24. Средства измерения начальной скорости снаряда (рамы – мишени, соленоидная блокировка, фотоэлектронная блокировка).

Все многообразие средств измерения начальной скорости снаряда можно разделить на два типа – устройства, измеряющие время пролета снарядом участка траектории определенной длины, и устройства, измеряющие текущее значение скорости снаряда. К первому типу относятся контактные и бесконтактные блокировки, ко второму – доплеровские радиолокационные комплексы.

Рамы-мишени

Рамы-мишени представляют собой контактные блокирующие устройства, применяемые совместно с баллистическими хронометрами. Основным элементом рам-мишеней является натянутая проволока (мишура), образующая сетчатый экран на пути снаряда. Все отрезки проволоки соединены последовательно и включены в цепь постоянного тока. В момент попадания снаряда в раму-мишень происходит обрыв проволоки и пропадание тока в электрической цепи, что служит сигналом прохождения снарядом контрольной точки. При измерениях пара рам-мишеней располагается на таком расстоянии, чтобы снаряд пробивал мишени с интервалом более 0,1 сек. Это делается для того, чтобы снизить влияние одной из основных погрешностей, связанной с тем, что мишура до разрыва вытягивается, затрудняя тем самым точную регистрацию момента пролета снаряда.

К основным достоинствам блокировки с помощью рам-мишеней следует отнести простоту их устройства и низкие требования к линии связи. Основными недостатками данного метода являются:

- растяжение мишуры перед разрывом;

- необходимость навивки новой мишуры после каждого выстрела и невозможность определение скорости снаряда в очереди при автоматической стрельбе;

- неоднократные замыкания и размыкания цепи после пролета снаряда вследствие болтания концов разорванной мишуры;

- невозможность измерений скорости при стрельбе под большими углами возвышения;

- невозможность применения при стрельбе снарядами в окончательном снаряжении из-за риска срабатывания взрывателя при попадании в мишуру.

Для уменьшения вытяжения мишуры перед разрывом и ликвидации ее болтания после разрыва иногда ее наклеивают на картонные листы. Для оценки скорости отдельных снарядов при автоматическом огне используют фольговые мишени, представляющие собой оклеенные с обеих сторон металлической фольгой листы картона. Срабатывание блокировки соответствует моменту короткого замыкания между фольговыми обкладками через корпус снаряда, пробивающего мишень.

Принципиальным недостатком всех контактных блокировок является их малая живучесть, так как они постепенно разрушаются от выстрела к выстрелу.

Соленоидная блокировка

Соленоидная блокировка основана на принципе наведения импульсов ЭДС в соленоидах, расположенных на некотором расстоянии L(см. рис. 5.5) при пролете внутри них намагниченного снаряда. Наиболее распространенный тип соленоида представляет собой рамку размером 1000 х 1200 мм, на которой закреплена обмотка из 250 витков медного провода сечением 0,3 мм. Импульс ЭДС будет иметь форму двух полуволн противоположного знака (рис. 5.6), а за отсчет времени пролета снаряда принимается точка перехода через нулевой уровень.

Применение соленоидов для блокировки измерительного участка траектории требует выполнения ряда условий:

• соленоиды должны иметь число витков достаточно большое для получения необходимой амплитуды импульсов, но не приводящее к росту емкости обмоток и возникновению в них колебаний;

• соленоид должен быть максимально плоским, чтобы не происходило разделение импульсов (рис. 5.6 б), снижающее точность отсчета времени;

• просвет соленоида должен быть как можно меньше для наиболее полного использования магнитного поля снаряда;

• положение пролета снаряда в обоих соленоидах должно быть одинаковым.

Рис. 5. 4. Соленоидная блокировка.

Рис. 5. 5. Соленоидный импульс ЭДС:

а - плоский соленоид; б - длинный соленоид.

Для использования соленоидной блокировки снаряд перед выстрелом должен быть намагничен. Избежать необходимости намагничивания позволяет использование электростатической блокировки, основанной на эффекте естественной электризации снарядов при выстреле (до нескольких тысяч вольт). В этом случае вместо катушек соленоидов ставятся кольцевые антенны (замкнутое металлическое кольцо). При пролете происходит электризация кольца (изменяется его потенциал относительно земли), что приводит к появлению тока в цепи антенны.

Фотоэлектронная блокировка

Фотоэлектронная блокировка представляет собой совокупность источников света (светодиодов) и приемников светового излучения (фотодиодов). Пролетающий контрольную плоскость снаряд затеняет часть фотодиодов, что приводит к импульсному изменению тока в цепях фотодиодов, что фиксируется баллистическим хронометром.

Рис. 5. 6.Фотоэлектронная блокировка ФЭБ-4СМ.

На рисунке 5.7 представлена фотоэлектронная блокировка, выпускаемая СКБ измерительной аппаратуры (г. Нижний Тагил). Причем система ФЭБ-7 имеет жесткую раму, а контрольные плоскости системы ФЭБ‑4СМ могут располагаться на произвольном расстоянии. Фотоэлектронная блокировка ФЭБ-4СМ позволяет измерять скорости снарядов калибра 30 мм и более в диапазоне от 650 до 2000 м/с, а блокировка ФЭБ-7 предназначена для измерения скоростей малокалиберных снарядов (до 50 мм) и пуль калибром более 5 мм в диапазоне от 50 до 1000 м/с.

Один из современных вариантов фотоэлектронной блокировки для пуль и дроби описан ниже.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПУЛЬ И ДРОБИ

«ПОЛЕТ ИС - 01»

Рис. 5.4. Автономный регистратор давления.