Аннотация
Введение 5
1 Разработка и изготовление вакуумной баллистической установки 7
2 Регистрация сигналов на вакуумной баллистической установке 11
2.1 Регистрация фотоэлектрическими устройствами 11
2.2 Регистрация сигналов с индуктивных датчиков 16
2.2.1 Определение скорости по трём датчикам 16
2.2.2 Определение скорости по восьми датчикам 24
2.2.2.1 Схема регистрации сигналов с применением конденсатора 24
2.2.2.2 Схема регистрации сигналов без применения конденсатора 33
2.3 Регистрация сигналов СВЧ-радара 42
Заключение 45
Список литературы 46
Существует несколько способов разгона снаряда в стволе: разгон пружиной, сгоранием порохового заряда, сжатым воздухом, силой магнитного поля. Пружина предварительно сжимается и за счет силы упругости возвращается в первоначальное положение, придавая снаряду скорость. Такому оружию не нужен доступ к электричеству, насос, запас сжатого воздуха или топливо. Вся энергия для выстрела запасается вручную деформацией пружины. Недостаток этого оружия в том, что пружина не может разжаться со слишком большой скоростью, чтобы придать ее снаряду [1].
В огнестрельном оружии порох (иное горючее вещество), сгорая, образует пороховые газы, многократно превосходящие в объеме сам порох в нормальных условиях, и за счет этого газы под возникшим давлением толкают снаряд в канале ствола. Такое оружие обладает достаточно большими скоростями выстрела - вплоть до 2 км/с. Дальнейшее увеличение скорости невозможно из-за молекулярной массы самих газов [2].
Сжатый воздух также разгоняет снаряд повышенным давлением [3], изначально созданным предварительной накачкой воздуха в баллон. Заправлять подобное оружие можно тремя способами:
1. Ручным насосом высокого давления. Способ наиболее дешев и автономен, но процесс заправки занимает много времени.
2. Компрессором. Заправка идёт гораздо быстрее, но компрессор требует доступ к электричеству.
3. Заправочной станцией. Недостаток один: большой баллон станции также нуждается в заправках.
Для любого пневматического оружия с баллоном в качестве источника энергии для выстрелов опасны высокие температуры, поскольку под их действием в баллоне возрастает давление и он может лопнуть.
Также существуют так называемые легкогазовые пушки. При поджигании порохового заряда продукты сгорания разгоняют поршень, который сжимает легкий газ. При достижении определенного давления легкого газа в камере сжатия легкий газ, устремляясь в ствол, разгоняет снаряд. Скорость разгона снаряда в значительной степени зависит от кинетической энергии поршня, сжимающего газ.
Легкий газ может разогнаться до намного больших скоростей, чем воздух, из-за малой молекулярной массы (водород - 2 г/моль, гелий - 4 г/моль), и скорость выстрела из легкогазовой пушки может доходить до 10 км/с.
Известны легкогазовые пушки, в которых разгон метаемого объекта осуществляется с помощью сжатого и разогретого импульсом электрического тока гелия или водорода. Недостатком таких пушек является сложность конструкции, необходимость использования дорогостоящих и громоздких импульсных источников электрического тока [4].
Но есть и такие баллистические установки, которым не требуется для стрельбы ни баллон со сжатым воздухом, ни лёгкий газ с поршнем. В качестве рабочего тела они используют окружающий воздух и называются вакуумными баллистическими установками.
Цель работы: изучение и анализ методов и способов бесконтактной регистрации движения тел в стволе вакуумной баллистической установки.
На данном этапе работы:
1. Разработана вакуумная баллистическая установка (ВБУ);
2. Изготовлены фотоэлектрические и индуктивные системы регистрации пролёта снаряда в стволе ВБУ;
3. Получены скорость снаряда перед выходом из ствола, а также средняя скорость движения снаряда в стволе пушки;
4. Проведена доработка баллистического стенда путем изготовления и установки восьми индуктивных датчиков, расположенных вдоль ствола.
5. Проведена серия экспериментов по измерению средней скорости движения тел на семи участках ствола вакуумной баллистической установки (1 способ).
6. Проведён анализ полученных результатов и определены средние скорости тела на каждом из 7 участков ствола.
7. Также проведена серия экспериментов по измерению скорости движения снаряда в восьми точках ствола в зависимости от амплитуды сигнала (2 способ).
8. Проведён анализ и сравнение результатов, полученных 1 и 2 способом.
9. Получены графики скоростей по данным СВЧ-радара и проведены анализ и сравнения с графиками на предыдущих методах регистрации.
