Способ определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества, содержащегося в объекте испытания, и задержки его подрыва от момента контакта объекта испытания с преградой и устройство для его осуществления

Способ определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества, содержащегося в объекте испытания, и задержки его подрыва от момента контакта объекта испытания с преградой и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретения относятся к области испытательной и измерительной техники.

Известны способ и устройство определения наличия подрыва заряда ВВ, содержащегося в объекте испытания и измерения промежутка времени между соударением объекта испытания (ОИ), преодолевающего преграду, и последующим подрывом заряда ВВ, находящегося в ОИ (Герасимов С.И., Файков Ю.И., Холин С.А. Кумулятивные источники света. Саров, РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2011, стр. 42-44, рис. 1.23). Способ состоит в регистрации перед и за преградой по направлению движения ОИ в спектре чувствительности кремниевого фотодиода оптического излучения, сопровождающего инициирование заряда ВВ, находящегося в ОИ, при помощи фотоприемника, установленного на измерительной площадке, подключенного к регистратору. Измерение задержки подрыва производилось по точкам экстремума регистрируемой кривой освещенности. Фотоприемник выполнен на базе кремниевого фотодиода, включенного в фотодиодный режим, регистрирующего оптическое излучение разнесенных во времени процессов, сопровождающихся собственным свечением. Данные способ и устройство выбраны в качестве прототипа.

Недостатками данных способа и устройства, снижающими точность и возможность применения, являются:

- неопределенность прихода светового сигнала (нет фиксируемой точки контакта испытываемого изделия с преградой),

- постоянно растущий фоновый сигнал до и после соударения испытываемого объекта с преградой экранирует как процесс соударения, так и подрыв заряда, который может иметь относительно малую массу и содержать демпфирующие оболочки, способные значительно ослабить световой импульс.

Техническая задача, на решение которой направлены заявляемые изобретения, состоит в обеспечении количественной и качественной оценки работоспособности испытываемого объекта при его взаимодействии с мишенью с подтверждением наличия/отсутствия подрыва заряда ВВ, находящегося в ОИ, и определение времени задержки в системе инициирования заряда от момента касания ОИ преграды до подрыва заряда ВВ, находящегося в ОИ.

Технический результат при использовании заявляемых способа и устройства состоит в подтверждении наличия/отсутствия подрыва заряда ВВ, находящегося в ОИ, определении промежутка времени между контактом объекта испытания с преградой и подрывом заряда ВВ, находящегося в ОИ (временной задержки в системе инициирования заряда, находящегося в ОИ), качественной и количественной оценке работоспособности испытываемого объекта при его взаимодействии с мишенной обстановкой.

Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества (ВВ), содержащегося в объекте испытания (ОИ), и задержки его подрыва от момента контакта ОИ с преградой, включающем регистрацию перед и за преградой по направлению движения ОИ оптического излучения в спектре чувствительности фотодиода, сопровождающего инициирование заряда ВВ, находящегося в ОИ, при помощи по крайней мере одного фотоприемника, содержащего фотодиод, работающий в фотодиодном режиме, определение задержки подрыва по точкам экстремума полученной кривой освещенности, в отличие от прототипа дополнительно фиксируют момент соударения ОИ с преградой, регистрацию оптического излучения, сопровождающего инициирование заряда ВВ, находящегося в ОИ, осуществляют при помощи по крайней мере двух фотоприемников, содержащих фотодиоды, работающие в фотодиодном режиме, причем первый фотоприемник устанавливают на измерительной площадке и регистрируют излучение перед и за преградой по направлению движения ОИ, а второй фотоприемник устанавливают за преградой и регистрируют излучение в синей области спектра, при этом при определении задержки подрыва за начало отсчета принимают момент контакта ОИ с преградой.

Технический результат достигается также за счет того, что заявляемое устройство для определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества, содержащегося в объекте испытания, и задержки его подрыва от момента контакта объекта испытания с преградой, содержащее по крайней мере один фотоприемник с фотодиодом, работающим в фотодиодном режиме, подключенный к регистратору, установленный на измерительной площадке для фиксирования излучения в спектре чувствительности фотодиода перед и за преградой по направлению движения ОИ, в отличие от прототипа, дополнительно содержит контактный датчик пробойного типа, установленный на передней поверхности преграды по направлению движения ОИ, снабжено по крайней мере двумя фотоприемниками, содержащими фотодиоды, работающие в фотодиодном режиме, причем первый фотоприемник подключен к первому регистратору и установлен на измерительной площадке для регистрации излучения перед и за преградой по направлению движения ОИ, а второй фотоприемник подключен ко второму регистратору и размещен за преградой, при этом на входе измерительного канала второго фотоприемника установлен светофильтр.

Фиксация момента контакта ОИ с преградой посредством использования контактного датчика пробойного типа, установленного на передней поверхности преграды по направлению движения ОИ, осуществление регистрации оптического излучения, сопровождающего инициирование содержимого ОИ, при помощи по крайней мере двух фотоприемников, содержащих фотодиоды, работающие в фотодиодном режиме, установка первого фотоприемника на измерительной площадке и регистрация излучения перед и за преградой по направлению движения ОИ для регистрации момента детонации ВВ, находящегося в ОИ, в случае нештатной работы объекта испытания при прохождении отсекателя, регистрация излучения в синей части спектра при помощи второго фотоприемника, установленного за преградой, за счет того, что на входе измерительного канала второго фотоприемника установлен светофильтр, позволяет на фоне дополнительных "паразитных" засветок выделить начальный момент детонации ВВ, находящегося в ОИ (подтвердить факт наличия подрыва), принятие за начало отсчета при определении задержки подрыва момента контакта ОИ с преградой позволяют определить промежуток времени между соударением объекта испытания с преградой и подрывом заряда ВВ, находящегося в ОИ (временную задержку в системе инициирования заряда, находящегося в ОИ), оценить работоспособность испытываемого объекта при его взаимодействии с мишенной обстановкой.

Заявляемые изобретения поясняются чертежом. На фигуре схематично изображено заявляемое устройство для определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества, содержащегося в объекте испытания, и задержки его подрыва от момента контакта объекта испытания с преградой, где 1 - отсекатель; 2 - объект испытания (ОИ); 3 - ось полета ОИ; 4 - преграда; 5 - контактный датчик пробойного типа (предконтакт); 6 - второй фотоприемник; 7 - первый фотоприемник; 8 и 9 - второй и первый регистраторы соответственно (цифровые запоминающие осциллографы).

Регистрацию оптического излучения выполняют двумя фотоприемниками 6 и 7, выполненными на базе фотодиодов, работающих в фотодиодном режиме (в данном примере кремниевыми). Фотодиод, включенный в фотодиодном режиме, обладает малой инерционностью и линейной люксамперной характеристикой в очень широких диапазонах (от 0 до 10⁵ лк), что позволяет использовать его в полевых условиях в задачах, связанных с хронографированием быстропротекающих процессов, сопровождающихся собственным свечением.

Первый фотоприемник 7 (в данном примере выполнения ШЭОФ-4К) устанавливают на измерительной площадке для регистрации оптического излучения в спектре чувствительности фотодиода перед и за преградой 4 по направлению движения ОИ 2, вплоть до отсекателя 1.

Второй фотоприемник 6 (ИДФ-1) устанавливают за преградой 4 таким образом, чтобы «в его поле зрения» находилась запреградная область по направлению движения ОИ. На вход измерительного канала второго фотоприемника 6 устанавливают светофильтр (на фиг. не показано).

Фотоприемники 7 и 6 регистрируют сигналы оптического излучения в спектре чувствительности фотодиода (первый фотоприемник 7) и синей (второй фотоприемник 6) области спектра для формирования электрических импульсов, синхронных импульсам излучения, которые по кабельным линиям поступают на первый и второй регистраторы 9 и 8 (цифровые запоминающие осциллографы).

Запуск первого 9 и второго регистратора 8 производится в момент времени t=0, соответствующий замыканию контактного датчика 5 (касание ОИ 2 с преградой 4), установленного на передней поверхности преграды 4 (предконтакт) объектом испытания 2. Первый регистратор 9 функционирует с пятидесяти процентной предысторией. Пороги чувствительности регистрирующих каналов и длительность регистрации определяется предварительно, исходя из расчетных оценок.

Процесс регистрации полезного сигнала сопровождается интенсивными фоновыми подсветками от работы вспомогательных устройств, в том числе относительно долгое свечение области с температурой 1000-2000 К при взрывах в воздухе по сравнению с начальной фазой расширения продуктов детонации. Низкотемпературное излучение из зоны чувствительности фотодиода второго фотоприемника 6 «отрезают» установкой светофильтра на входе измерительного канала (чувствительного элемента) второго фотоприемника 6, расположенного за преградой 4, в результате производится смещение его кривой чувствительности в синюю часть спектра. При температуре порядка 2000 К регистрируемый фотодиодом сигнал в тысячи раз меньше, чем при температуре 6000 К, то есть практически при любых амплитудах «фонового» сигнала будет виден «полезный» высокотемпературный сигнал, связанный с начальной стадией детонации заряда ВВ, находящегося в ОИ, в результате при использовании заявляемых способа и устройства определяются наличие подрыва заряда ВВ, находящегося в объекте испытания, и задержка подрыва от момента контакта объекта испытания с преградой (задержка в системе инициирования заряда ВВ, содержащегося в ОИ), оценивается работоспособность испытываемого объекта при его взаимодействии с преградой практически в любых условиях проведения испытаний и без использования сложных технических средств регистрации.

Данные с регистраторов 8, 9 подвергаются обработке, в ходе которой подтверждается факт наличия/отсутствия подрыва заряда ВВ, находящегося в ОИ, и определяется задержка подрыва ВВ, находящегося в ОИ 2, по точкам экстремума полученной кривой освещенности, при этом,за начало отсчета принимают момент касания ОИ 2 с преградой 4.

Таким образом, заявляемые способ и устройство просты в применении, не требуют использования сложных технических устройств, измерения можно проводить в любое время суток, даже при неблагоприятных погодных условиях.

Заявляемые способ и устройство опробованы в полигонных условиях и показали свою работоспособность.

1. Способ определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества (ВВ), содержащегося в объекте испытания (ОИ), и задержки его подрыва от момента контакта ОИ с преградой, включающий регистрацию перед и за преградой по направлению движения ОИ оптического излучения в спектре чувствительности фотодиода, сопровождающего инициирование заряда ВВ, находящегося в ОИ, при помощи фотоприемника, содержащего фотодиод, работающий в фотодиодном режиме, определение задержки подрыва по точкам экстремума полученной кривой освещенности, отличающийся тем, что дополнительно фиксируют момент соударения ОИ с преградой, регистрацию оптического излучения, сопровождающего инициирование заряда ВВ, находящегося в ОИ, осуществляют при помощи по крайней мере двух фотоприемников, содержащих фотодиоды, работающие в фотодиодном режиме, причем первый фотоприемник устанавливают на измерительной площадке и регистрируют излучение перед и за преградой по направлению движения ОИ, а второй фотоприемник устанавливают за преградой и регистрируют излучение в синей области спектра, при этом при определении задержки подрыва за начало отсчета принимают момент контакта ОИ с преградой.

2. Устройство для определения наличия подрыва заряда взрывчатого вещества, содержащегося в объекте испытания, и задержки его подрыва от момента контакта объекта испытания с преградой, содержащее фотоприемник с фотодиодом, работающим в фотодиодном режиме, подключенный к первому регистратору, установленный на измерительной площадке для фиксирования излучения в спектре чувствительности фотодиода перед и за преградой по направлению движения ОИ, отличающееся тем, что дополнительно содержит контактный датчик пробойного типа, установленный на передней поверхности преграды по направлению движения ОИ, снабжен по крайней мере двумя фотоприемниками, содержащими фотодиоды, работающие в фотодиодном режиме, причем первый фотоприемник подключен к первому регистратору и установлен на измерительной площадке для регистрации излучения перед и за преградой по направлению движения ОИ, а второй фотоприемник подключен ко второму регистратору и размещен за преградой, при этом на входе измерительного канала второго фотоприемника установлен светофильтр.