Манометрический сосуд с имитатором метательного заряда

Манометрический сосуд с имитатором метательного заряда относится к области измерительной техники и предназначен для измерения скорости распространения продуктов горения воспламенителя в метательных зарядах различной длины. Корпус манометрического сосуда состоит из отдельных цилиндрических блоков 1 с фланцами. Число блоков определяется их длиной и длиной метательного заряда. Фланцы скрепляются между собой болтами 3. Герметизация стыков между фланцами обеспечивается фторопластовыми прокладками 2. Для исключения процесса горения пороха вместо натурного заряда применяется метательный заряд-имитатор 9, который получают из натурного заряда. Для этого перед проведением испытаний порох для метательного заряда вымачивается в воде не менее двух часов. После извлечения из воды пороховые элементы промыкаются хлопчатобумажной тканью. После вымачивания в воде пороховые элементы становятся негорючими и применяются для изготовления имитатора метательного заряда. Перед каждым новым испытанием порох вновь вымачивается в воде. Для испытаний применяются штатные или вновь разрабатываемые воспламенители 5. Воспламенитель 5 срабатывает от нити накаливания 6, закрепленной на изолированных от корпуса электродах. Для измерения времени прохождения продуктов горения по длине имитатора метательного заряда в гнездах цилиндрических блоков манометрического сосуда кроме датчиков давления 8 установлены пневмоэлектровыключатели 7, срабатывающие от давления продуктов горения воспламенителя. Электрический сигнал от пневмоэлектровыключателей поступает на частотомер. Скорость продуктов горения воспламенителя рассчитывается по формуле: V=l/t, где l - расстояние между пневмоэлектровыключателями, t - определяемый с помощью частотомера интервал времени между электрическими сигналами, поступающими с пневмоэлектровыключателей. Для сброса давления продуктов горения воспламенителя в торце манометрического сосуда закреплена диафрагма 4 из металлической фольги, которая предохраняет корпус сосуда от разрушения и обеспечивает безопасность испытаний. 1 ил.

Предложенная конструкция манометрического сосуда с имитатором метательного заряда относится к области измерительной техники и предназначена для измерения скорости распространения продуктов горения воспламенителя в метательных зарядах артиллерийских боеприпасов.

Одним из требований, предъявляемых к метательным зарядам, является одновременное воспламенение всех пороховых элементов при выстреле из артиллерийского орудия. На практике воспламенение пороховых элементов метательных зарядов происходит неодновременно: пороховые элементы, расположенные ближе к воспламенителю воспламеняются в первую очередь, вследствие этого за весь период воспламенения сгорает 1015% массы заряда. Горение, протекающее параллельно с воспламенением, затрудняет экспериментальное исследование воспламенительного процесса. Кроме этого, воспламенение заряда - это многостадийный процесс, состоящий из 1) распространения продуктов горения воспламенителя по заряду; 2) прогрева и зажжения пороховых элементов на отдельных участках их поверхности; 3) распространения фронта пламени по всей поверхности пороховых элементов.

Неодновременность воспламенения метательных зарядов обусловлена тем, что продукты горения воспламенителя распространяются по длине заряда с конечной скоростью. Скорость распространения продуктов горения воспламенителя зависит от конструктивных характеристик самого воспламенителя и метательного заряда. Поэтому исследование скорости распространения продуктов горения воспламенения по метательному заряду является актуальной задачей.

Для исследования процессов воспламенения и горения порохов применяются устройства для баллистических испытаний порохов.

Известны устройства для баллистических испытаний порохов (манометрические бомбы, манометрические сосуды, установки для сжигания) [15], которые представляют собой толстостенный сосуд с устройством для воспламенения воспламенителя, датчиком давления пороховых газов, узлом для стравливания газов из камеры сгорания после испытаний, воспламенителем и навеской пороха. Процесс воспламенения и горения воспламенителя и навески пороха характеризуется кривой давления пороховых газов. Недостатком этих устройств является то, что испытывается не метательный заряд, а небольшая навеска пороха; по кривой давления нельзя определить скорость распространения продуктов горения воспламенителя.

Известна конструкция камеры сгорания [6], отличающаяся тем, что в корпусе камеры имеется смотровое окно, закрытое прозрачным экраном. Через смотровое окно производится фоторегистрация фронта распространения пламени по длине пороховой трубки. Недостаток устройства в том, что для испытаний применяется только одна пороховая трубка; воспламенение трубки производится не воспламенителем, а нитью накаливания, продукты горения воспламенителя отсутствуют.

Целью изобретения является манометрический сосуд с имитатором метательного заряда, позволяющий измерять скорость распространения продуктов горения воспламенителя по длине имитатора метательного заряда различной длины.

Указанная цель достигается тем, что для испытания метательных зарядов различной длины корпус манометрического сосуда изготавливается из отдельных цилиндрических блоков 1 с фланцами. Число блоков определяется их длиной и длиной метательного заряда. Фланцы скрепляются между собой болтами 3. Герметизация стыков между фланцами обеспечивается фторопластовыми прокладками 2. Для исключения процесса горения пороха вместо натурного заряда применяется метательный заряд-имитатор 9, который получают из натурного заряда. Для этого перед проведением испытаний порох для метательного заряда вымачивается в воде не менее двух часов, после извлечения из воды пороховые элементы промыкаются хлопчатобумажной тканью. После вымачивания в воде пороховые элементы становятся негорючими и применяются для изготовления имитатора метательного заряда, который по своим геометрическим характеристикам, геометрическим характеристикам пороховых элементов и плотности заряжания не отличается от натурного заряда. Перед каждым новым испытанием порох вновь вымачивается в воде.

Для испытаний применяются штатные или вновь разрабатываемые воспламенители 5. Воспламенитель срабатывает от нити накаливания 6, закрепленной на изолированных от корпуса электродах. Для измерения времени прохождения продуктов горения по длине имитатора метательного заряда в гнездах цилиндрических блоков манометрического сосуда кроме датчиков давления 8 установлены пневмоэлектровыключатели 7, срабатывающие от давления продуктов горения воспламенителя. Электрический сигнал от пневмоэлектровыключателей поступает на частотомер. Скорость продуктов горения воспламенителя рассчитывается по формуле: V=l/t, где l - расстояние между пневмоэлектровыключателями, t - определяемый с помощью частотомера интервал времени между электрическими сигналами, поступающими с пневмоэлектровыключателей.

Для сброса давления продуктов горения воспламенителя в торце манометрического сосуда имеется диафрагма 4 из металлической фольги, которая предохраняет корпус сосуда от разрушения и обеспечивает безопасность испытаний. Максимальное давление в сосуде не превышает давления, создаваемого при сгорании воспламенителя, поэтому для изготовления блоков корпуса манометрического сосуда могут применяться тонкостенные металлические трубы, обеспечивающие требуемые прочностные характеристики с учетом запаса прочности.

Применение предлагаемой конструкции манометрического сосуда с имитатором метательного заряда, изготовленного из натурных пороховых элементов после их вымочки в воде, позволяет опытным путем исследовать влияние конструкции воспламенителя и конструкции метательного заряда на скорость распространения продуктов горения воспламенителя по длине метательного заряда. Результаты испытаний позволяют оптимизирован, конструктивные характеристики воспламенителя и метательного заряда, обеспечивающие максимальную скорость распространения продуктов горения воспламенителя по длине метательного заряда и его надежное воспламенение.

Используемая литература

1. Гольдбиндер А.И. Лабораторные работы по курсу теории взрывчатых веществ: учебное пособие / А.И. Гольдбиндер. - М: Росвузиздат, 1963. - с. 42-43.

2. Сергиенко А.В. Определение баллистических характеристик порохов и твердых ракетных топлив: методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по курсу «Баллистика ракетных и ствольных систем» / А.В. Сергиенко, Е.М. Попенко. - Бийск: Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова, 2009. - с. 4-8.

3. Патент RU 2276322, МПК F42B 35/00, G01N 33/22, F23R 7/00.

4. Патент RU 2236003, МПК G01N 33/22.

5. Патент RU 2447436, МПК G01N 33/22.

6. Ассовский И.Г. Метод определения скорости воспламенения поверхности канала в топливе / И.Г. Ассовский, О.А. Кудрявцев // Химическая физика, том 14. - 1995. - 7. - С. 122-131.

1. Манометрический сосуд с имитатором метательного заряда, содержащий корпус, установленные в корпусе электроды с запальной проволокой, воспламенитель, навеску пороха, датчик давления пороховых газов и узел для стравливания газов из камеры сгорания после испытаний, отличающийся тем, что корпус манометрического сосуда состоит из цилиндрических блоков с фланцами, соединенными герметично между собой, в гнездах блоков корпуса установлены пневмоэлектровыключатели, от которых электрический сигнал поступает на частотомер, при этом скорость продуктов горения воспламенителя рассчитывается по формуле: V=l/t, где l - расстояние между пневмоэлектровыключателями, t - определяемый с помощью частотомера интервал времени между электрическими сигналами, поступающими с ппевмоэлектровыключателей.

2. Манометрический сосуд с имитатором метательного заряда по п.1, отличающийся тем, что имитатор метательного заряда изготовлен из натурных пороховых элементов после их вымочки в воде.