Патент на изобретение №2231017

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ НЕКОНТАКТНОГО ВЗРЫВАТЕЛЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ УПРАВЛЯЕМОГО СНАРЯДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области вооружения, конкретно к способам проведения испытаний по проверке функционирования боевых частей управляемых снарядов и ракет с неконтактными взрывателями. Способ определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя при проведении летных испытаний управляемого снаряда включает формирование мишенной обстановки, пуск снаряда, регистрацию полета снаряда с одновременным определением поражающего воздействия боевой части на цель с образованием на поверхности цели воронки разрушения. В заявляемом способе мишенную обстановку формируют путем установки параллельно направлению движения снаряда листа-свидетеля, а между листом-свидетелем и целью размещают непробиваемую преграду, причем размеры листа-свидетеля и непробиваемой преграды, а также расстояния между ними выбирают с учетом размеров цели и положения границы затенения листа-свидетеля непробиваемой преграды от потока осколков, образованных при подрыве боевой части снаряда, при этом дальность срабатывания определяют длиной отрезка прямой, проведенной по направлению максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя из центра воронки разрушения и ограниченного с одной стороны ее центром, а с другой – плоскостью, проходящей через верхнюю грань непробиваемой преграды и ближайшее к границе затенения отверстие, пробитое осколком в листе-свидетеле. Изобретение позволяет проводить летные испытания управляемого снаряда, укомплектованного штатной боевой частью. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области вооружения, конкретно к способам проведения испытаний по проверке функционирования боевых частей (БЧ) управляемых снарядов и ракет с неконтактными взрывателями.

При экспериментальной отработке управляемых ракет с осколочно-фугасными или кумулятивными боевыми частями обычно применяется способ определения характеристик БЧ, включающий формирование мишенной обстановки с имитацией цели, пуск снаряда в заданную точку цели, регистрацию процесса полета снаряда и срабатывания БЧ, а также определение поражающего воздействия БЧ на цель, выражающегося в образовании на поверхности цели воронки разрушения. Использование этого способа для БЧ со взрывателями неконтактного действия не позволяет достоверно определить характеристики срабатывания взрывателя, такие, например, как режим срабатывания (контактный или неконтактный) и величины промаха (дальность срабатывания взрывателя) в момент срабатывания в неконтактном режиме.

Известен способ определения величины промаха по цели (дальности срабатывания неконтактного взрывателя) управляемых снарядов и ракет класса “земля-воздух” или “воздух-воздух” с осколочными, фугасными или стержневыми боевыми частями, включающий формирование мишенной обстановки с имитацией цели, замену разрывного заряда штатной боевой части на специально разработанный габаритно-весовой имитатор БЧ с пиротехническим зарядом, пуск снаряда в заданную точку цели, регистрацию процесса полета и срабатывания пиротехнического заряда габаритно-весового имитатора БЧ.

При срабатывании пиротехнического заряда габаритно-весового имитатора БЧ возникает яркая световая вспышка, фиксируемая скоростными фоторегистраторами (фототеодолитами). При этом реализованная величина промаха (дальность срабатывания неконтактного взрывателя) определяется по результатам анализа данных фоторегистрации по расстоянию между центрами световой вспышки и цели.

Данный способ применим при больших промахах, размеры которых порядка и более размеров световой вспышки, что позволяет разделить на фоторегистрограмме положение центра цели и центра световой вспышки. При размерах световой вспышки, значительно (в несколько раз) превосходящих величину промаха, получение точных данных о величине промаха таким способом невозможно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя при проведении летных испытаний управляемого снаряда, включающий формирование мишенной обстановки с имитацией цели, замену разрывного заряда штатной боевой части на специально разработанный габаритно-весовой имитатор БЧ с телеметрическим устройством, определяющим и передающим на пункт управления информацию о дальности до цели в момент срабатывания взрывателя, пуск снаряда в заданную точку цели, регистрацию процесса полета снаряда и срабатывания взрывателя по информации от телеметрического устройства (Г. Мерилл, Г. Гольдберг, Р. Гельмгольц (пер. с англ.) “Исследование операций. Боевые части. Пуск снарядов.” Издательство иностранной литературы, М., 1959).

Данное техническое решение, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому решению, выбрано в качестве прототипа.

Признаки прототипа, общие с заявляемым способом: формирование мишенной обстановки с имитацией цели, пуск снаряда в заданную точку цели, регистрация процесса полета снаряда и срабатывания взрывателя.

Указанный прототип обладает недостатком, препятствующим его применению при проведении летных испытаний управляемых снарядов и ракет с боевыми частями в штатном снаряжении, когда одновременно с проведением траекторных измерений необходимо определить и поражающее воздействие на цель с образованием на поверхности цели воронки разрушения или пробоины, что обеспечивается при комплектации снаряда штатной боевой частью в способе-аналоге, не обеспечивающем, как было отмечено ранее, одновременного определения характеристик срабатывания взрывателя.

В случае комплектации снаряда штатной боевой частью способ-прототип не применим, так как для определения и передачи информации о дальности срабатывания неконтактного взрывателя на борту снаряда требуется дополнительно разместить имеющее большое энергопотребление массивное телеметрическое устройство. Установке на борту снаряда такого устройства препятствуют плотная компоновка оборудования, ограниченные энергетические возможности автономного источника электропитания и жесткие массогабаритные и центровочные ограничения.

Замена разрывного заряда боевой части снаряда на телеметрический блок, как это сделано в способе-прототипе, приводит к тому, что испытаниям подвергается не реальный боевой снаряд, а его имитатор, обладающий другими характеристиками, и не позволяющий в полной мере оценить работоспособность и основные характеристики боевой части реального снаряда при его воздействии на имитатор цели.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя при проведении летных испытаний управляемого снаряда, укомплектованного штатной боевой частью, с одновременным определением поражающего воздействия БЧ на цель с образованием на поверхности цели воронки разрушения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа, включающего формирование мишенной обстановки с имитацией цели, пуск снаряда в заданную точку цели, регистрацию процесса полета снаряда и его поражающего воздействия на цель с образованием на поверхности цели воронки разрушения, в заявляемом способе мишенную обстановку формируют путем установки параллельно направлению движения снаряда листа-свидетеля, а между листом-свидетелем и целью размещают непробиваемую преграду, причем размеры листа-свидетеля и непробиваемой преграды, а также расстояние между ними выбирают с учетом размеров цели и положения границы затенения листа-свидетеля непробиваемой преградой от потока осколков, образованных при подрыве боевой части снаряда, при этом дальность срабатывания определяют длиной отрезка прямой, проведенной по направлению максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя из центра воронки разрушения и ограниченного с одной стороны ее центром, а с другой плоскостью, проходящей через верхнюю грань непробиваемой преграды и ближайшее к границе затенения отверстие, пробитое осколком в листе-свидетеле.

В случае возможного совпадения указанной прямой, проведенной из центра воронки разрушения, с указанной плоскостью, что реализуется, если направление максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя и центр воронки разрушения совпадают с траекторией полета снаряда, при размещении преграды ее верхнюю грань ориентируют под углом к направлению траектории полета снаряда. Наиболее удобно в этом случае ориентировать верхнюю грань преграды параллельно поверхности цели, содержащей заданную для прицеливания снаряда точку.

Аналогов, имеющих признаки, сходные с заявляемым техническим решением, не обнаружено, следовательно, можно считать, что заявляемое изобретение является новым и обладает достаточным изобретательским уровнем.

Каждый из вышеуказанных существенных признаков необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества нового сверхэффекта, не присущего признакам в их разобщенности.

Сущность предложенного технического решения поясняется фиг.1-3. На фиг.1 показана мишенная обстановка в сечении, совпадающем с траекторией ракеты. На фиг.2 показана мишенная обстановка в сечении, перпендикулярном траектории ракеты и проходящем через центр воронки разрушения. Фиг.2 иллюстрирует применение предлагаемого способа для определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя осколочно-фугасной боевой части управляемой ракеты, действующей по мишени, имитирующей площадную цель, размещенную на поверхности земли в случае, когда максимум диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя направлен по нормали к оси ракеты. На фиг.3 иллюстрируется применение предлагаемого способа в случае, когда направление максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя и положение центра воронки разрушения совпадают с траекторией полета снаряда, что реализуется, например, при определении дальности срабатывания неконтактного взрывателя кумулятивной боевой части противотанковой управляемой ракеты, действующей по мишени, имитирующей бронецель.

На фиг.1, 2, 3 обозначено: 1 – имитатор цели, 2 – воронка разрушения, 3 – центр воронки разрушения, 4 – лист-свидетель, 5 – непробиваемая преграда, 6 – точка подрыва разрывного заряда БЧ; 7 – граница затенения листа-свидетеля 4 непробиваемой преградой 5; 8 – ближайшее к границе затенения отверстие, пробитое осколком в листе-свидетеле; 9 – плоскость, проходящая через верхнюю грань непробиваемой преграды 5 и отверстие 8; 10 – прямая, построенная из центра 3 воронки разрушения 2 в направлении максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя; 11 – отрезок прямой, ограниченный плоскостью 9 и центром воронки разрушения 3; 12 – траектория полета снаряда.

Предлагаемый способ использует свойство высокоскоростных (более 100 м/с) осколков корпуса разрывного заряда БЧ на дальностях от места подрыва до нескольких десятков метров двигаться по прямолинейным траекториям, проходящим через центр разрывного заряда и положение центра масс осколка к моменту начала его движения, а также осуществлять пробитие тонких (толщиной 1-3 мм) стальных или алюминиевых преград, образующих лист-свидетель, и непробитие толстых (10-20 мм) стальных преград.

При взрыве разрывного заряда БЧ из ее корпуса образуется от нескольких сот до нескольких тысяч осколков, которые пробивают в листе-свидетеле большое количество отверстий, среди которых всегда можно выбрать одно или несколько, расположенных максимально близко к границе затенения листа-свидетеля от потока осколков непробиваемой преградой.

Предлагаемый способ применяется следующим образом.

Для построения траектории осколка, как было отмечено выше, являющейся прямой линией, выбирается самое близкое к границе затенения отверстие в листе-свидетеле, и через него и грань непробиваемой преграды строится плоскость. Одна из точек этой плоскости практически (с точностью, определяемой расстоянием от фактически реализованной траектории осколка до края прочной преграды) совпадает с центром разрывного заряда БЧ. Положение центра разрывного заряда на указанной плоскости определяется пересечением вышеуказанной плоскости с прямой, проведенной из центра воронки разрушения в направлении максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя. При определении дальности срабатывания взрывателя учитывают также расстояние от центра разрывного заряда до места размещения датчика цели взрывателя, принимающего отраженный от цели сигнал.

В качестве примера применения предлагаемого способа приведем его реализацию для определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя осколочно-фугасной БЧ, максимум диаграммы чувствительности которого направлен перпендикулярно оси БЧ, совпадающей с осью ракеты. Дальность срабатывания взрывателя находилась в пределах 0-h м.

Имитатор цели представлял собой участок поверхности земли, имеющий вид прямоугольника шириной 20h, ориентированного большей стороной в направлении полета ракеты. Угол наклона траектории ракеты к поверхности имитатора цели составлял примерно 5 градусов, т.е. максимум диаграммы чувствительности был ориентирован практически по нормали к земной поверхности. Вне указанного участка на расстоянии 16.7h от большей стороны прямоугольника, параллельно большей стороне располагался стальной лист-свидетель, толщина которого обеспечивала его сквозное пробитие осколками корпуса. Выбор расстояния от края имитатора цели до листа-свидетеля определялся условиями сохранности последнего при взрыве БЧ. Между листом-свидетелем и краем имитатора цели на расстоянии 4.16h размещалась непробиваемая преграда высотой h. Расстояние размещения непробиваемой преграды от края имитатора цели выбиралось из условия попадания осколков корпуса в лист-свидетель при любых условиях подхода ракеты к имитатору цели. Для повышения точности измерения дальности срабатывания желательно, чтобы расстояние между непробиваемой преградой и листом-свидетелем превышало расстояние от противоположного края имитатора цели до непробиваемой преграды, однако в реализованных условиях местности такая возможность отсутствовала. Лист-свидетель устанавливался, так чтобы его верхняя грань имела высоту над поверхностью земли более 4.1h м. Выбор высоты листа-свидетеля обеспечил условие попадания в него осколков корпуса разрывного заряда при всех условиях подхода ракеты к имитатору цели, как по высоте над поверхностью земли, так и по величине промаха в горизонтальной плоскости.

После проведения пуска ракеты на поверхности имитатора цели фиксировалось положение воронки разрушения, и из ее центра по направлению максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя, практически совпадавшего в рассматриваемом случае с нормалью к поверхности цели, устанавливалась мерная рейка. На листе-свидетеле отмечалась граница затенения, построенная в предположении о реализации максимальной дальности срабатывания взрывателя, и отыскивалось самое ближнее к этой границе отверстие, пробитое в листе-свидетеле осколком корпуса БЧ. Через это отверстие и границу прочной преграды визуально или при помощи лазерного целеуказателя строилась прямая, проходящая через мерную рейку.

Положение точки пересечения указанной прямой с мерной рейкой считалось положением центра разрывного заряда в момент подрыва. Дальность срабатывания взрывателя рассчитывалась по расстоянию от центра воронки разрушения до определенного таким образом положения центра разрывного заряда в момент подрыва с учетом известного расстояния от центра РЗ до приемного датчика неконтактного взрывателя.

При апробации предлагаемого способа для проведения испытаний ракеты со штатной осколочно-фугасной БЧ и неконтактным взрывателем в стационарных условиях была проведена оценка точности определения положения центра РЗ. Перед подрывом БЧ располагалась на поверхности земли, поэтому расстояние от центра разрывного заряда до поверхности земли было хорошо известно. Непробиваемая преграда размещалась на расстоянии 1.5 метра и имела высоту 0.15 м, что не соответствовало реальным условиям, но обеспечивало требуемую для апробации экранировку листа-свидетеля. Лист-свидетель размещался параллельно оси БЧ на расстоянии 5 метров от центра БЧ и имел высоту 1.2 м и длину 3 метра. Длина листа-свидетеля была выбрана из условий перехвата основного потока осколков корпуса. Высота – по размеру имеющихся в наличии листов металла. На листе-свидетеле была построена линия границы его затенения от осколков корпуса непробиваемой преградой.

Испытания показали, что самое ближайшее к границе затенения пробитое осколком корпуса отверстие в листе-свидетеле располагалось на расстоянии 0.13h выше проведенной границы затенения. С учетом расстояний от центра разрывного заряда БЧ до непробиваемой преграды и до листа-свидетеля высота центра разрывного заряда над поверхностью земли, определенная предлагаемым способом, отличалась от реализованной при апробации на 0.039 h. Т.е. методическая ошибка определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя предлагаемым способом составила 3.9%.

В дальнейшем предложенный способ был применен при определении дальности срабатывания неконтактного взрывателя в условиях летных испытаний ракеты, снабженной штатной осколочно-фугасной БЧ, и позволил одновременно с определением ее поражающего действия получить данные о режиме срабатывания взрывателя (контактный или неконтактный) и при работе в неконтактном режиме определить дальность срабатывания взрывателя.

Таким образом, предлагаемый способ реализуем, а также обеспечивает приемлемую точность получаемых результатов измерения дальности срабатывания неконтактного взрывателя при одновременном определении поражающего воздействия БЧ на цель с образованием на поверхности цели воронки разрушения.

Формула изобретения

1. Способ определения дальности срабатывания неконтактного взрывателя при проведении летных испытаний управляемого снаряда, включающий формирование мишенной обстановки с имитацией цели, пуск снаряда в заданную точку цели, регистрацию процесса полета снаряда и его поражающего воздействия на цель с образованием на поверхности цели воронки разрушения, отличающийся тем, что мишенную обстановку формируют путем установки параллельно направлению движения снаряда листа-свидетеля, а между листом-свидетелем и целью размещают непробиваемую преграду, причем размеры листа-свидетеля и непробиваемой преграды, а также расстояния между ними выбирают с учетом размеров цели и положения границы затенения листа-свидетеля непробиваемой преградой от потока осколков, образованных при подрыве боевой части снаряда, при этом дальность срабатывания определяют длиной отрезка прямой, проведенной по направлению максимума диаграммы чувствительности неконтактного взрывателя из центра воронки разрушения и ограниченного с одной стороны ее центром, а с другой – плоскостью, проходящей через верхнюю грань непробиваемой преграды и ближайшее к границе затенения отверстие, пробитое осколком в листе-свидетеле.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при размещении непробиваемой преграды ее верхнюю грань ориентируют под углом к направлению траектории полета снаряда.

РИСУНКИ