Поддон для подкалиберной модели
Настоящая полезная модель относится к ствольным баллистическим системам. Преимущественная область применения - экспериментальная аэродинамика. Сущность полезной модели заключается в том, что поддон для подкалиберной модели с донной полостью содержит ведущую втулку, охватывающую боковую поверхность модели и состоящую из сегментов и обтюратор в виде кольца, при этом ведущая втулка снабжена кольцевой фаской на наружной поверхности торца и внутренним уступом, на который оперт торец модели, на внешней поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в которую установлено дополнительное разрезное обтюрирующее кольцо, разрезы которого совмещены с разрезами сегментов ведущей втулки, а обтюратор установлен в непосредственном контакте с торцом и фаской ведущей втулки. Ожидаемый технический результат заключается в повышении информативности аэробаллистического эксперимента за счет надежной обтюрации метающих газов и эффективном расхождении поддона и модели при выходе из канала ствола без возмущения траектории последней.
Настоящая полезная модель относится к ствольным баллистическим системам. Преимущественная область применения - экспериментальная аэродинамика.
При проведении аэробаллистических экспериментов аэродинамическая модель помещается в ведущий поддон и выстреливается из баллистической установки на измерительный участок аэробаллистического стенда. Поддон после выхода из канала ствола баллистической установки должен отставать от модели и уводиться с траектории ее полета. Для повышения информативности эксперимента предпочтительно иметь аэродинамическую модель как можно большего диаметра, т.е. почти равного калибру ствола баллистической установки. Однако, с увеличением диаметра модели снижается величина перегрузки, которую могут выдержать модель и поддон в процессе их разгона, а, следовательно, и величина скорости.
Известны поддоны секционного типа (см. книгу под ред. Н.А.Златина и Г.И.Мишина «Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях», изд-во «Наука», М., 1974 г., стр.112), секции которых после выхода из канала ствола баллистической установки под действием радиальной составляющей силы аэродинамического сопротивления уводятся с траектории полета модели.
К недостаткам поддонов данного типа следует отнести их невысокую прочность, поскольку основание, на которое опирается модель, выполнено разрезным, а также возмущение траектории полета модели, вносимое секциями поддона при их отделении от модели и взаимном расхождении.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является поддон для подкалиберной модели с донной полостью (свидетельство на полезную модель RU 26117 U1, МПК7 F 42 B 14/06 от 18.03.02, опубл. 10.11.2002). Поддон содержит сегментную ведущую втулку, охватывающую боковую поверхность модели и обтюратор, на который опирается торец модели. Обтюратор выполнен в форме кольца и снабжен выступом, наружная боковая поверхность которого контактирует с внутренней стенкой донной полости модели. Длина поверхности ведущей втулки, беззазорно сопрягаемой с боковой поверхностью модели, выбрана из условия компенсации давления метающего газа, затекающего в донную полость модели, давлением со стороны ведущей втулки.
Недостатком такого поддона является недостаточная обтюрация метающих газов. В случае их прорыва через обтюратор ведущая втулка может сместиться вперед, что при
конусной форме модели приведет к появлению зазора между ней и ведущей втулкой и, как следствие, к разрушению модели под воздействием нескомпенсированного внутреннего давления метающих газов.
Решаемой технической задачей является создание поддона для подкалиберной модели, обеспечивающего надежную обтюрацию метающих газов и эффективное расхождение поддона и модели после выхода из канала ствола без возмущения траектории полета модели. Ожидаемый технический результат заключается в повышении информативности аэробаллистического эксперимента.
Технический результат достигается за счет использования поддона для подкалиберной модели с донной полостью, содержащего ведущую втулку, охватывающую боковую поверхность модели и состоящую из сегментов, и обтюратор в виде кольца. Ведущая втулка снабжена кольцевой фаской на наружной поверхности торца и внутренним уступом, на который оперт торец модели, на внешней поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в которую установлено дополнительное разрезное обтюрирующее кольцо, разрезы которого совмещены с разрезами сегментов ведущей втулки. Обтюратор установлен в непосредственном контакте с торцом и фаской ведущей втулки.
Сопоставительный анализ предлагаемого решения и прототипа показывает, что заявляемый поддон для подкалиберной модели отличается от известного следующей совокупностью новых конструктивных признаков:
- ведущая втулка снабжена кольцевой фаской на наружной поверхности торца;
- ведущая втулка снабжена внутренним уступом, на который оперт торец модели;
- на внешней поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в которую установлено дополнительное разрезное обтюрирующее кольцо;
- разрезы дополнительного обтюрирующего кольца совмещены с разрезами сегментов ведущей втулки;
- обтюратор установлен в непосредственном контакте с торцом и фаской ведущей втулки.
Снабжение ведущей втулки кольцевой фаской на наружной поверхности торца обеспечивает образование клиновидного уплотнения в зоне сопряжения втулки и обтюратора.
Снабжение ведущей втулки внутренним уступом, на который оперт торец модели, исключает возможность ее перемещения относительно модели. Кроме того, при действии
давления метающих газов на внутреннюю боковую поверхность уступа увеличивается интенсивность расхождения сегментов ведущей втулки в радиальном направлении и, благодаря этому, уменьшаются возмущения траектории полета модели.
Выполнение на внешней поверхности втулки кольцевой проточки, в которую установлено дополнительное разрезное обтюрирующее кольцо, создает дополнительные условия обтюрации метающих газов в случае их прорыва через основной обтюратор, повышая тем самым надежность конструкции.
Совмещение разрезов дополнительного обтюрирующего кольца с разрезами сегментов ведущей втулки создает условия для их беспрепятственного разведения.
Размещение обтюратора в непосредственном контакте с торцом и фаской ведущей втулки обеспечивает условия обтюрации метающих газов путем расклинивания в зазоре между поверхностью канала ствола и наружной фаской ведущей втулки деформируемого клиновидного выступа обтюратора.
На фиг.1 изображена конструкция поддона 1 для подкалиберной модели 2.
На фиг.2 изображено поперечное сечение А-А поддона.
На фиг.3 изображено поперечное сечение Б-Б поддона по дополнительному обтюрирующему кольцу.
На фиг.4 изображен укрупнено элемент В.
Поддон 1 состоит из:
- отделяемой от модели ведущей втулки 3, состоящей из сегментов 4, охватывающих боковую поверхность модели 2 и имеющих внутренний уступ 5, на который оперт торец модели. На наружной поверхности торца втулки 3 выполнена кольцевая фаска 6;
- обтюратора 7 в виде кольца, установленного в непосредственном контакте с торцом и фаской ведущей втулки 3;
- дополнительного разрезного обтюрирующего кольца 8, расположенного в кольцевой проточке 9, выполненной на внешней поверхности втулки 3, причем разрезы кольца совпадают с разрезами сегментов ведущей втулки.
Предлагаемая конструкция работает следующим образом. Под действием давления метающих газов поддон 1 с моделью 2 разгоняется по стволу 10 баллистической установки. При этом полость модели заполняется газом, давление которого нагружает модель изнутри. Благодаря тому, что часть усилия со стороны метающего газа передается непосредственно на поверхность Г полости модели, снижается величина напряжений сжатия в ее стенке от действия силы инерции при разгоне поддона 1 с моделью 2 в стволе.
Сегменты 4 ведущей втулки 3, находясь в условиях всестороннего сжатия, плотно охватывают находящую в контакте с ними наружную поверхность модели, обеспечивая жесткое закрепление модели в поддоне. Уступ 5 сегментов ведущей втулки 3 исключают возможность ее перемещения относительно модели.
Клиновидный выступ обтюратора 7, выполненного из деформируемого материала, под воздействием метающих газов расклинивается путем вхождения его в зазор между поверхностью канала ствола 10 и фаской 6 ведущей втулки 3, обеспечивая тем самым обтюрацию метающих газов.
Дополнительное обтюрирующее разрезное кольцо 8, находящееся в проточке 9 ведущей втулки 3, улучшает условия обтюрации метающих газов и в случае их прорыва через обтюратор 7 исключает их перетекание в объем ствола 10, находящийся перед моделью. Этим повышается надежность работы конструкции.
При выходе из канала ствола 10 сегменты 4 ведущей втулки 3 отходят от модели 2 в радиальном направлении за счет давления скоростного напора, действующего на носовую часть ведущей втулки, и давления метающих газов, взаимодействующих с внутренней боковой поверхностью уступов 5. Параллельное радиальное перемещение сегментов 4 втулки 3 относительно оси модели 2 снижает возмущения траектории ее полета.
Разрезы Д дополнительного обтюрирующего кольца 8, совпадающие с разрезами Е сегментов ведущей втулки, создают условия для их беспрепятственного разведения.
Предлагаемый поддон обеспечивает возможность испытания аэродинамических моделей с тонкими и малопрочными стенками полой хвостовой части и диаметром миделя, почти равным калибру ствола. При этом реализуется надежная обтюрация метающих газов и эффективное разделение поддона и модели после выхода из канала ствола без возмущения траектории полета модели. Все это, в конечном итоге, позволяет повысить информативность аэробаллистического эксперимента.
Техническое решение прошло экспериментальную проверку, которая подтвердила его работоспособность.
Поддон для подкалиберной модели с донной полостью, содержащий ведущую втулку, охватывающую боковую поверхность модели и состоящую из сегментов и обтюратор в виде кольца, отличающийся тем, что ведущая втулка снабжена кольцевой фаской на наружной поверхности торца и внутренним уступом, на который оперт торец модели, на внешней поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в которую установлено дополнительное разрезное обтюрирующее кольцо, разрезы которого совмещены с разрезами сегментов ведущей втулки, а обтюратор установлен в непосредственном контакте с торцом и фаской ведущей втулки.
