов [см. вышеуказанный источник, стр.425], то рентгеновское излучение импульсной рентгеновской трубки 7 легко проникает в вышеуказанный тонкостенный блок фотоэлектронного умножителя, вызывая его срабатывание и обеспечивая тем самым регистрацию предусмотренного в программе проверки учебно-тренировочного боеприпаса автоматизированным стендом контроля "нейтронного" импульса и измерение его параметров.

Таким образом, на основе анализа структуры и функционирования схемы предложенного технического решения можно заключить, что учебно-тренировочный боеприпас, в котором реализовано данное техническое решение, обладает преимуществами, отвечающими поставленной задаче - обеспечение возможности проведения полноценных тренировок боевых расчетов, эксплуатирующих боевые части, содержащие предохранительно-взводящее устройство и нейтронную ускорительную трубку, не подвергая личный состав облучению высокоэнергетическими нейтронами и исключив при проведении тренировок излучение нейтронного импульса во внешнюю среду, а также обеспечение возможности проверки учебно-тренировочного боеприпаса с помощью автоматизированного стенда контроля.