CC BY
51
УДК 623-1/-8
СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ГАШЕНИЯ ЗВУКА ВЫСТРЕЛА
В.К. Зеленко, А.И. Нестеренко
В настоящее время одной из актуальных задач, которая ставится перед учеными и конструкторами-оружейниками в области стрелково-пушечного вооружения, является разработка новых способов снижения уровня звука выстрела огнестрельного оружия. В данной статье рассмотрены системы активного гашения звука выстрела, их принцип работы и преимущества этих систем.
Ключевые слова: глушитель, звук выстрела, системы активного гашения, огнестрельное оружие.
При стрельбе из огнестрельного оружия в окружающем пространстве распространяется дульная ударная волна, которая оказывает вредное механическое воздействие на стрелка и на объекты, находящиеся вблизи оружия. Эта ударная волна генерирует высокоимпульсный шум, который воспринимается как звук выстрела.
Он образуется в результате взаимодействия воздуха атмосферы с передним фронтом порохового газа, истекающего из канала ствола оружия со сверхзвуковой скоростью [1].
В ряде случаев применения огнестрельного оружия, уменьшение звука выстрела является крайне необходимым условием, так как оно демаскирует стрелка, затрудняет голосовую связь на поле боя. Так же нужно учитывать, что ведущие производители мира создают и совершенствуют широкий спектр акустических устройств, которые позволяют определить место расположения источников звука выстрелов.
Поэтому большое количество образцов ручного огнестрельного оружия имеют варианты конструкций, обеспечивающие малошумную стрельбу. Это достигается за счет применения приборов снижения уровня звука выстрела, (так же известные как глушители дульной волны) непосредственно закрепляемые на дульной части ствола (рис. 1) или интегрированные в конструкцию огнестрельного оружия (рис. 2).
В настоящее время существующие конструкции глушителей звука выстрела, имеют ряд существенных недостатков [1, 2], поэтому, перед учеными и конструкторами-оружейниками стоит задача разработки новых способов снижения уровня звука выстрела, которые будут лишены этих недостатков.
Одно из возможных направлений - это применение в конструкции огнестрельного оружия систем активного гашения звука выстрела.
Рис. 1. Внешний вид автомата 9А-91 с надульным глушителем
Рис. 2. Внешний вид АС «Вал» с интегрированным глушителем
Суть этой системы - уменьшение амплитуды звукового давления, достигаемое в результате интерференции двух или большего числа волновых процессов, при котором результирующая амплитуда распространяющейся звуковой волны в точке наблюдения уменьшена благодаря соответствующему подбору фаз суммированных колебаний [3]. Под активными методами гашения исходного звукового поля, понимается компенсация, при которой вторичное компенсирующее поле создается специальным излучателе, в отличие от пассивных методов, для реализации которых такие излучатели, а также дополнительная энергия, не требуется.
На рис. 3 представлена простейшая функциональная схема активного гашения
звука.
— Предусилитель -
Рис. 3. Функциональная схема системы активного гашения звука выстрела
Принцип её работы заключается в следующем: опорный микрофон, установленный возле источника звука выстрела, определяет уровень звука и подает пропорциональный входной сигнал электронной системе, которая его обрабатывает (инвертирует) и передает его возбудителю сигнала (динамику). В свою очередь он генерирует звуковую волну, которая сдвинута по фазе на 180° относительно фазы источника звука выстрела. В процессе деструктивной интерференции звуковых волн, происходит взаимное уменьшение результирующей амплитуды звуковых колебаний.
Недостатком такой системы является то, что волна от возбудителя сигнала воздействует не только на высокоимпульсный шум, который воспринимается как звук выстрела, но и на опорный микрофон, в результате чего происходит искажение генерируемой звуковой волны.
Этот недостаток устраняется в адаптивной системе активного гашения (АСАГ) звука выстрела (рис. 4). Принцип работы такой же, как в системах активного гашения, но в конструкции АСАГ, чтобы компенсировать искажения генерируемой звуковой волны, используется микрофон ошибки. Он устанавливается за динамиком и регистрирует результат суперпозиции звуковых волн, после чего происходит корректировка генерируемой звуковой волны.
Рис. 4. Функциональная схема адаптивной системы активного гашения звука выстрела 73
На эффективность адаптивной системы активного гашения влияют различные помехи и изменения параметров элементов системы. Снизить влияние помех и в отдельных случаях повысить эффективность системы удается посредством увеличения количества микрофонов и динамиков (рис. 5).
Рис. 5. Функциональная схема адаптивной системы активного гашения звука выстрела с двумя вторичными источник
Применение систем активного гашения звука выстрела в конструкции огнестрельного оружия позволит получить ряд преимуществ по отношению к классическим приборам снижения уровня звука выстрела:
- возможность использования одной и той же системы для различных видов огнестрельного оружия, за счет регулирования амплитудно-частотных характеристик генерируемой звуковой волны на программном уровне;
- адаптация системы к внешним условиям эксплуатации, что позволит получить стабильное значение снижения уровня звука выстрела;
- гашение низкочастотных колебаний звуковой волны без увеличения габаритов самой системы.
Данное направление является новым в области стрелково-пушечного вооружения, которое требует тщательных теоретических исследований и проведение многочисленных натурных экспериментов.
Список литературы
1. Платонов Ю. П. Термогазодинамика автоматического оружия. Гос. унитарное предприятие «Конструкторское бюро приборостроения», Фил. «ЦКИБ СОО». М.: Машиностроение, 2009. 355 с.
2. Коновалов Н.А. 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. [и др.]. Днепропетровск: Институт технической механики НАН Украины и НКА Украины, 2008. 303 с.
3. Гусев В.П., Солодова М.А. Активные методы компенсации звукового поля и их возможности при реализации в воздушных каналах систем вентиляции // Вестник МГСУ. 2011. С. 39 - 47.
4. Ардашев А.Н., Федосеев С.Л. Оружие специальное, необычное, экзотическое. М.: АСТ. Астрель. 2001. 320 с.
Зеленко Виктор Кириллович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, shura. пеМегепка. 94атаИ.ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Нестеренко Александр Игоревич, аспирант, shura. nesterenkа. 94 0111611!. ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет
SYSTEMS FOR ACTIVE SUPPRESSION OF THE SOUND OF A SHOT
V.K. Zelenko, A.I. Nesterenko
Currently, one of the urgent tasks that is set for scientists and designers-gunsmiths in the field of small arms and cannon weapons is to develop new ways to reduce the sound level of firearms. This article discusses the systems of active silencing of the sound of a shot, their principle of operation and the advantages of these systems in comparison with modern designs of silencers of the sound of a shot.
Key words: suppressor, the sound of a gunshot, active noise cancellation systems,
firearms.
Zelenko Victor Kirillovichdoctor, of technical science, professor, manager of department, shura. nesterenko. 94@ mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Nesterenko Alexander Igorevich, postgraduate, shura. nesterenko. 94@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 681.518.3
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ТРАНСПОРТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРНЫХ
ВЫРАБОТОК
Е.И. Минаков, Е.О. Мешкова
Рассмотрены принципы построения горной выработки. Произведен анализ систем транспортного обеспечения горной выработки. Рассмотрены технологии, на базе которых можно построить измерительно-управляющую систему, позволяющую обеспечить управление карьерной техникой в условиях плохой видимости.
Ключевые слова: карьер, радиолокация, RFID - метки, экскаватор, gps-приемник.
Карьер — совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом. Принцип открытой разработки заключается в том, что расположенные сверху более мощные слои пустых пород, покрывающих полезное ископаемое, в пределах горного отвода разделяется на горизонтальные слои — уступы, которые вынимают последовательно в направлении сверху вниз с опережением нижних слоев верхними. Высота уступа зависит от прочности пород и применяемой техники и колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров. Открытая разработка полезных ископаемых является более прогрессивным способом добычи по сравнению с подземной добычей в шахтах, так как рабочее пространство не ограничено. В результате создаются благоприятные условия для применения мощных, высокопроизводительных машин, производственный процесс высокомеханизированный и выполняется почти без ручных работ. Как следствие производительность труда в 3-6 раз большая, чем в шахтах. Благодаря широкому развитию фронта работ необходим меньший период на строительство открытых разработок, быстрее осваиваются проектные мощности.
Карьер представляет собой систему уступов (как правило, верхние — породные или вскрышные, нижние — добычные), которые постоянно подвигаются, обеспечивая выемку горной массы в контурах карьерного поля. Схема уступа приведена на рис. 1.
