способ испытаний боеприпасов и их узлов

Формула изобретения

Способ испытаний узлов боеприпаса, включающий механическое и/или климатическое воздействие на боеприпас и последующую оценку его состояния, отличающийся тем, что в процессе испытаний последовательно заменяют реальные огневзрывоопасные узлы и элементы на их имитаторы и наоборот, и испытывают боеприпас в частично боевом снаряжении, а оценку состояния боеприпаса осуществляют по совокупности состояний всех последовательно испытанных реальных огневзрывоопасных узлов и элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области военной техники, а конкретно к испытаниям боеприпасов и их составных узлов.

Известно, что любое техническое изделие после его изготовления вступает в период эксплуатации. Под условиями эксплуатации понимают совокупность внешних факторов, которые могут оказывать влияние на работоспособность технического изделия. К этим факторам относятся климатические, механические и прочие воздействия. Для того чтобы изделие работало безотказно, оно должно выдерживать без повреждений и необратимых изменений воздействие разнообразных внешних факторов, характеризующих условия его эксплуатации. Воздействию различных внешних факторов изделие подвергается при натурных или стендовых испытаниях. В стендовых условиях для испытаний изделий очень широко используются камеры тепла и холода, вибростенды, ударные стенды, стенды для испытаний на воздействие одиночного удара большой интенсивности (копры), стенды имитации транспортирования и т.д.

Воспроизводимые на них условия имитируют климатические факторы и разнообразные условия, возникающие при транспортировании, ударах, падениях, толчках и т.п.

Известен вибрационный электродинамический стенд типа ВЭДС [В.Х.Бегларян «Механические испытания приборов и аппаратов». - М.: Машиностроение, 1980, стр.94÷97, рис.32 (аналог)], предназначенный для испытаний изделий на вибрационную прочность и виброустойчивость. Механические колебания стола вибратора, совпадающие с его вертикальной осью и возникающие в результате взаимодействия переменного тока подвижной катушки с постоянным магнитным полем электромагнита, передаются испытуемому изделию, закрепленному на столе.

При испытаниях изделий на этом стенде реализуется способ испытаний, включающий механическое (вибрационное) воздействие на испытуемое изделие и последующую оценку состояния испытуемого изделия.

Известен также ударный стенд [В.Х.Бегларян «Механические испытания приборов и аппаратов. - М.: Машиностроение, 1980, стр.106 108, рис.45в (аналог)], включающий платформу, закрепленную на направляющих штангах. От электродвигателя через понижающую систему передач приводится во вращение эксцентриковый кулачок, по которому скользит упор стола. При вращении кулачка стол периодически поднимается и падает вниз на амортизирующие подушки (резиновые прокладки).

В зависимости от жесткости прокладок платформа, падая на них с одной и той же высоты, сообщает закрепленному на ней испытуемому изделию различные ускорения. При проведении испытаний изделий на этом стенде реализуется способ испытаний, включающий механическое воздействие на испытуемое изделие и последующую оценку состояния испытуемого изделия.

Известный ударный стенд, так же как и вибрационный электродинамический стенд, позволяют в стендовых условиях проводить механические испытания изделий и воспроизводить при этом внешние факторы, имитирующие условия эксплуатации.

Однако способы испытаний изделий, реализованные при функционировании данных стендов, не обеспечивают безопасных условий при проведении испытаний боеприпасов и их узлов на данных стендах. Более подробно поясним это следующим.

Известно, что в отличие от других изделий техники боеприпасы и входящие в их состав снаряженные узлы обладают повышенной опасностью. В то же время боеприпасы должны быть безопасны в условиях эксплуатации, например, транспортировании, случайном падении, нахождении артиллерийского выстрела в орудийном стволе, предварительно разогретом интенсивной стрельбой и т.д.

Боеприпасы так же как и другие изделия техники должны выдерживать без повреждений и необратимых изменений воздействия разнообразных внешних факторов и поэтому все вновь разрабатываемые боеприпасы проходят всесторонние механико-климатические испытания. Однако под воздействием внешних факторов, воспроизводимых на стендах и имитирующих условия эксплуатации, испытуемые боеприпасы или их составные узлы могут несанкционированно сработать и последствия этого срабатывания представляют повышенную опасность и наносят значительный материальный ущерб дорогостоящему стендовому оборудованию и сооружениям, в которых оно размещается.

Кроме того, разрушение боеприпаса при его несанкционированном срабатывании не позволяет однозначно установить причину этого срабатывания, т.к. исключает проведение качественного анализа из-за отсутствия остатков боеприпаса или существенного их повреждения. Тем самым не обеспечивается качественная, целенаправленная отработка конструкции боеприпаса, снижается эффективность отработки и, следовательно, увеличиваются ее сроки.

Известен макет боеприпаса для испытания материалов и взрывчатых веществ (ВВ) на метательно-дробящее действие, описанный в патенте РФ № 2025646, F42B 35/00, заяв. № 92012269 от 15.12.1992 и выбранный за ближайший аналог. Хотя вышерассмотренное устройство и называется макетом, оно в своем составе содержит все необходимые узлы и элементы реального боеприпаса, а именно: корпус с размещенным в нем зарядом, детонатор с гнездом под капсюль-детонатор. В описании патента сказано, что изобретение относится к осколочным боеприпасам. Макетом он называется только потому, что используется не для поражения целей, а для испытания материалов корпусов снарядов и метательных ВВ, наполняющих их. Подрыв макета производится в камере с улавливающей осколки средой. При испытаниях макета реализуется способ, включающий механическое и/или климатическое воздействие на боеприпас и последующую оценку его состояния. Однако способ испытаний «макета» обладает такой же повышенной опасностью, как и способы испытаний общепринятых боеприпасов и их снаряженных узлов.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение безопасности, качества и эффективности стендовой отработки боеприпасов и их снаряженных узлов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе испытаний боеприпаса, включающем механическое и/или климатическое воздействие на боеприпас и последующую оценку его состояния, в процессе испытаний последовательно заменяют реальные огневзрывоопасные узлы и элементы на их имитаторы и наоборот и испытывают боеприпас в частично боевом снаряжении, а оценку состояния боеприпаса осуществляют по совокупности состояний всех последовательно испытанных реальных огневзрывоопасных узлов и элементов.

Опасность боеприпасов (снарядов, ракет, артиллерийских выстрелов, мин и т.д.) обусловлена наличием в них узлов, снаряженных порохами, пиротехническими составами, взрывчатыми веществами, твердыми ракетными топливами. К этим узлам относятся: боевые части (БЧ), укомплектованные взрывателями с предохранительно-исполнительными механизмами, промежуточными (передаточными) и основными зарядами; ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ), снаряженные топливным зарядом, воспламенителем и инициатором (электровоспламенителем, пиропатроном, пиротехническим лучевым замедлителем и т.д.); метательные заряды артиллерийских выстрелов; различные вышибные заряды и пиротехнические устройства, выполняющие функции разделения узлов, отделения элементов и т.п.

Наиболее опасны и подвержены внешним факторам и возможности несанкционированного срабатывания от их воздействия узлы и элементы боеприпаса, содержащие так называемые первичные инициирующие вещества, входящие в состав различных капсюлей, капсюльных втулок, детонаторов, электрозапалов, электровоспламенителей, пиропатронов и т.д.

Для нормального запуска и последующего функционирования таких узлов боеприпаса, как БЧ и РДТТ, между инициатором (детонатором и электровоспламенителем соответственно) и основным зарядом устанавливается усилительный заряд. В БЧ это промежуточный (передаточный) заряд, а в РДТТ - воспламенитель.

Заменяя некоторые узлы боеприпаса на их имитаторы (эквиваленты), мы тем самым разрываем цепочку нормального функционирования того или иного опасного узла «инициатор - промежуточный (усилительный) заряд - основной заряд» и тем самым повышаем безопасность испытаний на стенде. Замененный на имитатор узел (элемент) затем испытывается в реальном (боевом) исполнении, но с имитатором (имитаторами) другого (других) узла (узлов).

Т.е. цикл испытаний боеприпаса разделяется на несколько последовательных циклов испытаний реальных его огневзрывоопасных узлов в комплектации с имитаторами (эквивалентами) других узлов. Хотя увеличивается время испытаний, но при этом обеспечивается безопасность проведения испытаний. Увеличение времени и материальных затрат испытаний при этом существенно меньше времени и материальных затрат испытаний, которые необходимо было бы затратить на восстановление оборудования при несанкционированном срабатывании боеприпаса или его узла в полной боевой комплектации.

Реализацию способа испытаний покажем на примере проведения испытаний активно-реактивного снаряда на вибростенде.

На Фиг.1 схематично показан снаряд, установленный на стенде.

На Фиг.2 схематично показан испытуемый активно-реактивный снаряд.

Снаряд 1 установлен на вибростенде 2. Активно-реактивный снаряд 1, подготовленный согласно предлагаемому способу испытаний, включает: корпус боевой части 3, переходное дно 4, корпус ракетного двигателя 5, обтюрирующий поясок 6, сопловую заглушку 7. Корпус боевой части 3 заполнен боевым зарядом 8. Головной взрыватель заменен на габаритно-инерционный имитатор 9, а промежуточный (передаточный) заряд обозначен позицией 10. Вкладной заряд твердого топлива 11 установлен в камере ракетного двигателя. Предположим, что воспламенение заряда твердого топлива 11 осуществляется от воспламенителя, конструктивно выполненного в виде перкалевого мешочка с дымным ружейным порохом (ДРП) и инициируемого от лучевого пирозамедлителя, установленного на сопловой заглушке. В нашем случае воспламенитель заменен на имитатор 12 (например, мешочек заполнен инертным составом), а на заглушке 7 установлен имитатор лучевого пирозамедлителя 13 (например, охолощенный лучевой пирозамедлитель или корпус лучевого замедлителя, заполненный инертным составом).

Замена взрывателя и лучевого пирозамедлителя на их имитаторы 9 и 13 соответственно обусловлена тем, что эти узлы содержат в своем составе так называемые первичные инициирующие вещества, наиболее чувствительные к различным воздействиям.

Замена воспламенителя РДТТ на его имитатор 12 обусловлена тем, что в процессе виброиспытаний мешочек может разрушится (протереться) и зерна ДРП попадут в камеру двигателя. Зерна ДРП от трения при взаимодействии со стенками камеры сгорания двигателя и вкладным зарядом твердого топлива 11 могут воспламениться и воспламенить заряд 11.

Подготовленный в такой комплектации снаряд подвергается испытаниям на вибростенде. При проведении испытаний на вибростенде вероятность несанкционированного срабатывания узлов и элементов снаряда очень низка, т.к. оставшиеся в снаряде огневзрывоопасные вещества малочувствительны к внешним воздействиям. Тем самым повышается безопасность проведения испытаний. После проведения испытаний изделие осматривается, проводятся прозвонки и проверяется функционирование электрических цепей (при их наличии), при необходимости снаряд разбирается и проводится анализ состояния узлов и элементов.

Далее реальные (боевые) взрыватель, воспламенитель РДТТ и лучевой пирозамедлитель испытываются в составе снаряда по тому же циклу, но в комплектации с имитаторами основного и промежуточного (передаточного) зарядов боевой части и имитатором заряда твердого топлива ракетного двигателя. При этом вероятность несанкционированного срабатывания реальных (боевых) узлов достаточно велика, т.к. они содержат в своем составе инициирующие вещества, очень чувствительные к внешним воздействиям. Однако последствия этого несанкционированного срабатывания исключают серьезные повреждения дорогостоящего оборудования и сооружений, где оно размещено, т.к. количество огневзрывоопасных веществ сведено к минимуму.

Кроме того, ограниченное количество огневзрывоопасных веществ позволяет сохранить материальную часть после несанкционированного срабатывания, качественно провести ее анализ, установить причину и источник несанкционированного срабатывания, после чего внести в конструкцию соответствующие изменения, направленные на исключение подобного срабатывания. Тем самым ведется целенаправленная экспериментальная отработка узлов и снаряда в целом.

Положительные результаты испытаний снарядов, укомплектованных реальными боевыми зарядами боевой части и РДТТ с имитаторами взрывателя, воспламенителя и лучевого пирозамедлителя и наоборот, позволяют в дальнейшем объединить все огневзрывоопасные узлы и элементы и испытать снаряд в полной боевой комплектации.

Для снижения вероятности несанкционированного срабатывания снаряда в полной боевой комплектации предварительно могут проводиться испытания снаряда с ограниченной комплектацией огневзрывоопасных узлов при ужесточенных режимах.

Аналогичным образом проводятся испытания и на другом стендовом оборудовании: ударных стендах, камерах тепла и холода, стендах имитации транспортирования и т.д.

При проведении механических испытаний реальные (боевые) узлы заменяются на их габаритно-инерционные имитаторы, а при проведении климатических испытаний - габаритными имитаторами с эквивалентными теплофизическими свойствами.

Если в составе изделия имеются огневзрывоопасные узлы, содержащие в своем составе электрические схемы и/или электроэлементы, то имитаторы этих узлов снабжают электрическими эквивалентами.