Спосіб визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї

1. Спосіб визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, який включає створення серії імпульсних звукових сигналів у вхідному отворі приладу і вимірювання, обробку та оцінку параметрів, що характеризують ефективність приладу, наприклад показника зниження рівня звуку на виході, який відрізняється тим, що імпульси звукового сигналу отримують шляхом подачі на вхід приладу імпульсних порцій стиснутого повітря в режимі надзвукової течії, послідовно монотонно змінюють значення тиску в порції та для кожної порції реєструють параметри, що характеризують ефективність приладу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ефективність зниження рівня звуку приладу в натурних умовах визначають по формулі 2 3 ефективність (в основному це піковий, максимальний шум, виміряний на певній відстані від глушника). Недоліком вказаного способу є використання досить складного і дорогого устаткування, яке включає, перш за все, бойову зброю і боєприпаси, а також обов'язкові умови їх використання (тири, полігони, навчений і перевірений персонал і ін.), що призводить до істотного підвищення вартості випробувань. Слід зазначити, що стандарт Армії США MIL-STD-1474D було розроблено для оцінки ризику порушення слуху на кораблі, в літаку та в умовах місцевого шуму і не призначено для визначення ефективності зниження рівня звуку пострілу із стрілецької зброї і оцінки його сприйняття стрільцем або спостерігачем. За стандартом Армії США, що визначає ризик порушення слуху, вимірюється піковий шум і не враховується інтегральна потужність звуку, що дуже важливо при вимірюванні дії звукової енергії на організм людини. Складність способу призводить до зростання собівартості кінцевого результату. Найбільш близьким по своїй технічній суті до заявленого корисної моделі (прототипом) є спосіб, описаний в «Методике проведения исследований эффективности снижения звука выстрела экспериментальными образцами приборов ПСУЗВ в стрелковом автоматическом оружии» [Ручное огнестрельное оружие бесшумного боя. Приборы снижения уровня звука выстрела для автоматов. Проектирование и экспериментальная отработка / Коновалов Н.А., Пилипенко О.В., Скорик А.Д., Кваша Ю.А., Коваленко В.И. - Днепропетровск: НАН Украины и НКА Украины, Институт технической механики, 2008. - 303 с.]. За цим способом ефективність приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, що містить порожнистий корпус з наскрізним отвором і вузол стиковки з підвідним патрубком, оцінюється шляхом створення серії імпульсних звукових сигналів у вхідному отворі глушника (проведення серії пострілів) і вимірювання, обробки і оцінки параметрів, що характеризують ефективність приладу, наприклад, зниження рівня звуку на виході. Загальними ознаками у відомому і заявленому технічних рішеннях є: створення серії імпульсних звукових сигналів у вхідному отворі приладу і вимірювання, обробка і оцінка параметрів, що характеризують його ефективність, наприклад, значення зниження рівня звуку на виході. Недоліком способу-прототипу є використання складного і дорогого устаткування, зв'язаного із застосуванням вогнепальної зброї, його обслуговуванням і зберіганням. Це - перш за все: зброя і боєприпаси, а також - тири, полігони, навчений і перевірений персонал і ін. Все вказане призводить до істотного підвищення вартості випробувань. При цьому слід зазначити, що прилади зниження рівня звуку являть собою системами, ефективність яких залежить від ряду параметрів (вхідних, внутрішніх і експлуатаційних), а випробування їх з метою визначення екстремальних значень ефективності бажано проводити за умов, суміжних з робочими режимами. Крім того, при продуванні приладів зниження рівня звуку пострілу чистим і 50410 4 осушеним повітрям виключається вплив на вимірювання і візуалізацію потоку включень іншої фази, склад якої може відрізнятися для окремих випробувань (при використанні бойових зарядів). В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалення способу визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, який включає створення серії імпульсних звукових сигналів у вхідному отворі приладу і вимірювання, обробку і оцінку параметрів, що характеризують його ефективність, наприклад, значення зниження рівня звуку на виході, в якому за допомогою отримання імпульсів звукового сигналу шляхом подачі на вхід приладу імпульсних порцій повітря в режимі надзвукової течії, послідовно монотонно змінюють значення тиску в порції і для кожної порції реєструють параметри, що характеризують ефективність приладу. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, який включає створення серії імпульсних звукових сигналів у вхідному отворі приладу і вимірювання, обробку і оцінку параметрів, що характеризують його ефективність, наприклад, значення зниження рівня звуку на виході, імпульси звукового сигналу отримують шляхом подачі на вхід приладу імпульсних порцій повітря в режимі надзвукової течії, послідовно монотонно змінюють значення тиску в порції і для кожної порції реєструють параметри, що характеризують ефективність приладу. Крім того, ефективність зниження рівня звуку приладу в натурних умовах визначають по формулі LПЗРЗП k Lім, дБ, де LПЗРЗП - ефективність приладу зниження рівня звуку пострілу, Lім - ефективність приладу зниження рівня звуку при випробуваннях на стиснутому повітрі, k = LПЗРЗП нат / LПЗРЗП ІМ , де LПЗРЗП нат ~ рівень звуку пострілу, виміряний в натурних умовах, LПЗРЗП ІМ - рівень звуку пострілу, виміряний при випробуваннях на стиснутому повітрі. Крім того, тривалість подачі порцій повітря задають за допомогою швидкодіючих пневматичних клапанів, що встановлені на підвідному патрубку. Крім того, тиск подачі порцій повітря задають за допомогою редуктора тиску повітря, що встановлений на підвідному патрубку. Крім того, найближчий до вузла кріплення клапан виконано у вигляді діафрагми, яку руйнують, збільшуючи тиск в патрубку. Такі істотні відмітні ознаки способу визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, як «... імпульси звукового сигналу отримують шляхом подачі на вхід приладу імпульсних порцій повітря в режимі надзвукової течії, послідовно монотонно змінюють значення тиску в порції і для кожної порції реєструють параметри, що характеризують ефективність приладу», - є достатніми у всіх випадках, на які розповсюджується обсяг правового захисту. Решта відміт 5 них ознак характеризує спосіб в окремих випадках його здійснення. Наявність в способі визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, операції «... імпульси звукового сигналу отримують шляхом подачі на вхід приладу імпульсних порцій повітря в режимі надзвукової течії, послідовно монотонно змінюють значення тиску в порції і для кожної порції реєструють параметри, що характеризують ефективність приладу» дозволяє проводити випробування без застосування дорогих: зброї та боєприпасів. З цього виходить, що при використанні заявленого способу немає необхідності отримувати дозволи на володіння, зберігання і використання зброї і боєприпасів. При реалізації заявленого способу з'являється можливість випробовувати прилади зниження рівня звуку за умов, суміжних з робочими і номінальними (тобто підвищити достовірність вимірюваних і оцінюваних параметрів), оскільки ефективність приладів залежить від ряду параметрів (вхідних, внутрішніх і експлуатаційних). Крім того, підвищується достовірність газодинамічного експерименту через відсутність задимлення і незгорілих частинок пороху. Наявність в способі визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, операції «ефективність зниження рівня звуку приладу в натурних умовах визначають по формулі LПЗРЗП k Lім, дБ, де LПЗРЗП - ефективність приладу зниження рівня звуку пострілу, LiІМ - ефективність приладу зниження рівня звуку при випробуваннях на стиснутому повітрі, k = LПЗРЗП нат / LПЗРЗП ІМ , де LПЗРЗП нат ~ рівень звуку пострілу, виміряний в натурних умовах, LПЗРЗП ІМ - рівень звуку пострілу, виміряний при випробуваннях на стиснутому повітрі - дозволить враховувати досвід використання і експлуатації ПЗРЗП і випробування їх на «холодному газі», без застосування бойової зброї та боєприпасів. Методику визначення середнього значення рівня звуку пострілу приведено, наприклад, в монографії «Ручное огнестрельное оружие бесшумного боя. Приборы снижения уровня звука выстрела для автоматов. Проектирование и экспериментальная отработка» / Коновалов Н.А., Пилипенко О.В., Скорик А.Д., Кваша Ю.А., Коваленко В.И. Днепропетровск: НАН Украины и НКА Украины, Институт технической механики, 2008. - 303с. Операція - «тривалість подачі порцій повітря задають за допомогою швидкодіючих пневматичних клапанів, що встановлені на підвідному патрубку», - дозволить з мінімальними витратами оцінити ефективність приладу зниження рівня звуку пострілу при випробуваннях на «холодному повітрі». При цьому забезпечується можливість задавати шумові імпульси необхідної тривалості і інтенсивності. У літературі відмічено, що окремі конструктивні вузли газодинамічних глушників звуку поглинають (або випромінюють) звукові коливання певних частот і інтенсивності. Слід проводи 50410 6 ти випробування, виявляючи вказані особливості. Тільки в цьому випадку отриманий експериментальний результат буде найбільш достовірним. Наявність в способі ознаки - «тиск подачі порцій повітря задають за допомогою редуктора тиску повітря, що встановлений на патрубку», дозволить задавати будь-який тиск на вході в ПЗРЗП, виявляючи закономірності впливу окремих конструктивних і навантажувальних умов на процес шумоглушення. При цьому забезпечується можливість створення максимально ефективної конструкції для функціонування на заданих експлуатаційних режимах (режимах пострілу). Все це дозволить збільшити ефективність процесу випробувань ПЗРЗП. Наявність в способі ознаки - «найближчий до вузла кріплення клапан виконано у вигляді діафрагми, яку руйнують, збільшуючи тиск в патрубку», дозволить максимально спростити реалізацію заявленого способу і зробити його більш універсальним. Руйнуючи діафрагми різної товщини і з різного матеріалу, можна забезпечити практично будьякі умови проведення випробувань. Суть запропонованого корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематично зображено схему установки для реалізація способу визначення ефективності приладу зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї. На фіг. 2 показано фотографію установки для реалізація способу. На фіг. 3 приведено порівняльні результати рівня звуку, виміряні при випробуваннях з глушником ПБС ІТМ і без нього. Спосіб реалізується таким чином. Прилад зниження рівня звуку пострілу стрілецької зброї, що містить порожнистий корпус 1 (див. фіг. 1) з наскрізним отвором 2 встановлюється на вузол кріплення 3 з підвідним патрубком, сполученим з джерелом повітря високого тиску. Між патрубком і джерелом повітря встановлюються: швидкодіючі пневматичні клапани 5 (у оправці 6) і 7, редуктор тиску 8 і запірний вентиль 9. За тиском в підвідній магістралі 4 спостерігають і його реєструють за допомогою манометрів 10 і датчиків тиску 11. Рівень звуку вимірюється з використанням мікрофонів 12. Інтенсивність збурення повітря (інтенсивність ударної хвилі, акустичні випромінювання, тепловий слід і ін.) на зрізі глушника можна спостерігати і оцінювати за допомогою тіньового приладу Теплера 13. Причому в заявленому способі ці спостереження можливі завдяки відсутності порохових газів пострілу. Для оцінки ефективності ПЗРЗП 1, 2 на його вхід 4 подають імпульсні порції повітря. Для цього відкривають вентиль 9 і клапан 8, редуктором тиску 8 задають потрібне значення тиску. На фіг. 1 найближчий до вузла кріплення клапан виконано у вигляді діафрагми 5, консольно закріпленої фланцевими затискачами 6 (вона може бути й іншій конструкції). Далі при допомозі редуктора 8, підвищуючи тиск в патрубку, добиваються спрацьовування клапана 5, 6. В даному випадку це відбувається через руйнування діафрагми 5, коли напруга в її матеріалі перевищить межу міцності. За наявності відповідного перепаду тиску на діафрагмі 5, після її руйнування потік газу розпо 7 всюджуватиметься в режимі надзвукової течії по патрубку 4. Система стрибків ущільнення і градієнти щільності в потоці служитимуть джерелами звуку, що реєструються на виході з ПЗРЗП мікрофонами 12. Ефективність зниження рівня звуку приладом визначають по формулі Lім Lm.ім LПЗРЗП.ім, дБ, де Lm.ім - середній виміряний рівень звуку імітації пострілу без застосування приладу зниження рівня звуку в децибелах. Для створення навантажувальних характеристик у вхідному патрубку задають послідовно монотонно тиск, який відрізняється по абсолютній величині (зменшується або збільшується) Lім f P , де Р - тиск повітря в патрубку при випробуваннях на «холодному газі». При випробуваннях реєструють параметри, що характеризують ефективність приладу для кожного значення тиску. Для врахування особливостей реальних конструкцій ПЗРЗП при випробуванні на «холодному газі» ефективність зниження рівня звуку приладу визначають по формулі LПЗРЗП k Lім, дБ, де LПЗРЗП - ефективність приладу зниження рівня звуку пострілу, Liм - ефективність приладу зниження рівня звуку при випробуваннях на стиснутому повітрі, k = LПЗРЗП нат / LПЗРЗП ІМ, де LПЗРЗП нат ~ рівень звуку пострілу, виміряний в натурних умовах, LПЗРЗП ІМ - рівень звуку пострілу, виміряний при випробуваннях на стиснутому повітрі. Випробування глушника ПБС проводилося на установці, яка схемно відповідає фіг. 1 і показана на фіг. 2. На малюнках фіг. 1 і фіг. 2 позначення співпадають. Перед випробуваннями установка була підключена до магістралей стиснутого повітря. Управління подачею повітря здійснювалося з пульта 50410 8 управління. Повітря, що подається, очищене від вологи і масел. Перевірено приладами і візуально герметичність пневматичних систем, і заземлення установки. Оцінювалася ефективність глушника ПБС ІТМ (фіг. 2). Запуск установки здійснювався в наступній послідовності. Вхідний тиск повітря до р = 4,0 МПа. Поперечна перегородка (діафрагма) 5 клапана (фіг. 1) виготовлялася із сталі 12Х18Н10Т, товщиною 0,1 мм. Стиснуте повітря подавалося на вхід в глушник при відкритих вентилі 9 і клапані 7. Його тиск регулювався за допомогою редуктора 8. Тиск підвищувався до руйнування діафрагми 5, а контролювався - по манометрах 10. Процес випробувань і рівень звуку фіксувалися на цифрову відеокамеру. Отримані дані заносилися в журнал випробувань. Результати випробувань представлено на фіг. 3. На звуковій доріжці при перегляді відеоматеріалу виділялися і порівнювалися ділянки, що відповідають імітації звуку пострілу. Ділянку, що відповідає випробуванню без глушника показано зліва (фіг. 3). Враховуючи сукупність характерних ознак і результати експериментальної перевірки, заявник і автори вважають, що заявлений спосіб (порівняно з прототипом) дозволить отримати такий технічний результат. Понизить трудомісткість і вартість випробувань, оскільки при використанні заявленого способу немає необхідності отримувати дозволи на володіння, зберігання і використання зброї і дорогих боєприпасів, проводити випробування в умовах сертифікованих тирів і полігонів. Підвищить достовірність результатів випробувань, як вимірюваних так і оцінюваних параметрів, оскільки при реалізації заявленого способу з'являється можливість випробовувати прилади зниження рівня звуку пострілу в умовах, суміжних з робочими і номінальними. Підвищить достовірність і точність газодинамічного експерименту через відсутність задимлення і незгорілих частинок пороху. 9 50410 10 11 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 50410 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601