Способ оценки взаимодействия физического поля подвижного объекта с датчиком дискретного типа и устройство для его осуществления
Использование: изобретение относиться к специальной технике, преимущественно к испытаниям взрывателей пассивных боеприпасов и средств защиты от них и предназначено для использования как при создании и производстве этих средств, так и при оценке их в приближенных к реальным условиях. Сущность изобретения: способ решает вопрос оценки работоспособности датчиков дискретного типа, в частности неконтактных взрывателей, а также средств защиты техники, изменяющих ее физические поля, и включает операции размещения большого количества датчиков в виде инертных сборок на грунте в условиях, приближенных к реальным, воздействие на них не измененными или измененными посредством защитных устройств физическими полями объектов, преимущественно, военной техники, регистрацию срабатывания датчиков и обработку результатов. Устройство содержит инертные сборки, установленные на трассе движения объекта поражения вдоль оси его движения на перпендикулярных этой оси линиях. Вдоль колеи установлены датчики местоположения объекта, которые содержат излучатели и приемники излучения. Датчики дискретного типа (инертные сборки) и приемники излучения связаны электрически двухпроводными шлейфами с регистрирующей аппаратурой - блоком индикации, который связан кабелем с аналого-цифровым преобразователем персональной ЭВМ стандартной конфигурации. В качестве источника направленного излучения используется источник инфракрасного или монохроматического светового излучения. Блок индикации включает источник постоянного тока с плюсовой и минусовой шинами, n-идентичных каналов преобразования, каждый из которых содержит выпрямительный мост, индикатор, например, светоизлучающий диод, электронный ключ, делитель напряжения с резисторами и двухпроводный тракт для датчика дискретного типа. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области испытания специальной техники, преимущественно для оценки работоспособности взрывателей пассивных боеприпасов и средств защиты от них. Оно может быть использовано при создании и производстве взрывателей, а также средств защиты от них наземных подвижных объектов.
Проблема оценки работоспособности взрывателей встала с появлением первых пассивных (цель движется к средству поражения) боеприпасов и практически одновременно начавших развиваться способов и средств защиты объектов поражения от этих боеприпасов. Изобретение решает проблему испытаний работоспособности мин с неконтактными магнитными взрывателями (НМВ) и средств электромагнитной системы защиты (ЭМЗ), которые изменяют структуру магнитных полей наземных подвижных объектов (ПО), а также обеспечивают формирование таких полей на безопасном удалении объекта от мин при преодолении им взрывных заграждений, содержащих мины с НМВ. В основу способов оценки работоспособности этих боеприпасов вошло использование инертных (разоруженных) взрывателей инертных сборок (далее - "сборок"). От боевых взрывателей сборки отличаются отсутствием средств взрывания, а также наличием специальных выводов от исполнительной цепи электронной схемы для подключения к средству имитации (электровоспламенитель, электродетонатор и т.п.) или регистрации (осциллограф, самописец и т. д.) процесса срабатывания взрывателей. Таким образом, решение вопроса сводится к оценке срабатывания датчика дискретного типа при воздействии на него физического поля подвижного объекта. Изобретение позволяет решить эту задачу, обеспечивая с высокой степенью достоверности оперативную оценку в условиях, максимально приближенных к реальным, работоспособности устройств с неконтактными датчиками дискретного типа (сборок) при их взаимодействии с естественными или измененными физическими полями техники. В известных решениях для контроля и сортировки запальных устройств оценка работоспособности производится путем замера электрического сопротивления изделия [1,2] Такой контроль применим только в стационарных условиях предприятия, выпускающего указанную продукцию, однако остается нерешенным вопрос оценки вероятностного показателя работоспособности этих средств в условиях штатного применения. Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков являются способ и устройство для проверки работоспособности электрического контура взрывателя в боеприпасе, когда проверяемый образец - боеприпас с датчиком, соединенным электрическим кабелем с измерительным и регистрирующим приборами и электрически подключенным к контуру заряда и/или разряда воспламенительного конденсатора, являющегося источником воспламенительного импульса, размещают в положение реального использования в пусковой трубе, осуществляют запуск, устанавливают факт срабатывания, регистрируя во времени изменяющийся потенциал по величине его колебаний и оценивают сравнением с инертным функционированием указанного контура в боеприпасе работоспособность взрывателя (датчика дискретного типа) [3] Это изобретение позволяет получить достаточно достоверную информацию о работоспособности датчика взрывателя функционирующего боеприпаса. Однако при большом внешнем сходстве решаемых задач (оценка работоспособности датчика средства поражения при сближении с объектом поражения) и наличии ряда общих существенных признаков известное техническое решение невозможно механически перенести на решение проблемы оценки этих средств при массовом применении их в наземных условиях, когда сближение средства поражения и объекта поражения происходит при движении последнего навстречу неподвижно установленным на твердой опоре боеприпасам (минам с НМВ). Основной задачей изобретения является создание нового способа с реализацией его в устройстве, обеспечивающем расширение технических средств оценки взаимодействия физического поля подвижного объекта с датчиком дискретного типа, например взрывателя, и технический результат изобретения заключается в решении этой задачи. Кроме того, решается задача обеспечения высокой степени достоверности при невозможной ранее оперативности получения информации, чем обеспечивается радикальное сокращение затрат времени и средств при проведении испытаний. Решается также задача оценки работоспособности не только датчиков средств поражения, но и средств защиты подвижных объектов поражения, изменяющих физическое поле этих объектов. Указанный технический результат достигается тем, что в способе оценки взаимодействия физического поля подвижного объекта с датчиком дискретного типа, включающем размещение в положение реального использования проверяемых образцов, электрически связанных с регистрирующей аппаратурой и электрически подключенных к источнику воспламенительного импульса, осуществление запуска, регистрацию во времени момента срабатывания и обработку результатов с определением работоспособности датчика в качестве проверяемых образцов используют инертные сборки взрывателей пассивных боеприпасов, размещение их осуществляют на грунте на прямолинейном участке, а запуск производят перемещением на этом участке объектов поражения, причем инертные сборки устанавливают сериями на линиях, перпендикулярных оси движения объекта поражения, равномерно в серии и на заданных расстояниях между линиями, при этом регистрируют местоположение объекта поражения относительно сборок в момент срабатывания взрывателей, а работоспособность датчика определяют по срабатыванию взрывателя. Кроме того, работоспособность датчика оценивают как отношение количества инертных сборок взрывателей, сработавших под днищем незащищенного объекта поражения, к общему количеству проверяемых образцов по результатам статистической обработки накопленных реализаций, при этом работоспособными считаются датчики, сработавшие с вероятностью не ниже 0,9. При этом инертные сборки размещают на расстояниях, исключающих взаимное влияние между их электронными схемами. Причем объект поражения относиться к подвижным средствам наземной военной техники. Испытания проводят в режиме парных заездов, при которых объект поражения перемещается попеременно в противоположных направлениях, при этом на трассе движения серии сборок устанавливаются на равных расстояниях в нечетном количестве, а местоположение объекта поражения регистрируется относительно центральной линии. Испытания проводят в два этапа, причем на первом определяют вероятность срабатывания взрывателей при прохождении над ними незащищенного объекта поражения, на втором при наличии на объекте поражения защиты, при этом защита считается работоспособной при срабатывании датчиков по объекту поражения с вероятностью не более 0,1. Длина трассы выбирается из условия возможности разгона объекта поражения до максимальной скорости на третьей части ее общей длины. Оценка взаимодействия физического поля объекта с датчиком дискретного типа осуществляется при размещении проверяемых образцов как в межколейной зоне, так и за ее пределами, при этом определяется ширина зоны действия защиты при заданной вероятности срабатывания инертных сборок взрывателей. Устройство для оценки взаимодействия физического поля подвижного объекта с датчиком дискретного типа, содержащее систему регистрации срабатывания датчика, включающую регистрирующую аппаратуру, электрически связанную с выходной цепью его электронной схемы, подключенной к источнику воспламеняющего импульса снабжено системой регистрации местоположения подвижного объекта с датчиками местоположения, выполненными в виде источника направленного излучения и приемника, а регистрирующая аппаратура выполнена в виде блока индикации срабатывания сборок, при этом выходные цепи датчиков дискретного типа и электрические схемы приемников излучения подключены через блок индикации срабатывания сборок к соответствующим каналам аналого-цифрового преобразователя ЭВМ. При этом в качестве источника направленного излучения использован источник инфракрасного или монохроматического светового излучения. Кроме того, датчик излучения снабжен автономным источником электропитания, например, аккумулятором. Блок индикации срабатывания сборок включает источник постоянного тока с плюсовой и минусовой шинами, соединенными последовательно через замыкатель, размыкатель и n- каналов преобразования, каждый из которых содержит выпрямительный мост, индикатор, например, светоизлучающий диод, электронный ключ, делитель напряжения и двухпроводный тракт, электрически связывающий выводы электронной схемы датчика дискретного типа с диагональю переменного тока выпрямительного моста, диагональ постоянного тока которого подключена положительным выводом к управляющему электроду электронного ключа, а отрицательным выводом к средней точке делителя напряжения, соединяющего катод ключа с минусовой шиной, причем анод ключа через индикатор соединен с плюсовой шиной, средняя точка делителя связана электрически через разъем с соответствующим каналом аналого-цифрового преобразователя, через этот же разъем подключен двухпроводный тракт, которым электрически связан выход схемы приемника излучения с соответствующим каналом аналого -цифрового преобразователя, общая шина которого подключена через тот же разъем к минусовой шине блока. В устройстве источник направленного излучения выполнен с двумя излучателями и двумя приемниками, а выходные цепи приемников подключены к одному каналу аналого -цифрового преобразователя встречно относительно друг друга, что позволяет устранить погрешности при определении скорости объекта поражения и расстояния его от сработавших сборок. Изобретение иллюстрируется следующими рисунками. На фиг.1 и 2 изображен участок трассы для испытаний с размещенной на нем аппаратурой (вид сверху) с одним и двумя отметками местоположения объекта поражения соответственно; на фиг. 3-4 вид сбоку на измерительную площадку соответственно при одном и двух отметчиках местоположения объекта поражения; на фиг. 5 принципиальная электрическая схема блока индикации срабатывания (БИР); на фиг.6 и 7 типовые диаграммы напряжений работы канала преобразователя соответственно с одним и двумя отметчиками местоположения. На прямолинейном участке местности (трассе движения объекта поражения) на земле установлены инертные сборки 1. Объект поражения 2 с лобовой кромкой 3 перемещается вдоль оси движения 4, перпендикулярно которой на линиях 5 размещены инертные сборки 1. Объект 2 движется по колеям 6, вдоль которых установлены датчики его местоположения, содержащие излучатели 7 и приемники излучения 8, оси 9 излучения которых совпадают по меньшей мере с одним из направлений линии 5 размещения инертных сборок и плоскостью 10 (фиг.2) продольного миделева сечения объекта 2. Инертные сборки 1 и приемники излучения 8 связаны электрически двухпроводными шлейфами, объединенными в общие жгуты, с блоком индикации 11. Сборки 1 оцифрованы двухзначным кодом, где первый знак соответствует номеру направления от i до "k", а второй номеру ряда от 1 до "n". БИР 11 связан кабелем с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 12 персональной ЭВМ 13 стандартной конфигурации. БИР 11 (фиг.5) включает источник 14 постоянного тока, идентичные каналы преобразования, количество которых с учетом канала приемника 8 излучения не более количества каналов АЦП12 и не менее количества (k,n) инертных сборок 1, установленных на местности, причем каждый канал преобразования включает двухпроводный шлейф 15, электрически связывающий выводы электронной схемы сборки 1 с диагональю переменного тока выпрямительного моста 16, диагональ постоянного тока которого подключена положительным выводом к управляющему электроду электронного ключа 17, а отрицательным выводом к средней точке делителя напряжения, включающего резисторы 25, 26, электрически связывающего катод ключа 17 с минусовой шиной 18 блока 11, плюсовая шина 19 которого связана электрически с анодом ключа 17 через индикатор 20; средняя точка делителя с резисторами 25, 26 также связана электрически через разъем 21 с соответствующим каналом АЦП 12, общая шина которого подключена через этот же разъем к минусовой шине 18 блока 11. Через этот же разъем 21 подключен двухпроводный шлейф 22, связывающий электрический выход схемы приемников 8 излучения и соответствующий канал АЦП. Источник постоянного тока 14 подключен к соответствующим шинам 18 и 19 блока 11 через соединенные последовательно замыкатель 23 и размыкатель 24. Полное сопротивление делителя (24-25) определяют из условий: Iуд



Iдоп предельно допустимый ток отпирания ключа 17;
Uо амплитуда импульса напряжения на выводах сработавшей электронной схемы инертной сборки 1;
R 25 сопротивление резистора 25 от катода ключа 17 до средней точки делителя. Значение сопротивления 26 определяют условием: R 26

Rвх входное сопротивление канала АЦП. Особенностью инертных сборок 1, определившей конструкцию БИР, является то, что они представляют собой в момент срабатывания автономные генераторы однополярных единичных импульсов напряжения малой длительности (единицы миллисекунд) и амплитуды (единицы вольт), причем полярность сигнала по выводам неизвестна. Способ реализуется следующим образом. Размечается трасса движения объекта поражения. Инертные сборки 1 взрывателей пассивных боеприпасов устанавливаются вдоль трассы на равных расстояниях на перпендикулярных оси движения объекта поражения направлениях (линиях) 5 на равных выбранных расстояниях друг от друга вдоль этих направлений. Вне колеи 6 движения устанавливают датчик (датчики) местоположения подвижного объекта поражения, причем источник направленного излучения 7 устанавливается по одну сторону колеи, а приемник 8 по другую. Перед началом испытаний определяют максимальную длину L участка местности, на котором объект должен перемещаться равномерно и прямолинейно, по следующему выражению:
L = n



где n количество точек, записываемых в процессе одного прохода объекта по участку, которое определяется резервом оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) ЭВМ в ед.

Umax максимальная скорость движения объекта поражения в цикле испытания км/ч;
3,6 коэффициент перевода км/ч в м/с. В примере осуществления способа значения исходных показателей составили: n 16000;



где 1 и 2 разряды последние цифры года испытаний; 3 разряд первая буква места испытаний; 4 и 5 разряды порядковый номер заезда; 6 и 7 разряды цифровое обозначение объекта поражения; 8 разряд резерв. Информация о количестве и типах испытанных сборок используется для архивации результатов каждого заезда в виде базы данных, которая вызывается с магнитного диска при обращении по коду. Длина продольного миделева сечения объекта используется в процессе предварительной обработки результатов заезда для определения действительной скорости его движения, а ее значение архивируется в составе базы данных по заезду. Предполагаемая скорость движения Vрасч предлагается на экране как максимальная в этом заезде, причем пользователь должен выбрать из следующего ряда: 10; 20; 30; 40 км/ч. В соответствии с выражением:
M Vmax/Vрасч
программа определяет значение поправочного коэффициента M переключения АЦП с одного канала измерения на другой и изменяет его до уровня




Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6