Установка для метання

Изобретение относится к метательной технике, а именно к ствольным установкам для метания твердых тел различной формы и может быть использовано в артиллерийской промышленности и установках для изучения высокоскоростного взаимодействия тел. Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности признаков является установка для метания [Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях//Под ред. НА Златина и. Г.И. Машина, - М.: Наука, 1974, Наука, 1974. - С.22], содержащая заглушённый с торца цилиндрический корпус, разграниченный закрепленным в нем поршнем на каморный, снабженный отводом для подачи рабочего газа и запоршневой, содержащий взрывчатую смесь, отсеки, установленный соосно с корпусом ствол, в котором закреплено метаемое тело. Недостатком известного устройства является сложность его эксплуатации и наладки из-за больших линейных габаритов и наличия сложных механизмов торможения движущегося с высокой скоростью тяжелого поршня, что снижает скорость метаемого тела, надежность устройства в целом и усложняет его повторную эксплуатацию. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для метания, путем осуществления двухступенчатого разгона метаемого тела, производимого в противоположных направлениях в пределах одного разграниченного объема и за счет этого повышения скорости метания и надежности установки. Поставленная задача достигается тем, что в установке для метания, содержащей, заглушённый с торца цилиндрический корпус, разграниченный, закрепленным в нем поршнем на каморный, снабженный отводом для .подачи рабочего газа и запоршневой, содержащий взрывчатую смесь, отсеки, установленный соосно с корпусом ствол, в котором закреплено метаемое тело, согласно изобретению, ствол установки размещен внутри корпуса коаксиально последнему и расположенному в нем поршню, выполненному & форме кольца, при этом, ствол сообщен с корпусом окнами для передачи давления, выполненными у его торца, плотно пригнанного к заглушённому торцу корпуса. Размещение ствола установки внутри .корпуса коаксиально последнему и расположенному в нем поршню, выполненному в форме кольца* позволяет использовать внутренний объем корпуса для двухступенчатого разгона, включающего разгон поршня зарядом взрывчатой смеси в направлении, противоположном траектории движения метаемого тела, и разгон последнего легким газом, подаваемым при этом из корпуса под давлением, созданным движением поршня через окна, выполненные у торца ствола, плотно пригнанного к заглушённому торцу корпуса. Таким образом, все отличительные признаки предлагаемой установки существенны, необходимы и достаточны для достижения технического результата и в совокупности с признаками ограничительной части позволяют решить поставленную задачу - достичь гиперзвуковых скоростей метания, повысить скорость метания и надежность установки. На чертеже изображен общий вид установки. Установка для метания содержит цилиндрический корпус 1, для герметичности заглушённый крышкой 2. Закрепленный в корпусе 1 стопором 3 поршень - 4 разграничивает его на отсеки 5 и 6. Каморный отсек 5 снабжен отводом 7 для подачи рабочего газа. Запоршневой отсек 6 содержит заряд взрывчатой смеси, в качестве которой используют, например, смесь газообразного водорода с перекисью водорода в соотношении 0,4 - 0,6 от стехиометрического соотношения компонентов. Внутри корпуса 1 коаксиально последнему и поршню 4, выполненному в форме кольца, размещен ствол 8. У торца ствола 8 выполнены окна 9 для подачи рабочего газа. Торец ствола 8 плотно пригнан к крышке 2 корпуса 1. Выше уровня окон 9 в стволе 8 при помощи пояска 10 закреплено метаемое тело 11. Запоршневой отсек 6 корпуса 1 снабжен патрубками 12 для подводе компонентов взрывчатой смеси. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени в запоршневую полость 6 установки для метания через патрубки 12 подаются компоненты взрывчатой смеси, а именно газообразный водород и перекись водорода в жидкой фазе в соотношении 0,4 - 0.6 от стехиометрического соотношения этих компонентов. После заполнения запоршневого пространства смесь воспламеняют. При этом поршень 4 срывается со стопора 3 и начинает движение, сжимая водород, которым предварительно заполнен каморный отсек 5, до давления ~200МПа. Давление водорода передается через окна 9 внутрь ствола 8 в торец метаемого тела 11, которое срывается со стопорного пояска 10 и начинает движение вдоль ствола, достигая высоких скоростей порядка 2000 - 4000 м/с. После срыва тела 11 поршень продолжает движение к торцу корпуса 1 метательной установки. Благодаря наличию образованной рабочим газом подушки, поршень 7 не достигает торца корпуса 1, т.е. отсутствует мощный удар тяжелого поршня, что является значительным недостатком всех существующих систем с тяжелым поршнем. В лаборатории отдела гидридных энергоустановок ИПМАш НАН Украины произведен расчет, путем математического моделирования, заявляемого объекта изобретения для начальных параметров: Тнач водорода 673 К, Рнач водорода в каморном отсеке 45 МПа (водород получен из металлогидридного компрессора ТСК 75/6,5), начальный объем каморного отсека W K = -0,0146 м3, длина каморного отсека LKH=,83 м, позиция установки метаемого тела - LM,m. 0Т торца каморы равна 0,2 м, длина ствола Lcm,= 3 мм, диаметр ствола, в котором перемещалось тело, dcm -= 0,04 м, начальная масса водорода составляла 0,22 кг, а масса метаемого тела равнялась mm = 0,1 кг. В запоршнсвую часть установки вводилась взрывчатая смесь, состоящая из 70% водорода и 30% перекиси водорода по массе. Такое соотношение было выбрано по результатам многочисленных экспериментов, как наиболее оптимальное для целей разгона масс. После поджигания горючей смеси в запоршневом отсеке осуществлялось адиабатное сжатие водорода в каморном отсеке установки до параметров· температура Ткон = 1200 К, давление Ркон =300 МПа. Конечный объем камерного отсека составлял W кам.кон = 0,0037 м3, при этом происходил срыв метаемого тела, которое двигалось с конечной скоростью на срезе ствола Vm = 2914 м/с, что является гиперзвуковой скоростью метания, т.е. достигнута основная цель изобретения: осуществление двухступенчатого разгона метаемого тела за счет использования легкогазового принципа метания тела и использование компановочной схемы установки с уменьшением габаритов и пневматической системой улавливания тяжелого поршня, что позволяет повысить скорость метания и надежность работы всей установки.