RU2619501C1

RU2619501C1 - Research launching facility

Info

Publication number: RU2619501C1
Application number: RU2016116979A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Владиленович Гелин; Николай Дмитриевич Гелин; Дмитрий Алексеевич Лысов; Владимир Александрович Марков; Иван Владимирович Марков; Виктор Валентинович Селиванов; Мария Михайловна Сотская; Михаил Юрьевич Сотский
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2017-05-16

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: research launching facility contains the barrel with the throwing object and the control cavity, formed by the closed elastic shell. The control cavity is placed in the launching zone of the barrel and filled with the working gas. The control cavity is connected through the header pipe and the shut-off regulating equipment with the working gas source, made in the form of electrolyser to produce the working gas in the mixture of oxygen and hydrogen. The shut-off regulating equipment contains the spark gap.

EFFECT: increase of the information value and safety during operation of the launcher station.

8 cl, 6 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области пневматической техники, а именно к пусковым установкам, средствам и технологиям для метания тел, запуска капсул, зондов, мячей. С применением этих средств придается требуемая скорость метаемым объектам.The invention relates to the field of pneumatic technology, namely to launchers, tools and technologies for throwing bodies, launching capsules, probes, balls. Using these tools, the required speed is attached to the missile objects.

Уровень техникиState of the art

Известны баллистические установки (метательные устройства для сообщения скорости метаемым элементам (телам)), выполняемые по традиционной схеме. В таких установках камера высокого давления представляет из себя сосуд высокого давления, преимущественно в форме цилиндра с торцевыми фланцами. Один из фланцев подсоединяется через диафрагму с уплотнением встык к разгонному элементу метательного устройства, например стволу баллистической установки. Второй, противоположный, фланец может быть либо заглушен, либо снабжен крышкой, закрепляемой через уплотнительные элементы на фланце. Известен, например, пневмопороховой копер для ударного нагружения материалов, в котором к стволу копра прикрепляются камера сжатого воздуха (камера высокого давления) с разрушаемой диафрагмой (Степанов Г.В. Поведение конструкционных материалов в упругопластических волнах нагрузки. Киев: - Изд-во «Наукова думка», 1978 г. Гл. III. «Методы экспериментального исследования поведения материалов в плоских волнах нагрузки», стр. 53-55, рис. 24). При работе копра воздух из баллона подается в камеру и поднимает в ней давление до величины, необходимой для разрушения диафрагмы. В результате разрушения диафрагмы метаемое тело (легкий боек в форме стакана) разгоняется по каналу ствола и при вылете из него ударяет по испытуемому образцу. Для сообщения метаемому бойку более высоких скоростей давление в камере повышается за счет сгорания пороха в пороховой камере, закрепленной на противоположном фланце камеры высокого давления.Ballistic installations (propelling devices for reporting speed to propelled elements (bodies)) are known, carried out according to a traditional pattern. In such installations, the high-pressure chamber is a high-pressure vessel, mainly in the form of a cylinder with end flanges. One of the flanges is connected through the diaphragm with a butt seal to the accelerating element of the propelling device, for example, the barrel of a ballistic installation. The second, opposite, flange can either be plugged or provided with a cover fixed through sealing elements to the flange. Known, for example, is a pneumatic gunner for shock loading of materials, in which a compressed air chamber (high-pressure chamber) with a destructible diaphragm is attached to the copra barrel (Stepanov G.V. Behavior of structural materials in elastoplastic load waves. Kiev: - Naukova Publishing House dumka ", 1978, Chapter III." Methods of experimental study of the behavior of materials in plane load waves ", pp. 53-55, Fig. 24). During the operation of the copra, air from the cylinder is supplied to the chamber and raises the pressure in it to the value necessary to destroy the diaphragm. As a result of the destruction of the diaphragm, the missile body (a light striker in the form of a glass) accelerates along the bore of the barrel and when it leaves it strikes the test sample. In order to communicate to the projectile striker of higher speeds the pressure in the chamber is increased due to the combustion of gunpowder in the powder chamber mounted on the opposite flange of the high-pressure chamber.

Недостатками таких установок является необходимость использования разрушаемых диафрагм, образующих при функционировании установки высокоскоростные фрагменты. Установки высокого давления требуют при эксплуатации соответствующих помещений аттестованный персонал для ответственной эксплуатации и контроля за эксплуатацией сосудов высокого давления.The disadvantages of such installations is the need to use destructible diaphragms, forming high-speed fragments during the operation of the installation. High-pressure installations require the use of certified personnel for the operation of appropriate premises for the responsible operation and monitoring of the operation of pressure vessels.

Традиционными являются и пусковые установки для метания объектов с применением пороховых снарядов (см., например, патент США №4799906, кл. B63C 9/26) или с применением устройств реактивной тяги (см., например, патенты Германии №3111044, кл. B63C 9/26 и Франции №2479128, кл. B63C 9/26).Launchers for throwing objects using powder shells (see, for example, US Pat. No. 4,799,906, CL B63C 9/26) or using jet propulsion devices (see, for example, German patents No. 3111044, CL B63C, are also traditional. 9/26 and France No. 2479128, CL B63C 9/26).

Недостатками этих устройств являются высокая стоимость опыта, пожаро- и взрывоопасность, ограниченный срок хранения зарядов. Установки требуют также наличия специальной инфраструктуры для хранения и доставки зарядов, а также соответствующего аттестованного персонала для эксплуатации установок.The disadvantages of these devices are the high cost of experience, fire and explosion hazard, limited shelf life of charges. Installations also require special infrastructure for storage and delivery of charges, as well as appropriate certified personnel for the operation of the installations.

В основу настоящего изобретения положена задача создать исследовательскую пусковую установку, которая повышает информативность единичного опыта. Установка также должна позволить обслуживающему персоналу оперативно, экономично и безопасно придавать требуемую скорость перемещения исследуемым метаемым объектам.The basis of the present invention is the task of creating a research launcher, which increases the information content of a single experience. The installation should also allow service personnel to promptly, economically, and safely give the required speed of movement to the investigated missile objects.

Аналогом предлагаемого устройства может служить пусковая установка по патенту RU 2066656, кл. B63C 9/26, A62 1/18, F42B 11/04. Пусковая установка содержит резервуар сжатого газа, выходную камеру, соединенную с резервуаром через основной клапан, содержащий седло, образующее проходной кольцевой канал между резервуаром и выходной камерой. В резервуаре размещено полое цилиндрическое тело, открытое со стороны проходного кольцевого канала и коаксиально с ним соединенное через запускающий клапан, снабженный устройством запуска с источником сжатого газа и атмосферой. Размещен также подвижный отсекатель, перекрывающий под действием давления сжатого газа в полом цилиндрическом теле проходной кольцевой канал.An analogue of the proposed device can serve as a launcher according to patent RU 2066656, class. B63C 9/26, A62 1/18, F42B 11/04. The launcher comprises a reservoir of compressed gas, an outlet chamber connected to the reservoir through a main valve comprising a seat that forms an annular passage channel between the reservoir and the outlet chamber. A hollow cylindrical body is placed in the tank, which is open on the side of the annular passage channel and is coaxially connected to it via a start valve equipped with a start device with a source of compressed gas and atmosphere. A movable cut-off is also placed, which shuts off an annular passage channel under the action of compressed gas pressure in a hollow cylindrical body.

В отмеченной установке отсутствует необходимость использования разрушаемых диафрагм, что повышает оперативность и безопасность при эксплуатации в сравнении с указанными выше. Однако установка содержит резервуар высокого давления и требует при эксплуатации соответствующих помещений, а также аттестованный персонал для ответственной эксплуатации и контроля за эксплуатацией сосудов высокого давления.In the noted installation, there is no need to use destructible diaphragms, which increases the efficiency and safety during operation in comparison with the above. However, the installation contains a pressure vessel and requires the operation of appropriate facilities, as well as certified personnel for the responsible operation and control of the operation of pressure vessels.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является устройство для выстреливания бросательных концов по патенту RU 2003367, кл. А62 1/18. Устройство для выстреливания бросательных концов имеет ствол с размещенным в нем метательным снарядом и пусковую камеру, соединенную со стволом посредством входного отверстия. В пусковой камере размещены отсекатель и направляющая, между которыми образована управляющая полость. Коническая поверхность отсекателя взаимодействует с кольцевыми выступами конической поверхности входного отверстия.The closest analogue of the proposed device is a device for firing throwing ends according to patent RU 2003367, class. A62 1/18. The device for firing throwing ends has a barrel with a projectile placed in it and a launch chamber connected to the barrel through an inlet. A cutter and a guide are placed in the launch chamber, between which a control cavity is formed. The conical surface of the cutter interacts with the annular protrusions of the conical surface of the inlet.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Цель изобретения - повышение информативности и безопасности при эксплуатации пусковой установки в лабораторных условиях. С использованием изобретения повышается также оперативность и экономичность при проведении серии опытов.The purpose of the invention is to increase the information content and safety during the operation of the launcher in laboratory conditions. Using the invention also increases the efficiency and efficiency when conducting a series of experiments.

Это достигается тем, что исследовательская пусковая установка содержит ствол 1, в котором размещены метаемый объект 2 и управляющая полость 3, образованная замкнутой эластичной оболочкой 4. Управляющая полость 3 размещена в пусковой зоне 6 ствола 1 и заполнена рабочим газом 5. Управляющая полость 3 также соединена через магистраль 7 и запорно-регулирующую аппаратуру 8 с источником рабочего газа 9, выполненным в виде электролизера для получения рабочего газа в виде смеси кислорода и водорода. Запорно-регулирующая аппаратура содержит искровой разрядник. Функционирование установки обеспечивается управляющей аппаратурой 10.This is achieved by the fact that the research launcher comprises a barrel 1 in which a missile object 2 is placed and a control cavity 3 formed by a closed elastic shell 4. The control cavity 3 is located in the launch zone 6 of the barrel 1 and is filled with working gas 5. The control cavity 3 is also connected through line 7 and shut-off and control equipment 8 with a source of working gas 9, made in the form of an electrolyzer to obtain a working gas in the form of a mixture of oxygen and hydrogen. Shut-off and control equipment contains a spark gap. The operation of the installation is provided by the control equipment 10.

С целью повышения информативности при проведении единичного опыта ствол 1 может быть выполнен из оптически прозрачного материала 11.In order to increase information content during a single experiment, the barrel 1 can be made of optically transparent material 11.

С целью повышения эффективности при заполнении замкнутой эластичной оболочки 4 рабочим газом 5 и удлинения пусковой зоны 6 внутренняя поверхность ствола 1 и внешняя поверхность эластичной оболочки 4 могут быть покрыты снижающим коэффициент трения материалом 12.In order to increase efficiency when filling a closed elastic shell 4 with working gas 5 and lengthening the launch zone 6, the inner surface of the barrel 1 and the outer surface of the elastic shell 4 can be coated with a friction-reducing material 12.

С целью повышения эффективности за счет увеличения энергоотдачи от рабочего газа 5 к метаемому объекту 2 торец ствола 1, примыкающий к пусковой зоне 6, может быть заглушен запорной крышкой 13. Запорная крышка 13 может быть скреплена со стволом 1.In order to increase efficiency by increasing the energy transfer from the working gas 5 to the projectile 2, the end of the barrel 1 adjacent to the launch zone 6 can be plugged with a locking cap 13. The locking cap 13 can be attached to the barrel 1.

С целью повышения безопасности за счет исключения рисков при необходимости удаления метаемого тела 2 из ствола 1 устройство может быть снабжено узлами подвески 14, опорой качения 15 и подвижной опорой 16.In order to increase safety by eliminating risks, if necessary, remove the missile body 2 from the barrel 1, the device can be equipped with suspension units 14, a rolling support 15 and a movable support 16.

С целью увеличения энергопередачи при метании удлиненных массивных ударников 17 за счет увеличения объема рабочего газа пусковая зона ствола 5 может быть выполнена увеличенной в размере 18 с диаметром, превышающим диаметр метаемого ударника 17.In order to increase energy transfer when throwing elongated massive impactors 17 by increasing the volume of the working gas, the launch zone of the barrel 5 can be increased in size 18 with a diameter exceeding the diameter of the projectile projectile 17.

С целью повышения оперативности при проведении серии опытов за счет уменьшения времени подготовки очередного опыта в сечении ствола, разделяющем пусковую зону 18 и ствол 1, может быть размещена сменная разовая кассета 19 с закрепленной в ней диафрагмой 20 из эластичного материала.In order to increase efficiency during a series of experiments by reducing the preparation time of the next experiment, a replaceable one-time cartridge 19 with a diaphragm 20 made of elastic material fixed in it can be placed in the barrel section dividing the launch zone 18 and the barrel 1.

Перечень фигурList of figures

Фиг. 1 - схематическое изображение исследовательской пусковой установки;FIG. 1 is a schematic illustration of a research launcher;

Фиг. 2 - пример исполнения устройства с оптически прозрачным стволом;FIG. 2 is an example of a device with an optically transparent barrel;

Фиг. 3 - пример исполнения устройства с запорной крышкой;FIG. 3 - an example of a device with a locking cap;

Фиг. 4 - пример исполнения устройства с дополнительными опорами;FIG. 4 - an example of a device with additional supports;

Фиг. 5 - пример исполнения устройства с пусковой зоной увеличенного объема;FIG. 5 - an example of a device with a launch zone of increased volume;

Фиг. 6 - пример исполнения устройства со сменным эластичным элементом.FIG. 6 is an example of a device with a removable elastic element.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В стволе 1 размещается метаемый объект 2 на расстоянии, превышающем длину пусковой зоны 6 (фиг. 1). В пусковой зоне 6 размещается пустая (не заполненная рабочим газом) замкнутая эластичная оболочка 4, скрепленная с магистралью 7. С пульта управляющей аппаратуры 10 подается команда на включение электролизера для получения рабочего газа 5 в виде смеси кислорода и водорода. Рабочий газ 5 подается через запорно-регулирующую аппаратуру 8 в магистраль 7 и постепенно заполняет замкнутую эластичную оболочку 4, растягивая ее и увеличивая ее объем до заданного условиями опыта объема рабочего газа 5. Заполненная рабочим газом 5 оболочка 4 заполняет пусковую зону 6 ствола 1 и представляет собой управляющую полость 3, объем и параметры оболочки 4 которой определяют требуемые параметры метательного импульса для придания метаемому объекту 2 необходимых в опыте параметров движения объекта 2. С пульта управляющей аппаратуры 10 подается команда на включение искрового разрядника, входящего в состав запорно-регулирующей аппаратуры 8. Рабочий газ 5 увеличивается в объеме, оболочка растягивается, разрушается, выполняя функции отсекателя, 4 и воздействует на метаемый объект 2, выталкивая его из ствола 1. После вылета из ствола 1 метаемый объект 2 движется с заданной условиями опыта скоростью.The proposed device operates as follows. In the barrel 1 is placed a missile object 2 at a distance exceeding the length of the launch zone 6 (Fig. 1). In the launch zone 6 is placed an empty (not filled with working gas) closed elastic shell 4, bonded to the line 7. From the control panel 10, a command is issued to turn on the electrolyzer to receive the working gas 5 in the form of a mixture of oxygen and hydrogen. The working gas 5 is fed through a shut-off-control apparatus 8 to the line 7 and gradually fills the closed elastic shell 4, stretching it and increasing its volume to the working gas volume 5. The shell 4 filled with working gas 5 fills the launch zone 6 of the barrel 1 and represents a control cavity 3, the volume and parameters of the shell 4 of which determine the required parameters of the propelling impulse to give the throwing object 2 the experimentally necessary parameters of the movement of the object 2. From the control panel 1 0 a command is issued to turn on the spark gap, which is part of the shut-off and control equipment 8. The working gas 5 increases in volume, the shell stretches, collapses, acting as a cutter, 4 and acts on the missile 2, pushing it out of barrel 1. After departure from barrel 1 missile object 2 moves with a given speed of experience.

Информативность единичного опыта и точность функционирования предлагаемой пусковой установки может быть повышена в случае выполнения ствола 1 из оптически прозрачного материала, например стекла (фиг. 2). Видеокамера в этом случае отобразит особенности функционирования исследовательской пусковой установки на этапе подготовки пуска, размещения метаемого объекта 2 в стволе 1, заполнения оболочки 4 рабочим газом 5, определения параметров управляющей полости 3 и размеров пусковой зоны. Высокоскоростная видеорегистрация отобразит функционирование исследовательской пусковой установки на этапе пуска при расширении оболочки 4 в процессе движения метаемого объекта 2 по стволу 1. Кроме того, видеорегистрация отобразит особенности внутрибаллистических процессов, воздействия рабочего газа 5 на объект 2 на этапе движения объекта 2 по каналу ствола 1. С применением ствола 1 из оптически прозрачного материала количество получаемых данных из единичного опыта увеличивается как количественно, так и качественно.The information content of a single experience and the accuracy of the functioning of the proposed launcher can be improved if the barrel 1 is made of optically transparent material, for example glass (Fig. 2). In this case, the video camera will display the operational features of the research launcher at the stage of launch preparation, placement of the missile 2 in the barrel 1, filling the shell 4 with working gas 5, determining the parameters of the control cavity 3 and the dimensions of the launch zone. High-speed video recording will display the functioning of the research launcher at the start-up stage when the shell 4 expands during the movement of the missile 2 on the barrel 1. In addition, video recording displays the features of the ballistic processes, the impact of the working gas 5 on the object 2 at the stage of the movement of the object 2 along the barrel 1. With the use of barrel 1 from an optically transparent material, the amount of data obtained from a single experiment increases both quantitatively and qualitatively.

С целью повышения эффективности за счет увеличения энергоотдачи от рабочего газа 5 к метаемому объекту 2 торец ствола 1 со стороны пусковой зоны 6 может быть заглушен запорной крышкой 13. Запорная крышка 13 может 3 быть скреплена со стволом 1.In order to increase efficiency by increasing the energy transfer from the working gas 5 to the projectile 2, the end of the barrel 1 from the side of the launch zone 6 can be drowned out by the locking cap 13. The locking cap 13 can 3 be fastened to the barrel 1.

С целью повышения возможностей управления начальными параметрами при метании удлиненных массивных ударников за счет более вариативного и оперативного подбора параметров пусковой зоны запорная крышка может быть выполнена с возможностью закрепления ее в различных точках по длине пусковой зоны.In order to increase the ability to control the initial parameters when throwing elongated massive impactors due to a more variable and quick selection of the launch zone parameters, the locking cap can be made with the possibility of fixing it at various points along the length of the launch zone.

Предлагаемое изобретение реализовано в опытах с регистрацией баллистических параметров метаемой модели при ее движении в стволе и на траектории. Масса метаемой модели составляла величину свыше 0,2 кг, а сообщаемая модели скорость в испытаниях регистрировалась в диапазоне 15…20 м/с. Видеосъемки функционирования различных исполнений устройства на этапах подготовки к пуску, движения модели по каналу ствола и на этапах внешней и конечной баллистики подтвердили существенность введенных в формулу изобретения признаков.The present invention is implemented in experiments with the registration of ballistic parameters of the missile model when it moves in the trunk and on the trajectory. The mass of the missile model was more than 0.2 kg, and the speed reported to the model in the tests was recorded in the range of 15 ... 20 m / s. Video recordings of the functioning of various versions of the device at the stages of preparation for launch, the movement of the model along the bore and at the stages of external and final ballistics confirmed the significance of the features introduced into the claims.

Результаты специальных испытаний и проведение серии опытов с достижением исследуемой моделью заданных скоростей перемещения на траектории подтверждают осуществимость предлагаемого устройства. Подтверждена возможность увеличения производительности отработки и проведения опытов в условиях проведения исследований с применением предлагаемой пусковой установки. Выявлено расширение функциональных возможностей предлагаемого устройства за счет увеличения получаемых из единичного опыта данных об исследуемом баллистическом процессе по сравнению с известными.The results of special tests and a series of experiments with the achievement by the model under study of the given speeds of movement along the trajectory confirm the feasibility of the proposed device. The possibility of increasing the productivity of testing and conducting experiments in the conditions of research using the proposed launcher was confirmed. The expansion of the functionality of the proposed device by increasing the data obtained from a single experience on the ballistic process under study compared with the known ones is revealed.

Claims

1. Исследовательская пусковая установка содержит ствол, в котором размещены метаемый объект, управляющая полость с отсекателем и пусковая камера, при этом полость размещена в пусковой камере ствола, заполнена рабочим газом и соединена через магистраль и запорно-регулирующую аппаратуру с источником рабочего газа и управляющей аппаратурой, отличающаяся тем, что отсекатель выполнен в виде замкнутой эластичной оболочки, при этом форма и объем управляющей полости определяются формой и размерами отсекателя, источник рабочего газа выполнен в виде электролизера для получения рабочего газа, а в состав запорно-регулирующей аппаратуры введен искровой разрядник.1. The research launcher comprises a barrel in which a projectile is placed, a control cavity with a shut-off device and a launch chamber, the cavity being located in the barrel launch chamber, filled with working gas and connected via a line and shut-off and control equipment to a working gas source and control equipment characterized in that the cutter is made in the form of a closed elastic shell, the shape and volume of the control cavity being determined by the shape and dimensions of the cutter, the working gas source is made in in the form of an electrolyzer for producing working gas, and a spark gap was introduced into the composition of the shut-off and control equipment.

2. Исследовательская пусковая установка по п. 1, отличающаяся тем, что ствол выполнен из оптически прозрачного материала.2. The research launcher according to claim 1, characterized in that the barrel is made of optically transparent material.

3. Исследовательская пусковая установка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность ствола и внешняя поверхность эластичной оболочки покрыты снижающим коэффициент трения материалом.3. The research launcher according to claim 1, characterized in that the inner surface of the barrel and the outer surface of the elastic shell are coated with a material that reduces the coefficient of friction.

4. Исследовательская пусковая установка по п. 1, отличающаяся тем, что торец ствола, примыкающий к пусковой зоне, заглушен запорной крышкой, при этом запорная крышка может быть скреплена со стволом.4. The research launcher according to claim 1, characterized in that the end of the barrel adjacent to the launch zone is plugged with a locking cap, while the locking cap can be attached to the barrel.

5. Исследовательская пусковая установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство снабжено узлами подвески, опорой качения и подвижной опорой.5. The research launcher according to claim 1, characterized in that the device is equipped with suspension units, a rolling support and a movable support.

6. Исследовательская пусковая установка по п. 1, отличающаяся тем, что пусковая зона ствола выполнена увеличенной в размере с диаметром, превышающим диаметр метаемого ударника.6. Research launcher under item 1, characterized in that the launch zone of the barrel is made larger in size with a diameter exceeding the diameter of the projectile projectile.

7. Исследовательская пусковая установка по п. 6, отличающаяся тем, что запорная крышка выполнена с возможностью закрепления ее в различных точках по длине пусковой зоны.7. The research launcher according to claim 6, characterized in that the closure cap is configured to be fixed at various points along the length of the launch zone.

8. Исследовательская пусковая установка по п. 6, отличающееся тем, что в сечении ствола, разделяющем пусковую зону и ствол, размещена сменная разовая кассета с закрепленным в ней отсекателем в виде диафрагмы из эластичного материала.8. The research launcher according to claim 6, characterized in that a replaceable one-time cartridge with a cut-off in the form of a diaphragm made of elastic material is mounted in the barrel section separating the launch zone and the barrel.