RU2794866C2

RU2794866C2 - Method for determining the magnitude of the peak pressure in the front of the underwater shock wave in the near zone of the explosion and a device for its implementation

Info

Publication number: RU2794866C2
Application number: RU2021124996A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Голенков; Роман Павлович Суровцев; Юрий Иванович Коломиец; Алексей Валентинович Карпенко; Артем Павлович Рожков; Сергей Иванович Косяков; Кирилл Анатольевич Коробейников; Алексей Васильевич Царев; Дмитрий Геннадьевич Рыжков; Сергей Олегович Самсонов
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2023-04-25

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: invention relates to measuring equipment and can be used in the course of testing payloads of marine underwater weapons. The essence of the claimed invention is as follows. At least three sensors are installed that record the time of arrival of the front of the underwater shock wave (USW) at the point of their installation, perpendicular to the front of propagation of the USW of the explosion of the test charge at the same depth as it, at distances that are multiples of the radius of the spherical charge, equal in mass to the test charge. Based on the difference in the time of arrival of the USW of neighboring sensors and the distance between them, the average velocity of the USW propagation in a given interval is calculated, according to which the value of the peak pressure of the USW is calculated. The sensors are conductometric type devices with a common dielectric base with two bare electrodes isolated from each other.

EFFECT: increase in the reliability of measurements in the framework of testing the combat parts of marine weapons.

2 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано в ходе исследовательских, предварительных испытаний, а также отработке боевых частей (БЧ) морского подводного оружия.The invention relates to measurement techniques and can be used in the course of research, preliminary tests, as well as the development of combat units (CU) of marine underwater weapons.

При отработке и испытаниях перспективных боевых частей морского подводного оружия с целью оценки его эффективности возникает необходимость в определении параметров давления подводной ударной волны (ПУВ) в ближней зоне взрыва, то есть у преграды, представляющей собой корпуса целей - кораблей, подводных лодок и т.д. Под ближней зоной обычно понимается область подводного взрыва в границах от 1-2 до 10 радиусов R₀ шарового заряда, равного по массе заряду испытуемой БЧ. Как показывает Озерецковский О.И. [1, стр. 44], поражение целей происходит, в основном, в диапазоне 1≤R/R₀≤10, где R - расстояние от центра шарового заряда до преграды. Для ближней зоны взрыва характерно наличие интенсивных полей давления с максимальной амплитудой ΔР во фронте ПУВ более 1000 кг/см² и высокоскоростного спутного потока от расширения газового пузыря. Измерение параметров давления необходимо для оценки поражающего действия боевых частей, сравнительной оценки эффективности рецептур взрывчатых веществ (ВВ), входящих в их состав, отработки конструктивного исполнения БЧ, поскольку энергетические характеристики взрывчатых составов не всегда дают верное представление об их тротиловом эквиваленте в ближней зоне взрыва.When working out and testing promising warheads of marine underwater weapons in order to evaluate their effectiveness, it becomes necessary to determine the pressure parameters of an underwater shock wave (SW) in the near zone of the explosion, that is, at the barrier, which is the hull of targets - ships, submarines, etc. . The near zone is usually understood as the area of an underwater explosion within the limits from 1-2 to 10 radii R ₀ of a spherical charge equal in mass to the charge of the tested warhead. As Ozeretskovsky O.I. [1, p. 44], targets are hit mainly in the range 1≤R/R ₀ ≤10, where R is the distance from the center of the ball charge to the barrier. The near zone of the explosion is characterized by the presence of intense pressure fields with a maximum amplitude ΔР in the PUW front of more than 1000 kg/cm ² and a high-speed co-flow from the expansion of the gas bubble. Measurement of pressure parameters is necessary to assess the damaging effect of warheads, comparative evaluation of the effectiveness of the formulations of explosives (HEs) included in their composition, development of the design of warheads, since the energy characteristics of explosive compositions do not always give a correct idea of their TNT equivalent in the near zone of the explosion.

Известно, что для измерения параметров ПУВ подводного взрыва широко используются пьезоэлектрические датчики давления. Однако в ближней зоне взрыва высокие давления практически исключают возможность их применения. Этой же точки зрения придерживается Озерецковский О.И., отмечая, что "пьезоэлектрические измерения параметров давления, импульса, характеристического времени в непосредственной близости от заряда ВВ на расстоянии R/R₀≤7 связаны со значительными трудностями или вообще невозможны" [1, стр. 41]. Одной из главных причин этого является относительно невысокая механическая прочность пьезоэлектрических датчиков из-за применения в их конструкциях различных по механической прочности материалов (эпоксидный компаунд, металл и т.д.). Как пример, можно привести использование мобильного автоматизированного комплекса полигонных испытаний МАКПИ [2] для измерения параметров подводного взрыва, который оснащен подводными датчиками избыточного давления производства РСВ Piezotronics, США серии 138А25, 138А10, 138А05. Однако применение их в ближней зоне взрыва нецелесообразно, так как при давлениях свыше 1500…2000 кг/см², и возникающем при этом высокоскоростном потоке, измерительный тракт и собственно сами датчики, как правило, выходят из строя. При этом вероятность регистрации измеряемых давлений невысока. Датчики выходят из строя, не успев выполнить свою функцию. Стоимость только одного датчика, в настоящее время, превышает 100 тыс. руб. В то же время для получения достоверных оценок эффективности БЧ требуется большое количество экспериментальных данных. В силу указанных причин для определения давления ПУВ в ближней зоне взрыва используются другие методы.It is known that piezoelectric pressure sensors are widely used to measure the parameters of an underwater explosion. However, in the near zone of the explosion, high pressures practically exclude the possibility of their use. Ozeretskovsky O.I. adheres to the same point of view, noting that "piezoelectric measurements of the parameters of pressure, momentum, characteristic time in the immediate vicinity of the explosive charge at a distance R / R ₀ ≤ 7 are associated with significant difficulties or are completely impossible" [1, p. 41]. One of the main reasons for this is the relatively low mechanical strength of piezoelectric sensors due to the use in their designs of materials of different mechanical strength (epoxy compound, metal, etc.). As an example, we can cite the use of the MAKPI mobile automated range testing complex [2] for measuring the parameters of an underwater explosion, which is equipped with underwater overpressure sensors manufactured by RSV Piezotronics, USA series 138A25, 138A10, 138A05. However, their use in the near zone of the explosion is impractical, since at pressures above 1500...2000 kg/cm ² and the resulting high-speed flow, the measuring path and the sensors themselves, as a rule, fail. In this case, the probability of registering measured pressures is low. Sensors fail before they can perform their function. The cost of only one sensor, currently, exceeds 100 thousand rubles. At the same time, to obtain reliable estimates of the effectiveness of warheads, a large amount of experimental data is required. For these reasons, other methods are used to determine the pressure of the PUW in the near zone of the explosion.

Известен прибор для качественных и массовых оценок интенсивности ударных волн, которым является мембранный крешер [3], состоящий из толстостенного металлического стакана, затянутого свинцовой (медной, стальной) мембраной. При действии давления ПУВ мембрана в большей или меньшей степени прогибается, и по величине прогиба составляется суждение о величине действующего давления. Вместе с тем, в качестве прибора для надежного измерения пикового давления ПУВ в ближней зоне взрыва этот способ непригоден. Однако он может обеспечить быстро и с минимальными затратами массовые сравнительные испытания различных ВВ или боеприпасов.A known device for qualitative and mass estimates of the intensity of shock waves, which is a membrane crusher [3], consisting of a thick-walled metal cup, tightened with a lead (copper, steel) membrane. Under the action of the pressure of the PUV, the membrane sags to a greater or lesser extent, and a judgment is made on the magnitude of the acting pressure by the magnitude of the deflection. At the same time, this method is unsuitable as a device for reliable measurement of the peak pressure of the PUW in the near zone of the explosion. However, it can provide rapid and cost-effective mass comparative testing of various explosives or munitions.

Известен способ определения энергетических характеристик боеприпасов и зарядов ВВ с визуализацией фронта ударной волны, описанный в патенте RU №2685588, МПК F42B 35/00, G01N 33/22, опубл. 22.04.2019 [4]. Способ включает размещение объекта испытаний на испытательной площадке, на заданном расстоянии от регистрирующего устройства, положение и размер которого определяют при осуществлении предварительного снимка. Устанавливают контрольный реперный знак в непосредственной близости с объектом испытаний. В качестве регистрирующего устройства используют скоростной видеорегистратор с устройством временной синхронизации с подрывом объекта испытаний. Осуществляют регистрацию фронта воздушной ударной волны в режиме щелевой линейной развертки и проводят последующую обработку полученных снимков по фронту воздушной ударной волны, затем составляют зависимости перемещения фронта ударной волны от времени и определяют параметры скорости, максимального избыточного давления воздушной ударной волны и тротилового эквивалента. В качестве регистрирующего устройства возможно использование цифровой электронно-оптической камеры или скоростного фоторегистратора. В качестве контрольного реперного знака используют эталонный масштабный объект. Однако указанный способ неприменим для использования под водой для регистрации параметров ПУВ в ближней зоне взрыва.A known method for determining the energy characteristics of ammunition and explosive charges with visualization of the front of the shock wave, described in patent RU No. 2685588, IPC F42B 35/00, G01N 33/22, publ. April 22, 2019 [4]. The method includes placing a test object on a test site at a predetermined distance from a recording device, the position and size of which is determined when a preliminary image is taken. A control fiducial mark is installed in close proximity to the test object. As a recording device, a high-speed video recorder with a time synchronization device with undermining the test object is used. The air shock wave front is registered in the slit linear sweep mode and the obtained images are subsequently processed along the air shock wave front, then the dependences of the shock wave front displacement on time are calculated and the speed parameters, the maximum overpressure of the air shock wave and the TNT equivalent are determined. As a recording device, it is possible to use a digital electro-optical camera or a high-speed photo recorder. A reference scale object is used as a control fiducial. However, this method is inapplicable for use under water to register the parameters of the PUW in the near zone of the explosion.

Известен способ определения характеристик фугасности боеприпаса, описанный в патенте RU №2595033, МПК F42B 35/00, G01N 33/22, опубл. 20.08.2016 [5], включающий генерацию воздушной ударной волны (ВУВ) посредством взрыва боеприпаса, фиксацию изменения геометрических характеристик объекта-свидетеля, подвергаемого воздействию ВУВ, и последующее определение по ним характеристик фугасности, в соответствии с изобретением в качестве объекта-свидетеля используют горизонтальную площадку, содержащую слой деформируемого материала с заданными механическими характеристиками, а результат воздействия ВУВ на нее, с последующим определением характеристик фугасности, фиксируют посредством видеорегистрации и/или по изменению пенетрационных характеристик материала-свидетеля. Для покрытия площадки-свидетеля могут использоваться как обратимо деформируемые (упругие или высоковязкие текучие) материалы, например мягкая резина, пенополиуретан, битум, так и необратимо деформируемые, например, типа влажного песка. После взрыва испытуемого боеприпаса на заданной высоте, ВУВ, формирующаяся над землей, достигая поверхности площадки-свидетеля, оказывает на нее ударно-силовое воздействие, результатом которого будет изменение исходных геометрических характеристик. Деформация поверхности площадки-свидетеля в области эпицентра будет проявляться в виде впадины, максимальная глубина и диаметр которой будет определяться как материалом площадки, так и непосредственно давлением на фронте ВУВ. Видеорегистрация процесса деформации площадки-свидетеля позволит по фиксированным за определенный временной промежуток изменениям глубины и диаметра впадины определить скорость перемещения фронта ВУВ, а их зафиксированные максимальные значения - давление на фронте ВУВ. Указанный способ трудно реализуем для измерения параметров ПУВ под водой, особенно при видеорегистрации процесса взрыва в ближней зоне.A known method for determining the characteristics of explosive ammunition, described in the patent RU No. 2595033, IPC F42B 35/00, G01N 33/22, publ. 08/20/2016 [5], which includes the generation of an air shock wave (ASW) by means of an explosion of ammunition, fixing the change in the geometric characteristics of the witness object exposed to the effects of the ASW, and the subsequent determination of the explosive characteristics from them, in accordance with the invention, a horizontal a platform containing a layer of a deformable material with specified mechanical characteristics, and the result of the impact of an ASW on it, with subsequent determination of the explosiveness characteristics, is recorded by video recording and/or by changing the penetration characteristics of the witness material. To cover the witness area, both reversibly deformable (elastic or highly viscous fluid) materials, such as soft rubber, polyurethane foam, bitumen, and irreversibly deformable materials, such as wet sand, can be used. After the explosion of the test munition at a given height, the ASW, which is formed above the ground, reaches the surface of the witness site, exerts a shock-force effect on it, the result of which will be a change in the initial geometric characteristics. Deformation of the witness site surface in the epicenter region will manifest itself in the form of a depression, the maximum depth and diameter of which will be determined both by the site material and directly by the pressure at the ASW front. Video recording of the process of deformation of the witness site will make it possible to determine the speed of movement of the ASW front from fixed changes in the depth and diameter of the depression over a certain time period, and their recorded maximum values - the pressure at the ASW front. This method is difficult to implement for measuring the parameters of PUW under water, especially when video recording the explosion process in the near zone.

Известен способ и устройство исследования действия подводного взрыва в ближней зоне, при котором испытуемый заряд крепится на определенном расстоянии от мишени, которая представляет собой стальную плиту, плоскость которой совпадает с направлением силы тяжести, и которая в свою очередь приваривается или привинчивается к матрице, представляющей собой жесткую массивную металлическую конструкцию [1, стр. 202, 203]. Заряд вместе с матрицей опускают в воду на определенную глубину и производят его подрыв. После взрыва конструкцию извлекают из воды и по величине прогиба стальной плиты (мишени) определяют действие взрыва. Заменяют стальную плиту новой и меняют условия проведения опыта или характеристики заряда. В зависимости от масштаба моделирования вес указанной конструкции составляет от нескольких десятков, до нескольких тысяч килограмм [1, стр. 202, 203]. Данный способ характеризуется высокой сложностью и трудоемкостью, что не допускает проведения массовых экспериментов. Его использование целесообразно на заключительном этапе испытаний, когда известны предварительные характеристики испытуемых зарядов (например, величина давления во фронте ПУВ в ближней зоне), которые получены в экспериментах с меньшими материальными и временными затратами.A known method and device for studying the action of an underwater explosion in the near zone, in which the test charge is attached at a certain distance from the target, which is a steel plate, the plane of which coincides with the direction of gravity, and which, in turn, is welded or screwed to a matrix, which is rigid massive metal structure [1, pp. 202, 203]. The charge, together with the matrix, is lowered into the water to a certain depth and it is detonated. After the explosion, the structure is removed from the water and the effect of the explosion is determined by the magnitude of the deflection of the steel plate (target). Replace the steel plate with a new one and change the experimental conditions or charge characteristics. Depending on the scale of modeling, the weight of this structure ranges from several tens to several thousand kilograms [1, pp. 202, 203]. This method is characterized by high complexity and labor intensity, which does not allow for mass experiments. Its use is advisable at the final stage of testing, when the preliminary characteristics of the tested charges are known (for example, the pressure value in the front of the PUW in the near zone), which were obtained in experiments with less material and time costs.

Известен способ определения скорости ударной волны, патент на изобретение SU №1598665, МПК G01P 3/36, опубл. 10.05.2000 [6], заключающийся в формировании вдоль направления распространения ударной волны границ базы измерения и определении времени прохождения фронтом ударной волны границ этой базы, по которому определяют скорость ударной волны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения скорости ударной волны в конденсированных средах, базу измерения формируют с помощью световода, расположенного перпендикулярно фронту ударной волны, а время прохождения фронтом ударной волны границ базы измерения определяют по изменениям интенсивности свечения на выходе световода. Однако и этот способ неприменим при взрывах под водой.A known method for determining the speed of the shock wave, patent SU No. 1598665, IPC G01P 3/36, publ. 05/10/2000 [6], which consists in forming the boundaries of the measurement base along the direction of propagation of the shock wave and determining the time it takes the shock wave front to pass the boundaries of this base, which determines the speed of the shock wave, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the speed of the shock wave in condensed media, the measurement base is formed using a light guide located perpendicular to the front of the shock wave, and the time it takes for the shock wave front to pass the boundaries of the measurement base is determined by changes in the intensity of the glow at the output of the light guide. However, this method is also inapplicable in underwater explosions.

Известен регистратор давления и скорости ударной волны, описанный в патенте на изобретение RU 2645904, МПК G01L 23/26, опубл. 10.05.2018 [7], в котором скорость ударной волны измеряется с помощью n пьезоэлектрических датчиков давления (n≥4), размещенных перпендикулярно направлению движения фронта ударной волны на равных расстояниях R друг от друга. Персональная ЭВМ, входящая в состав регистратора, по времени прохождения фронта ударной волны расстояния R между соседними датчиками рассчитывает скорость прохождения фронта на участке от R₁ до R₂, от R₂ до R₃, от R₃ до R₄ и т.д. Так как датчиков давления должно быть n≥4, то в результате расчетов получается набор скоростей V₁, V₂, V₃, …V_n-1, из анализа которого определяется зависимость изменения скорости движения фронта ударной волны от расстояния до источника ударной волны. Недостатком данного устройства является его малая пригодность для измерения параметров ПУВ в ближней зоне подводного взрыва. Испытания по отработке БЧ морского оружия, сравнительные испытания различных рецептур ВВ предполагают высокую массовость. При использовании для этих целей данного регистратора, после каждого взрыва пьезоэлектрические датчики давления и находящаяся рядом с ними (согласно описанию на патент) сложная аппаратура (усилители заряда, блок измерений, состоящий из нескольких функциональных узлов) с высокой степенью вероятности будут выходить из строя. Временные и материальные затраты на их ремонт и замену будут препятствовать проведению испытаний и экспериментов. Кроме того, при использовании регистратора для проведения подводных измерений остается открытым вопрос герметизации его аппаратуры. Вместе с тем данный источник является близким к предлагаемому авторами техническому решению по базовому принципу измерения скорости прохождения ударной волны. Этот принцип предполагает измерение времени прохождения ударной волной фиксированного расстояния (базы) между двумя соседними датчиками давления, установленными перпендикулярно фронту ее распространения, с последующим вычислением средней скорости прохождения этой базы.Known registrar of the pressure and velocity of the shock wave described in the patent for the invention RU 2645904, IPC G01L 23/26, publ. 05/10/2018 [7], in which the shock wave velocity is measured using n piezoelectric pressure sensors (n≥4) placed perpendicular to the direction of the shock wave front at equal distances R from each other. The personal computer included in the registrar, by the time of passage of the front of the shock wave of the distance R between adjacent sensors, calculates the speed of the passage of the front in the area from R ₁ to R ₂ , from R ₂ to R ₃ , from R ₃ to R ₄ , etc. Since there should be n≥4 pressure sensors, as a result of calculations, a set of velocities V ₁ , V ₂ , V ₃ , …V _n-1 is obtained, from the analysis of which the dependence of the change in the speed of the shock wave front on the distance to the source of the shock wave is determined. The disadvantage of this device is its low suitability for measuring PWV parameters in the near zone of an underwater explosion. Tests for the development of warheads for naval weapons, comparative tests of various explosive formulations suggest a high mass character. When this recorder is used for these purposes, after each explosion, the piezoelectric pressure sensors and the complex equipment located next to them (according to the patent description) (charge amplifiers, a measurement unit consisting of several functional units) will most likely fail. Time and material costs for their repair and replacement will hinder testing and experimentation. In addition, when the recorder is used for underwater measurements, the issue of sealing its equipment remains open. At the same time, this source is close to the technical solution proposed by the authors in terms of the basic principle of measuring the speed of passage of a shock wave. This principle involves measuring the time it takes a shock wave to travel a fixed distance (base) between two adjacent pressure sensors installed perpendicular to its propagation front, followed by the calculation of the average velocity of passage through this base.

Наиболее близким к предлагаемому авторами изобретению (прототипом) является способ и устройство определения давления воздушной ударной волны путем измерения скорости ее фронта, описанный в [3, стр. 18]. Способ, разработанный и проверенный Шнайдером в Германии, включал схему с разрывом электрических цепей под действием воздушной ударной волны взрыва. В качестве элементов цепи, разрушающихся при ударе волны, Шнайдер использовал тонкие угольные пластины. Регистрация моментов разрыва цепей велась на шлейфном осциллографе. Аналогичные измерения скорости ВУВ проводили Стонер и Беклей в США, используя в качестве датчиков пьезоэлектрические динамометры, показания которых регистрировались на катодном осциллографе. При этом одновременно использовалось до 18 датчиков. Однако указанные способы пригодны для измерения скорости ВУВ при относительно небольших давлениях и непригодны для измерения под водой в ближней зоне взрыва, где пиковые давления ПУВ ΔР достигают значений сотен и тысяч кг/см².Closest to the invention proposed by the authors (prototype) is a method and device for determining the pressure of an air shock wave by measuring the speed of its front, described in [3, p. 18]. The method, developed and tested by Schneider in Germany, included a circuit with breaking electrical circuits under the action of an air shock wave of an explosion. Schneider used thin carbon plates as elements of the chain that collapsed when the wave hit. The moments of circuit breaking were recorded on a loop oscilloscope. Similar measurements of the ASW velocity were carried out by Stoner and Beckley in the USA, using piezoelectric dynamometers as sensors, the readings of which were recorded on a cathode oscilloscope. At the same time, up to 18 sensors were used simultaneously. However, these methods are suitable for measuring ASW velocity at relatively low pressures and unsuitable for measuring under water in the near zone of the explosion, where the peak pressures of PSW ΔР reach values of hundreds and thousands of kg/cm ² .

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение арсенала технических средств для измерения пикового давления ПУВ в ближней зоне взрыва при оценке фугасного действия БЧ морского оружия и сравнительных испытаний рецептур ВВ для них.The technical problem to be solved by the present invention is the expansion of the arsenal of technical means for measuring the peak pressure of the PUV in the near zone of the explosion when assessing the high-explosive action of warheads of naval weapons and comparative tests of explosive formulations for them.

Авторы поставили своей целью найти более экономичный и надежный способ экспериментальной оценки параметров ПУВ в ближней зоне взрыва, используя косвенные методы измерений.The authors set themselves the goal of finding a more economical and reliable method for experimentally estimating the PWV parameters in the near zone of an explosion using indirect measurement methods.

1. Известно [8], что ближняя зона взрыва характеризуется не только быстро падающим высоким давлением, но и быстро падающей скоростью ударной волны (от скорости детонации - до скорости близкой к акустической в воде). В сборнике трудов Яковлева Ю.С. [8, стр. 84] установлена зависимость изменения максимального давления во фронте ПУВ - ΔР, кг/см² от скорости перемещения ПУВ - V, м/с, которая представлена в виде табличных данных. То есть, по измеренной скорости ПУВ в ближней зоне взрыва можно рассчитать пиковое давление ПУВ.1. It is known [8] that the near zone of an explosion is characterized not only by a rapidly falling high pressure, but also by a rapidly falling shock wave velocity (from the detonation velocity to a velocity close to acoustic in water). In the collection of works of Yakovlev Yu.S. [8, p. 84] established the dependence of the change in the maximum pressure in the PUW front - ΔР, kg/cm ² on the speed of the PUW - V, m/s, which is presented in the form of tabular data. That is, according to the measured speed of the PUW in the near zone of the explosion, it is possible to calculate the peak pressure of the PUW.

2. Общеизвестно, что для измерения скорости быстропротекающих процессов широко используется базовый метод ее измерения. Его основой является измерение времени прохождения объектом фиксированного расстояния (базы). Для этого на границе базы (рубежах) устанавливаются датчики, фиксирующие время прохождения объектом каждого рубежа. По разности времен прохождения рубежей вычисляется средняя скорость прохождения объектом установленной базы, которая соответствует ее середине, по формуле:2. It is well known that the basic method of its measurement is widely used to measure the speed of fast processes. Its basis is the measurement of the time it takes an object to pass a fixed distance (base). To do this, sensors are installed on the border of the base (lines), fixing the time the object passes each line. According to the difference in the times of passing the boundaries, the average speed of passing the established base by the object, which corresponds to its middle, is calculated according to the formula:

- где: - L - длина базы, м;- where: - L - base length, m;

- t₂ - время прихода фронта ПУВ ко 2-му (дальнему) датчику, с;- t ₂ - time of arrival of the PUW front to the 2nd (far) sensor, s;

- t₁ - время прихода фронта ПУВ к 1-му (ближнему) датчику, с.- t ₁ - time of arrival of the PUW front to the 1st (nearest) sensor, s.

Для оценки динамики изменения скорости объекта с расстоянием, по направлению движения объекта по прямой, последовательно устанавливается n датчиков, удаленных друг от друга на длину базы L. Вычисленная на каждом участке средняя скорость движения объекта позволяет отследить динамику ее изменения с расстоянием.To assess the dynamics of the change in the speed of an object with distance, in the direction of the movement of the object in a straight line, n sensors are installed in series, spaced from each other by the length of the base L. The average speed of the object calculated for each section allows you to track the dynamics of its change with distance.

Используя эти два вышеописанных принципа, авторы предлагают техническое решение для определения величины пикового давления ПУВ в ближней зоне взрыва.Using these two principles described above, the authors propose a technical solution for determining the magnitude of the peak pressure of the PUW in the near zone of the explosion.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности выполнения измерений, сокращение временных и материальных затрат по подготовке и проведению экспериментов, что позволяет обеспечить массовые сравнительные испытания БЧ морского оружия.The technical result of the invention is to increase the reliability of measurements, reduce time and material costs for the preparation and conduct of experiments, which allows for mass comparative testing of warheads of naval weapons.

Технический результат достигается тем, что в способе определения величины пикового давления во фронте подводной ударной волны (ПУВ) в ближней зоне взрыва характеризующийся тем, что испытуемый заряд устанавливают в воду, на этой же глубине по прямой перпендикулярно к направлению распространения ПУВ на заданных рубежах от центра заряда с требуемым интервалом размещают и датчиков, подключают их к регистратору, производят подрыв заряда, регистрируют время от момента подрыва до прихода фронта ПУВ до каждого рубежа, затем по разности времени прихода фронта ПУВ между соседними датчиками вычисляют среднюю скорость прохождения фронтом ПУВ расстояния между ними и по измеренной на каждом интервале скорости, используя математические зависимости, вычисляют пиковое значение давления во фронте ПУВ, соответствующее середине этого интервала при этом, для регистрации времени прихода фронта ПУВ применяют миниатюрные датчики кондуктометрического типа в количестве n≥3, которые изготавливают в виде общего диэлектрического основания с размещенными на нем двумя изолированными друг от друга оголенными проводящими электродами, которые подключают к источнику тока. Датчики устанавливают на рубежах, кратных радиусу шарового заряда R₀, равного по массе испытуемому, при этом первый датчик устанавливают на расстоянии 2R₀ от центра заряда, а следующие с интервалом R₀. Новым отличительным признаком предлагаемого технического решения является использование для регистрации времени прихода фронта ПУВ на заданный рубеж миниатюрных датчиков кондуметрического типа. Они имеют простейшую конструкцию, состоящую из диэлектрического основания с размещенными на нем изолированными друг от друга оголенными электродами. Принцип работы датчиков, помещенных в воду, основан на том, что при прохождении через них фронта ПУВ, характеризующегося скачком давления до десятков и сотен паскалей, скачком возрастает удельная проводимость воды [9, стр. 369], электрическое сопротивление воды в промежутке между электродами датчика также скачком падает, вызывая скачек тока между ними, который фиксируется регистратором и соответствует моменту прохождения фронта ПУВ. Простота конструкции датчиков, с одной стороны, повышает надежность измерений, а с другой стороны - позволяет производить датчики в любом количестве, не опасаясь их утраты в ходе испытаний. При этом сокращается время на подготовку к следующему эксперименту и многократно снижаются материальные затраты, которые неизбежно возникают при необходимости замены утраченных при взрывах, например, пьезоэлектрических датчиках, о чем сказано выше. Вариант конструкции кондуктометрического датчика представлен на фиг. 1. Датчик представляет собой отрезок коаксиального кабеля 1 типа АВК-1, на конце которого, предварительно освобожденном от медного экрана 2, с зазором 7 на непроводящем основании (изоляция между экраном и центральной жилой) закреплены два медных электрода 4 и 5. Величина зазора составляет 1-1,5 мм. Электрод 4 с помощью проводника 3 соединен с медным экраном 2. Электрод 5 с помощью проводника 6 соединен с центральной жилой кабеля 1 (не показана на рисунке). Выводящие изолированные проводники датчика (не указаны на рисунке) припаиваются к центральной жиле и экрану кабеля с противоположной стороны.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the magnitude of the peak pressure in the front of an underwater shock wave (SW) in the near zone of the explosion, characterized in that the test charge is installed in water at the same depth in a straight line perpendicular to the direction of SW propagation at specified boundaries from the center sensors are placed with the required interval, they are connected to the recorder, the charge is detonated, the time from the moment of detonation to the arrival of the PUW front to each boundary is recorded, then, from the difference in the arrival time of the PUW front between adjacent sensors, the average velocity of the PUW front passing the distance between them is calculated and according to the speed measured at each interval, using mathematical dependencies, calculate the peak value of the pressure in the PUW front corresponding to the middle of this interval, while recording the arrival time of the PUW front, miniature sensors of the conductometric type in the amount of n≥3 are used, which are made in the form of a common dielectric base with two bare conductive electrodes isolated from each other, which are connected to a current source. The sensors are installed at boundaries that are multiples of the radius of the spherical charge R ₀ , equal in mass to the test one, while the first sensor is installed at a distance of 2R ₀ from the center of the charge, and the next at intervals R ₀ . A new distinguishing feature of the proposed technical solution is the use of miniature sensors of the condumetric type to register the time of arrival of the PUW front at a given boundary. They have the simplest design, consisting of a dielectric base with bare electrodes isolated from each other placed on it. The principle of operation of sensors placed in water is based on the fact that when the PUW front passes through them, characterized by a pressure jump of up to tens and hundreds of pascals, the specific conductivity of water increases abruptly [9, p. 369], the electrical resistance of water in the gap between the sensor electrodes also drops abruptly, causing a current surge between them, which is fixed by the recorder and corresponds to the moment when the front of the PUW passes. The simplicity of the design of sensors, on the one hand, increases the reliability of measurements, and on the other hand, allows you to produce sensors in any quantity without fear of losing them during testing. This reduces the time to prepare for the next experiment and greatly reduces the material costs that inevitably arise when it is necessary to replace those lost during explosions, for example, piezoelectric sensors, as mentioned above. A design variant of the conductometric sensor is shown in Fig. 1. The sensor is a piece of coaxial cable 1 of the AVK-1 type, at the end of which, previously freed from the copper screen 2, with a gap 7 on a non-conductive base (insulation between the screen and the central core), two copper electrodes 4 and 5 are fixed. The gap is 1-1.5 mm. Electrode 4 is connected to copper shield 2 by means of conductor 3. Electrode 5 is connected to central core cable 1 by means of conductor 6 (not shown in the figure). The outgoing insulated conductors of the sensor (not shown in the figure) are soldered to the central core and the cable shield from the opposite side.

Новым существенным признаком изобретения является предложение использовать в качестве базы для установки датчиков при измерении скорости движения фронта ПУВ интервала R₀, который является радиусом шарового заряда, равного по массе испытуемому. Это придает предлагаемому способу измерений универсальность и позволяет сократить время расчетов.A new essential feature of the invention is the proposal to use as a base for installing sensors when measuring the speed of the PUW front of the interval R ₀ , which is the radius of a spherical charge equal in mass to the test. This makes the proposed measurement method universal and reduces the calculation time.

Способ осуществляется следующим образом. При проведении испытаний перспективных БЧ и отработке новых типов зарядов по прямой от центра заряда, перпендикулярно направлению распространения ПУВ, на рубежах, кратных радиусу испытуемого заряда R₀, начиная с дистанции 2R₀ от центра заряда, последовательно устанавливают n миниатюрных кондуктометрических датчиков, с помощью которых регистрируется время от момента подрыва заряда до момента прихода фронта ПУВ в точку их установки. Количество интервалов измерения скорости ПУВ j составляет n-1. По этим данным вычисляют среднюю скорость прохождения фронта ПУВ V_{cp j} между соседними датчиками i и i+1 на j-м интервале по формуле:The method is carried out as follows. When testing promising warheads and developing new types of charges in a straight line from the center of the charge, perpendicular to the direction of propagation of the PUW, at boundaries that are multiples of the radius of the test charge R ₀ , starting from a distance of 2R ₀ from the center of the charge, n miniature conductometric sensors are sequentially installed, with the help of which the time from the moment the charge is detonated to the moment the front of the PUW arrives at the point of their installation is recorded. The number of intervals for measuring the speed of PUV j is n-1. Based on these data, the average speed of the PUW front passage V _{cp j} between adjacent sensors i and i+1 in the j-th interval is calculated using the formula:

- где: - R₀ - радиус шарового заряда (база), эквивалентный по массе испытуемому, м;- where: - R ₀ - radius of the spherical charge (base), equivalent in mass to the test subject, m;

- t_i - время прихода фронта ПУВ к i-му датчику, с;- t _i - time of arrival of the front of the PUW to the i-th sensor, s;

- t_i+1 - время прихода фронта ПУВ к i+1-му датчику, с;- t _i+1 - time of arrival of the front of the PUW to the i+1-th sensor, s;

- j - номер интервала (базы).- j - interval (base) number.

Оценка максимального давления ПУВ в ближней зоне взрыва производится с использованием зависимости, представленной на фиг. 2. Зависимость является графическим представлением табличных данных источника [8, стр. 4].The assessment of the maximum pressure of the PUW in the near zone of the explosion is made using the dependence shown in Fig. 2. Dependency is a graphical representation of source tabular data [8, p. 4].

Путем аппроксимации графика фиг. 2 с использованием программного математического комплекса OriginPro 8.5 получено аналитическое выражение, являющееся эмпирической формулой для вычисления максимального давления во фронте ПУВ по скорости ее прохождения j-го интервала:By approximating the graph of Fig. 2, using the OriginPro 8.5 mathematical software package, an analytical expression is obtained, which is an empirical formula for calculating the maximum pressure in the SWW front from the speed of its passage through the j-th interval:

По этой формуле вычисляют величину максимального давления во фронте ПУВ ΔP_j на j-м интервале.This formula calculates the value of the maximum pressure in the PUW front ΔP _j in the j-th interval.

Блок-схема устройства для определения пикового давления ПУВ в ближней зоне взрыва, реализующего способ, представлена на рисунке фиг. 3. Устройство содержит блок подрыва 8, источник тока 9, регистратор времени прихода фронта ПУВ 10 в точки установки датчиков 12, нагрузочные сопротивления 11. Блок подрыва 8 соединяется взрывной линией с детонатором 13, который установлен в заряд ВВ 14. Второй выход блока подрыва 8 соединен с входом запуска регистратора 10. Источник тока 9 через нагрузочные сопротивления 11 подключен к датчикам 12. Входы регистратора 10 подключены к выходам датчиков 12. Устройство отличается от прототипа тем, что в качестве датчиков используют миниатюрные датчики кондуктометрического типа, которые представляют собой общее диэлектрическое основание с размещенными на нем двумя изолированными друг от друга оголенными проводящими электродами, а сами датчики в количестве n≥3 закреплены с помощью конструкции, обеспечивающей их размещение на расстояниях кратных радиусу шарового заряда R₀, равного по массе испытуемому, начиная с дистанции 2R₀ от центра заряда с интервалом R₀.A block diagram of the device for determining the peak pressure of the PUW in the near zone of the explosion, which implements the method, is shown in the figure of Fig. 3. The device contains a detonation unit 8, a current source 9, a recorder of the time of arrival of the front of the PUV 10 at the installation points of the sensors 12, load resistances 11. The detonation unit 8 is connected by an explosive line to the detonator 13, which is installed in the explosive charge 14. The second output of the detonation unit 8 connected to the trigger input of the recorder 10. The current source 9 is connected to the sensors 12 through the load resistances 11. The inputs of the recorder 10 are connected to the outputs of the sensors 12. The device differs from the prototype in that miniature conductometric sensors are used as sensors, which represent a common dielectric base with two bare conductive electrodes isolated from each other, and the sensors themselves in the amount of n≥3 are fixed using a structure that ensures their placement at distances multiple of the radius of the spherical charge R ₀ , equal in mass to the test subject, starting from a distance of 2R ₀ from the center charge with an interval R ₀ .

Устройство функционирует следующим образом. На глубине установки исследуемого заряда, по прямой, перпендикулярно к направлению распространения ПУВ, на заданных рубежах от центра заряда с заданным интервалом устанавливают n датчиков. Блок подрыва 8 одновременно выдает импульс подрыва на детонатор 13 заряда ВВ 14 и импульс запуска регистратора 10. При прохождении фронта ПУВ давление среды в месте установки датчика скачком возрастает в тысячу и более раз. Соответственно скачком возрастают проводимость воды между электродами датчика и ток, проходящий по электрической цепи через датчик и сопротивление нагрузки r_i. Регистратор 10 фиксирует интервал времени между импульсом запуска и временем скачка напряжения на сопротивлении r_i. Дальнейшие операции по определению величины пикового давления во фронте ПУВ на разных расстояниях от заряда ВВ регламентируются действиями, которые необходимо выполнить в соответствии с предлагаемым способом.The device functions as follows. At the installation depth of the test charge, in a straight line, perpendicular to the direction of propagation of the PUW, at given boundaries from the center of the charge, n sensors are installed with a given interval. The detonation unit 8 simultaneously outputs a detonation pulse to the detonator 13 of the explosive charge 14 and a start pulse of the registrar 10. When the front of the PUV passes, the pressure of the medium at the location of the sensor increases abruptly by a thousand or more times. Accordingly, the conductivity of water between the electrodes of the sensor and the current passing through the electrical circuit through the sensor and the load resistance r _i increase abruptly. The registrar 10 fixes the time interval between the start pulse and the time of the voltage jump across the resistance r _i . Further operations to determine the magnitude of the peak pressure in the PUW front at different distances from the explosive charge are regulated by the actions that must be performed in accordance with the proposed method.

Возможность осуществления предлагаемого способа и устройства для его реализации подтверждена практически.The possibility of implementing the proposed method and device for its implementation has been practically confirmed.

На открытой акватории Ладожского озера были проведены экспериментальные работы по практической отработке и верификации предлагаемого способа определения давления во фронте ПУВ в ближней зоне взрыва. Для этого заряд ВВ массой 2 кг, собранный из тротиловых шашек массой 200 грамм, устанавливался на глубине 1 метр при общей глубине акватории 2 метра. С помощью простейшей конструкции были жестко закреплены: на расстоянии 28 см от центра заряда - первый датчик, и далее через каждые 7 см еще три. Расстояние, равное 7 см, приблизительно соответствовало радиусу R₀ шарового заряда тротила массой 2 кг. В качестве блока подрыва использовалась аппаратура МАКПИ, в качестве источника тока стандартный блок питания, а в качестве регистратора - осциллограф TDS 3054 В. Для коммутации электрической цепи использовался кабель марки АВК-1. Вариант конструкции датчиков, изображенный на фиг. 1, авторы использовали в ходе экспериментальных исследований. Следует отметить, что размеры датчиков не превышают 15 мм.In the open water area of Lake Ladoga, experimental work was carried out to practically develop and verify the proposed method for determining the pressure in the front of the PUW in the near zone of the explosion. For this, an explosive charge weighing 2 kg, assembled from TNT blocks weighing 200 grams, was installed at a depth of 1 meter with a total depth of 2 meters. With the help of the simplest design, they were rigidly fixed: at a distance of 28 cm from the center of the charge - the first sensor, and then every 7 cm three more. A distance of 7 cm approximately corresponded to the radius R ₀ of a spherical charge of TNT with a mass of 2 kg. MAKPI equipment was used as a firing unit, a standard power supply was used as a current source, and a TDS 3054 V oscilloscope was used as a recorder. An AVK-1 brand cable was used to switch the electrical circuit. The sensor design shown in Fig. 1, the authors used in the course of experimental studies. It should be noted that the dimensions of the sensors do not exceed 15 mm.

Эпюры, полученные в результате эксперимента, представлены на фиг. 4. По осциллограммам фиг. 4 видно, что датчики 1, 2 и 4 сработали в штатном режиме, а датчик 3 вышел из строя. По зарегистрированным временам рассчитана средняя скорость прохождения фронта ПУВ между точками установки датчиков.The plots obtained as a result of the experiment are shown in Fig. 4. According to the oscillograms of FIG. 4 it can be seen that sensors 1, 2 and 4 worked in the normal mode, and sensor 3 failed. Based on the recorded times, the average velocity of the SSW front passage between the sensor installation points was calculated.

По скорости прохождения фронта ПУВ по формуле (3) определено максимальное давление во фронте ПУВ.The maximum pressure in the PUW front was determined by formula (3) from the rate of passage of the PUW front.

По формуле Р. Коула [10, стр 275.] теоретически, в соответствии с условиями проведенного эксперимента, рассчитаны величины пиковых давлений на расстояниях, соответствующих серединам участков измерений между датчиками в проведенном эксперименте при взрыве ВВ массой 2 кг.According to R. Cole's formula [10, p. 275.], theoretically, in accordance with the conditions of the experiment, the values of peak pressures were calculated at distances corresponding to the middle of the measurement sections between the sensors in the experiment during the explosion of an explosive with a mass of 2 kg.

где: - ΔP - пиковое давление во фронте ПУВ, кг/см²;where: - ΔP - peak pressure in the PUW front, kg/cm ² ;

- W - масса ВВ, кг;- W - explosive mass, kg;

- R - расстояние до наблюдения, м.- R - distance to observation, m.

Величины пиковых давлений во фронте ПУВ между кондуметрическими датчиками 1-2 и 2-4, определенные с помощью предлагаемого технического решения, и давления, рассчитанные по формуле Р. Коула при тех же условиях, представлены в таблице 1.The values of peak pressures in the PUW front between the conductometric sensors 1-2 and 2-4, determined using the proposed technical solution, and the pressures calculated by the R. Cole formula under the same conditions, are presented in Table 1.

Эксперимент показал, что выбранные методические подходы верны, поскольку полученные с использованием предлагаемого способа и устройства результаты определения максимальных давлений ПУВ показывают хорошую сходимость с результатами теоретических расчетов по Р. Коулу [10].The experiment showed that the selected methodological approaches are correct, since the results of determining the maximum pressures of PUW obtained using the proposed method and device show good convergence with the results of theoretical calculations according to R. Cole [10].

Список источниковList of sources

1. О.И. Озерецковский, Действие взрыва на подводные объекты, под ред. Е.С. Шахиджанова, Научные труды ГНПП "Регион", ФГУП "ЦНИИХМ", Москва, 2007.1. O.I. Ozeretskovsky, Effect of an explosion on underwater objects, ed. E.S. Shakhidzhanova, Scientific works of GNPP "Region", FSUE "TsNIIKhM", Moscow, 2007.

2. Мобильный автоматизированный комплекс проведения полигонных испытаний, КВФШ.441148.001, Руководство по эксплуатации, ФГУП ВНИИОФИ, Москва, 2009.2. Mobile automated complex for field testing, KVFSh.441148.001, Operation Manual, FSUE VNIIOFI, Moscow, 2009.

3. Механическое действие взрыва, сборник, под ред. М.А. Садовского, ИДГ РАН, Москва, 1994.3. Mechanical action of the explosion, collection, ed. M.A. Sadovsky, IDG RAS, Moscow, 1994.

4. Способ определения энергетических характеристик боеприпасов и зарядов ВВ с визуализацией фронта ударной волны, патент на изобретение RU №2685588, МПК F42B 35/00, G01N 33/22, опубл. 22.04.2019.4. Method for determining the energy characteristics of ammunition and explosive charges with visualization of the front of the shock wave, patent RU No. 2685588, IPC F42B 35/00, G01N 33/22, publ. 04/22/2019.

5. Способ определения характеристик фугасности боеприпаса, патент на изобретение RU №2595033, МПК F42B 35/00, G01N 33/22, опубл. 20.08.2016.5. A method for determining the characteristics of explosive ammunition, patent RU No. 2595033, IPC F42B 35/00, G01N 33/22, publ. 08/20/2016.

6. Способ определения скорости ударной волны, патент на изобретение SU №1598665, МПК G01P 3/36, опубл. 10.05.2000.6. Method for determining the shock wave velocity, patent for invention SU No. 1598665, IPC G01P 3/36, publ. 05/10/2000.

7. Регистратор давления и скорости ударной волны, патент на изобретение RU 2645904, МПК G01L 23/26, опубл. 10.05.2018.7. Recorder of pressure and shock wave velocity, patent for invention RU 2645904, IPC G01L 23/26, publ. 05/10/2018.

8. Ю.С.Яковлев, Гидродинамика взрыва, Судпромгиз, Ленинград, 1961.8. Yu.S. Yakovlev, Explosion Hydrodynamics, Sudpromgiz, Leningrad, 1961.

9. В.Е. Фортов, А.Т. Храпак, Н.Т. Якубов, Физика неидеальной плазмы, Физматлит, Москва, 2010.9. V.E. Fortov, A.T. Khrapak, N.T. Yakubov, Physics of Nonideal Plasma, Fizmatlit, Moscow, 2010.

10. Р.А. Коул, Подводные взрывы, Издательство иностранной литературы, Москва, 1950.10. R.A. Cole, Underwater Explosions, Foreign Literature Publishing House, Moscow, 1950.

Claims

1. Способ определения величины пикового давления во фронте подводной ударной волны (ПУВ) в ближней зоне взрыва, характеризующийся тем, что испытуемый заряд устанавливают в воду, на этой же глубине по прямой, перпендикулярно к направлению распространения ПУВ на заданных рубежах от центра заряда с заданным интервалом устанавливают n датчиков, подключают их к регистратору, производят подрыв заряда, регистрируют время от момента подрыва до прихода фронта ПУВ до каждого рубежа, затем по разности времени прихода фронта ПУВ между соседними датчиками и расстоянию между ними вычисляют среднюю скорость прохождения фронтом ПУВ расстояния между ними и, используя математические зависимости, по измеренной на каждом интервале скорости вычисляют пиковое значение давления во фронте ПУВ, соответствующее середине этого интервала, отличающийся тем, что в качестве датчиков используют миниатюрные датчики кондуктометрического типа, которые изготавливают в виде общего диэлектрического основания с размещенными на нем двумя изолированными друг от друга оголенными проводящими электродами, которые подключают к источнику тока, а сами датчики в количестве n≥3 устанавливают на рубежах, кратных радиусу шарового заряда R₀, равного по массе испытуемому, при этом первый датчик устанавливают на расстоянии 2R₀ от центра заряда, а следующие с интервалом R₀.1. A method for determining the magnitude of the peak pressure in the front of an underwater shock wave (SWW) in the near zone of the explosion, characterized by the fact that the test charge is installed in water at the same depth in a straight line, perpendicular to the direction of SWW propagation at specified boundaries from the center of the charge with a given n sensors are installed at intervals, connected to the recorder, the charge is detonated, the time from the moment of detonation to the arrival of the PUW front to each boundary is recorded, then, from the difference in the time of arrival of the PUW front between adjacent sensors and the distance between them, the average velocity of the PUW front passing the distance between them is calculated and, using mathematical dependencies, according to the speed measured at each interval, the peak value of the pressure in the front of the PUW corresponding to the middle of this interval is calculated, characterized in that miniature sensors of the conductometric type are used as sensors, which are made in the form of a common dielectric base with two bare conductive electrodes isolated from each other, which are connected to a current source, and the sensors themselves in the amount of n≥3 are installed at boundaries that are multiples of the radius of the spherical charge R ₀ equal in mass to the test, while the first sensor is installed at a distance of 2R ₀ from the center of the charge , and the next with an interval R ₀ .

2. Устройство определения величины пикового давления во фронте подводной ударной волны (ПУВ) в ближней зоне взрыва, содержащее n датчиков, размещенных в воде на глубине установки исследуемого заряда, по прямой, перпендикулярно к направлению распространения ПУВ, на заданных рубежах от центра заряда, с заданным интервалом, источник тока, подключенный через сопротивления нагрузки к каждому датчику, регистратор времени прихода фронта ПУВ в точки установки датчиков, измерительные линии, соединяющие каждый датчик с регистратором, блок подрыва, соединенный с детонатором заряда и входом запуска регистратора, отличающееся тем, что в качестве датчиков используют миниатюрные датчики кондуктометрического типа, которые представляют собой общее диэлектрическое основание с размещенными на нем двумя изолированными друг от друга оголенными проводящими электродами, а сами датчики в количестве n≥3 закреплены с помощью конструкции, обеспечивающей их размещение на расстояниях, кратных радиусу шарового заряда R₀, равного по массе испытуемому, при этом первый датчик устанавливают на расстоянии 2R₀ от центра заряда, а следующие с интервалом R₀.2. A device for determining the magnitude of the peak pressure in the front of an underwater shock wave (SWW) in the near zone of the explosion, containing n sensors placed in water at the installation depth of the test charge, in a straight line, perpendicular to the direction of SWW propagation, at specified boundaries from the center of the charge, s a given interval, a current source connected through load resistances to each sensor, a recorder of the time of arrival of the PUW front at the sensor installation points, measuring lines connecting each sensor with the recorder, a firing unit connected to the charge detonator and the start input of the recorder, characterized in that in as sensors, miniature sensors of the conductometric type are used, which are a common dielectric base with two bare conductive electrodes isolated from each other, and the sensors themselves in the amount of n≥3 are fixed using a structure that ensures their placement at distances that are multiples of the radius of the spherical charge R ₀ , equal in mass to the test, while the first sensor is installed at a distance of 2R ₀ from the center of charge, and the next with an interval of R ₀ .