Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Расчет пьезоэлектрического контактного датчика цели с учетом волновых процессов

# 11, ноябрь 2014
DOI: 10.7463/1114.0736576
Файл статьи: SE-BMSTU...o443.Pdf (1196.24Кб)
автор: Ефремов А. К.

УДК 623.454.255.2

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Механические взрыватели, как правило, не обеспечивают высокого быстродействия при поражении объектов бронетанковой техники. Кумулятивные и бронебойно-фугасные снаряды име¬ют малопрочную головную часть, из-за чего не достигается необходимый уровень контактной силы (реакции или инерции), необходимой для надежного срабатывания датчика цели. В то же время электромеханические взрыватели обладают более высокими показателями по чув¬стви¬тель¬ности и быстродействию и способны адаптивно реагировать на условия встречи боеприпаса с целью. Проанализирована обобщенная структурная схема такого взрывателя и предложена математическая модель пьезоэлектрического преобразователя (ПП) как чувствительного элемента контактного датчика цели (КДЦ) взрывателя. Модель учитывает эмпирическую зависимость относительной диэлектрической проницаемости  пьезокерамики от напряженности электрического поля. Изложена приближенная методика расчета ПП с ориентацией на прохождение короткого импульса механического напряжения большой интенсивности, геометрическая длина которого соизмерима с длиной пьезоэлемента (ПЭ). В этом случае существенно возрастает роль волновых процессов в корпусе боеприпаса и в самом ПП. Расчет проводится на основе использовании понятия эквивалентного механического напряжения, которое получается в результате  усреднения его эпюры в каждый момент времени вдоль ПЭ. Методика позволяет проанализировать последовательность фаз нагружения ПЭ, которая зависит от соотношения указанных геометрических параметров,  и количественно охарактеризовать электрический сигнал на выходе преобразователя. Приведен пример расчетной оценки быстродействия реального пьезоэлектрического КДЦ. При этом используется экспериментально полученная силовая характеристика головной части пьезовзрывателя, а также учитывается скорость встречи боеприпаса с целью и пороговый уровень срабатывания исполнительного элемента огневой цепи взрывателя. Результаты расчета достаточно хорошо согласуются с результатами натурных испытаний.  Методика, изложенная в работе, может быть использована при проектировании пьезоэлектрического КДЦ. В дальнейшем предполагается создать более строгую математическую модель преобразователя. 

Список литературы
  1. Третьяков Г.М. Основы теории проектирования электрических трубок и взрывателей. М.: Артакадемия, 1939. 410 с.
  2. Астапов Ю.М., Борзов А.Б., Ефремов А.К., Жураковский В.Н., Козлов В.И., Ковригин В.А., Лабунец Л.В., Лихоеденко К.П., Лобанов Б.С., Микаэльян С.В., Муратов И.В., Павлов Г.Л., Соболева Н.С., Суворов С.В., Сучков В.Б., Хохлов В.К., Шахтарин Б.И. Автономные информационные и управляющие системы. В 4 т. Т. 4: Труды кафедры «Автономные информационные и управляющие системы» МГТУ им. Баумана / под ред. А.Б. Борзова. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. 332 с.
  3. Харкевич А.А. Избранные труды. В 3 т. Т. 1. Теория электроакустических преобразователей. Волновые процессы. М.: Наука, 1973. 400 с.
  4. Проектирование датчиков для измерения механических величин / под ред. Е.П. Осадчего. М.: Машиностроение, 1979. 480 с.
  5. Аронов Б.С. Электромеханические преобразователи из пьезоэлектрической керамики. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 272 с.
  6. Ерофеев А.А., Проклин А.И., Уланов В.Н. Пьезоэлектроника. М.: Радио и связь, 1994. 240 с.
  7. Ерофеев Н.К. Измерительная информационная техника: учеб. пособие. Л.: ЛМИ, 1990. 293 с.
  8. Сулин Г.А. Сенсорные системы боеприпасов: учеб. пособие. СПб.: БГТУ, 1998. 79 с.
  9. Сулин Г.А. Теоретические основы расчета сенсорных систем: учеб. пособие. СПб.: БГТУ, 2000. 64 с.
  10. Прохоров Б.А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение, 1973. 512 с.
  11. Бабкин А.В., Велданов В.А., Грязнов Е.Ф. и др. Средства поражения и боеприпасы: учеб. / под ред. В.В. Селиванова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 984 с.
  12. Ильин М.М., Колесников К.С., Саратов Ю.С. Теория колебаний: учеб. для вузов. / Под ред. К.С. Колесникова. 2-е изд., стереотип. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. 272 с. (Сер. Механика в техническом университете; т. 4).
  13. Ефремов А.К. Приближенный закон перегрузки при встрече боеприпаса с преградой и расчет КДЦ взрывателя // Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы. 2010. № 1. С. 9-15.
  14. Ефремов А.К. Особенности расчета контактных датчиков цели взрывателей // Наука и образование. Электронный научно-технический журнал. 2013. № 8. С. 233-254. DOI: 10.7463/0813.0605972
  15. Ефремов А.К., Капустян А.В. Особенности воспроизведения ударных воздействий при механических испытаниях // Наука и образование. Электронный научно-технический журнал. 2012. № 2. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/322339.html (дата обращения 01.10.2014).
  16. Ефремов А.К. Магнитоупругий генераторный преобразователь // Наука и образование. Электронный научно-технический журнал. 2014. № 6. С. 195-208. DOI: 10.7463/0614.0716613
  17. Ефремов А.К., Капустян А.В., Федоров В.Н. Пьезоиндукционный контактный датчик цели // Оборонная техника. 2005. № 4/5. С. 49-55.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2019 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)