Система контроля параметров старта реактивного снаряда из пускового контейнера

Техническое решение относится к области организации и проведения испытаний сложных дорогостоящих объектов, в основном используется для объективного контроля важнейших параметров старта реактивных снарядов при их принудительном выталкивании из пускового контейнера, характеризующемся малой длительностью процесса и большим числом различного рода воздействий и возмущений. Такое решение может быть использовано для изучения высокодинамичных процессов в других областях человеческой деятельности. Система контроля параметров старта реактивного снаряда из пускового контейнера включает многокомпонентный блок ввода параметров, многоканальный измерительный модуль и, соединенные последовательно сигнализатор момента начала старта, устройство обработки и анализа данных и блок отображения параметров. Блок согласования и коммутации связан по входам с многоканальным измерительным модулем и блоком задания режимов контроля, подключенным к устройству обработки и анализа данных, которое также соединено с выходами блока ввода параметров и блока задания программы обработки старта. Многокомпонентный блок ввода параметров выполнен в виде пакета независимых N-задающих устройств, многоканальный измерительный модуль содержит пакет параллельно включенных датчиков давления, тензорезисторные измерители деформации, датчики линейных ускорений и других параметров процесса старта. Блок согласования и коммутации включает набор согласующих усилителей, связанных с программируемым аналого-цифровым преобразователем и блоком задания режимов контроля.

Техническое решение относится к области организации и проведения испытаний сложных дорогостоящих объектов, в основном военного назначения, и может быть использовано для изучения и оперативного анализа параметров их пространственного движения, состояния. Для оценки качества работы подсистем объекта, в том числе для принятия решения о дальнейшей целесообразности их применения или доработки их аппаратуры. Преимущественно, оно касается объективного контроля важнейших параметров старта реактивного снаряда, в особенности при его принудительном выталкивании из пускового контейнера (ПК), характеризующемся малой длительностью процесса старта (взрывного характера) и большим числом различного рода механических воздействий и возмущений, препятствующих его координированному движению на начальном этапе.

Такое решение также может быть использовано для изучения аналогичных задач, например, при воздушном десантировании грузов с самолетов и вертолетов, и в других областях человеческой деятельности при контроле параметров пространственного положения перевозимых объектов, на автомобильном или морском транспорте, при оценке надежности и эффективности их закрепления, при проведении работ по испытаниям при сертификации продукции, в том числе военного назначения.

Известны и широко применяются аналоги настоящего технического решения - различные способы и соответствующие средства контроля текущих параметров пространственного движения технических объектов и оценки их состояния как в процессе, так и после перемещения оборудования. В особенности это касается принудительного отделения различных грузов, например при их координированном сбросе с вертолетов или аэростатов, при работе грузоподъемных механизмов (кранов или лесовозных погрузчиков) и в других широко известных случаях. В частности, это может быть система, содержащая блок установки требуемых параметров движения объекта и блок измерителей, соединенные через устройство обработки и анализа данных с блоком отображения результатов контроля («High-Accuracy position control system for underground Slurry walls» на стр.715-724 в материалах 8-го международного конгресса ISARC, г.Штутгарт, 1991 г).

Основными недостатками таких, на примере указанной, систем контроля характеристик пространственного движения объектов, в частности параметров старта реактивных снарядов из ПК корабельных установок или систем залпового огня типа «Град», являются их ограниченные функциональные возможности.

Эти системы позволяют с достаточной точностью контролировать лишь низко динамичные процессы перемещения и отделения грузов, что и определяет их рациональные области применения, в основном такие, как транспортировка, строительство, статические испытания и другие. То есть, обеспечить высококачественный (точный) контроль параметров корабельного пуска боевого средства в военно-морском флоте, а тем более при минометном старте реактивного снаряда из ПК, они не в состоянии.

Известны системы контроля параметров силового нагружения и движения различных элементов систем вооружения, работа которых основана на предварительном задании требуемых параметров перемещения изделия, его последующем катапультировании или аварийном сбросе с пускового устройства, и замерах действующих усилий и текущих координат объекта в функции времени, в частности с помощью датчиков тензоизмерительной аппаратуры. При последующем анализе измерений и сравнении полученных зависимостей с требуемыми параметрами движения изделия, принимается решение о возможности его боевой эксплуатации или необходимости проведения дополнительных конструкторских работ и модернизации.

Такая система контроля - прототип, также содержит N-компонентный блок задания требуемых параметров и измерительный модуль - блок датчиков. Они соединены через устройство обработки и анализа данных, содержащее логические устройства, с блоком отображения результатов контроля, например электронным монитором ASER LCD Monitor типа AL-1817P/014. К устройству обработки и анализа данных также подключен сигнализатор момента начала старта, например кнопка «Пуск» (Патент на полезную модель "Система контроля параметров отделения авиационной ракеты при катапультировании» RU 38051 U1).

К основным недостаткам системы-прототипа можно отнести его недостаточно широкие функциональные возможности по контролю за высоко динамичными параметрами старта (типа минометного) реактивного снаряда из ПК, низкая точность передачи информации и особенно при ее преобразовании в цифровую форму. Система работает только при наличии физического контакта изделия и контейнера, как пускового устройства и прекращается при его выходе из ПК.

В то же время, для обеспечения требуемой безопасности пусковой машины или корабля и исключения столкновения с ними реактивного снаряда в процессе его отделения от ПК, как правило, требуется организовывать большие объемы исследований.

Основные методические недостатки прототипа можно устранить, если при изучении (испытаниях) процесса старта реактивного снаряда из пускового контейнера с необходимой высокой частотой опроса (псевдонепрерывно) измерять и анализировать параметры:

- давления Di порохового газа в подобтюраторной полости ПК;

- силы Fq удара обтюратора по направляющим ПК;

- Fqo при отделении реактивного снаряда;

- текущих деформаций ui контейнера по мере движения в нем снаряда;

и ряда других, их отклонения от номинальных, заданных в ТТЗ на разработку боевого комплекса.

Причем, ввиду требований по использованию для обработки и отображения информации современных быстродействующих устройств, работающих в цифровом масштабе, и различных уровней сигналов измеряемых параметров, необходимо обеспечить их качественное аналого-цифровое преобразование.

Техническим результатом настоящего предложения является расширение функциональных возможностей и повышение точности контроля параметров старта реактивного снаряда из ПК.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в известную систему контроля параметров старта реактивного снаряда из пускового контейнера, включающую многокомпонентный блок ввода параметров, многоканальный измерительный модуль и соединенные последовательно сигнализатор момента начала старта, устройство обработки и анализа данных, содержащее логические устройства, и блок отображения параметров старта, дополнительно введен блок согласования и коммутации, связанный по входам с многоканальным измерительным модулем и блоком задания режимов контроля старта, подключенный к устройству обработки и анализа данных, которое также соединено с выходами многокомпонентного блока ввода параметров и блока задания программы обработки параметров старта.

Многокомпонентный блок ввода параметров выполнен в виде пакета независимых задающих устройств, обеспечивающих ввод исходной информации о допустимых параметрах старта, таких как допустимые давления газа в ПК, предельные нагрузки на корпус, время горения газогенераторов и другие.

При этом, многоканальный измерительный модуль содержит параллельно включенные датчики давления, тензорезисторные измерители деформации корпуса ПК в перпендикулярных его оси плоскостях, датчики линейных ускорений и других параметров процесса старта.

Блок согласования и коммутации содержит набор согласующих усилителей, связанных с программируемым аналого-цифровым преобразователем.

Блок задания режимов контроля параметров старта включает параметрические задатчики длительности контролируемого процесса, интервалов дискретизации данных по уровню сигнала, частоты опроса датчиков измерительного модуля и программное устройство для управления аналого-цифровым преобразователем.

На фиг.1 для пояснения принципа работы рассматриваемой системы контроля приведена ее блок-схема.

Система контроля параметров старта реактивного снаряда из пускового контейнера включает многокомпонентный блок 1 ввода параметров, многоканальный измерительный модуль 2 и, соединенные последовательно сигнализатор 3 момента начала старта, устройство 4 обработки и анализа данных, содержащее логические устройства, и блок 5 отображения параметров старта, в нее дополнительно введен блок 6 согласования и коммутации, связанный по входам с многоканальным измерительным модулем 2 и блоком 7 задания режимов контроля старта, подключенный к устройству 4 обработки и анализа данных, которое также соединено с выходами многокомпонентного блока 1 ввода параметров и блока 8 задания программы обработки параметров старта.

С целью повышения адекватности контроля, многокомпонентный блок 1 ввода параметров выполнен в виде пакета 9 независимых N-задающих устройств, обеспечивающих ввод исходной информации о допустимых параметрах старта, таких как допустимые давления газа в ПК, предельные нагрузки на корпус, время горения газогенераторов и другие.

Многоканальный измерительный модуль 2 содержит пакет параллельно включенных датчиков давления, тензорезисторные измерители деформации корпуса в перпендикулярных его оси плоскостях, датчики линейных ускорений и других параметров процесса старта.

Блок 6 согласования и коммутации содержит набор масштабирующих усилителей, связанных с программируемым аналого-цифровым преобразователем и блоком задания условий контроля.

Блок 7 задания режимов контроля параметров старта включает параметрические задатчики длительности контролируемого процесса, интервалов дискретизации данных по уровню сигнала, частоты опроса датчиков многоканального измерительного модуля 2, и программное устройство для управления аналого-цифровым преобразователем блока 6 согласования и коммутации, а также набор уставок масштабирующих коэффициентов.

Система функционирует следующим образом. Предварительно, при разработке реактивного снаряда и требований к пусковому контейнеру, расчетным путем или экспериментально, например, в процессе проведения их конструкторских испытаний, определяют допустимые (предельные) параметры его старта и заносят их в техническую документацию изделия.

Перед началом работы системы, при подготовке исходной информации для контроля, посредством пакета независимых N-задающих устройств блока 1 ввода параметров устанавливают их допустимые значения, а с помощью параметрических задатчиков блока 7 задания режимов контроля назначают длительности контролируемого процесса, интервалов дискретизации данных по уровню сигнала, частот опроса датчиков многоканального измерительного модуля 2, необходимых для программного управления аналого-цифровым преобразователем блока 6 согласования и коммутации. В частности в качестве АЦП используют модуль АЦП/ЦАП L-CARD Е-440. Одновременно набором уставок вводят масштабирующие коэффициенты по соответствующим каналам от измерительного модуля 2, а посредством блока 8 вводят в устройство 4 программу обработки параметров старта.

Затем производят старт снаряда, по сигналу кнопки «Пуск» с блока 3 инициируют устройство 4 обработки и анализа данных, с помощью пакета датчиков многоканального измерительного модуля 2 замеряют соответствующие им сигналы, масштабируют их на усилителях в блоке 6, соответствующим образом коммутируют в соответствии с заданием блока 7, по программе блока 8 производят обработку и выводят необходимую информацию на экране блока 5 отображения.

После анализа этих результатов принимают решение о возможности боевой эксплуатации изделий или необходимости проведения дополнительных конструкторских работ и их модернизации. Таким образом, заявленное решение является достаточно эффективным инструментом контроля параметров старта реактивного снаряда из пускового контейнера, обеспечивая расширение функциональных возможностей системы по анализу этих процессов, увеличению точности оценки эффективности дальнейшей эксплуатации изделия, в полной мере и оперативно решает поставленную задачу.

1. Система контроля параметров старта реактивного снаряда из пускового контейнера, включающая многокомпонентный блок ввода параметров, многоканальный измерительный модуль и соединенные последовательно сигнализатор момента начала старта, устройство обработки и анализа данных, содержащее логические устройства, и блок отображения параметров старта, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен блок согласования и коммутации, связанный по входам с многоканальным измерительным модулем и блоком задания режимов контроля старта, подключенный к устройству обработки и анализа данных, которое также соединено с выходами многокомпонентного блока ввода параметров и блока задания программы обработки параметров старта.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что многокомпонентный блок ввода параметров выполнен в виде пакета независимых N-задающих устройств.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что многоканальный измерительный модуль содержит пакет параллельно включенных датчиков давления, тензорезисторные измерители деформации корпуса в перпендикулярных его оси плоскостях, датчики линейных ускорений и других параметров процесса старта.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок согласования и коммутации содержит набор согласующих усилителей, связанных с программируемым аналого-цифровым преобразователем и блоком задания режимов контроля.