Введение

Форма стресс-теста

Проверочное испытание – это форма стресс-теста, предназначенная для демонстрации надежности несущей конструкции или конструкции, подвергающейся ударным воздействиям. Отдельное проверочное испытание может относиться только к испытываемому экземпляру или к его конструкции в целом для серийно выпускаемой продукции. Такая конструкция часто подвергается нагрузкам, превышающим ожидаемые при нормальной эксплуатации, что подтверждает ее безопасность и запас прочности. Проверочное испытание по своей сути является неразрушающим контролем, особенно если правильно подобраны как расчетные характеристики, так и уровни испытаний. Однако, отказ экземпляра в процессе испытания считается его уничтожением для первоначально предполагаемого использования и уровней нагрузки. Проверочные испытания могут проводиться перед вводом в эксплуатацию новой конструкции или экземпляра, перед выполнением дополнительных функций, или для подтверждения работоспособности существующего экземпляра в соответствии с заданными параметрами.

Промышленная инструментария

Краны и стрелы проходят испытания на прочность при работе с потенциально опасными нагрузками или дорогостоящими грузами. Аналогично, даже более мелкие и распространенные элементы (канаты и тросы, стропы, скобы и петли) находятся в цепи передачи нагрузки и представляют риск обрыва, если не подвергаются испытаниям. Испытания обычно включают подъем веса или создание натяжения, равного или превышающего расчетные значения.

Турбомашины

Испытание на подтверждение устойчивости к превышению скорости включает в себя физический прогон машины на высокой скорости вплоть до испытательной. Это может быть выполнено на этапе производства в качестве первоначального подтверждения. Периодически, на некоторых машинах, могут проводиться физические испытания на превышение скорости для проверки работоспособности систем защиты от превышения скорости. Работа на скоростях, превышающих нормальную рабочую скорость, может значительно увеличить уровень напряжений во вращающихся деталях. Выход из строя маховиков, роторов и т.п. может привести к риску разлета осколков в случае разрушения.

Мечи

Исторически, мечи подвергались испытанию ударом перед выдачей, известному как "британский тест".

Сосуды под давлением

Суда, которые могут быть подвержены риску разрушения, такие как водонапорные башни большого объема, оборудование для работы с химическими веществами или резервуары для хранения под очень высоким давлением, могут подвергаться испытаниям на прочность. Баллоны ракетных ступеней, будучи дорогостоящими и часто являющимися основной конструкцией ракеты-носителя, испытываются на прочность при перепроектировании и могут испытываться на уровне отдельного экземпляра. Испытания включают в себя воздействие давления, превышающего проектное, или, в некоторых случаях, создание более глубокого вакуума.

Огнестрельное оружие

Камера и ствол огнестрельного оружия на короткое время становятся сосудами, выдерживающими давление. В терминологии огнестрельного оружия, испытание на прочность (или "пруфовое испытание") – это проверка, при которой из огнестрельного оружия намеренно производится выстрел патроном с повышенным давлением, чтобы удостовериться в отсутствии дефектов и предотвратить взрыв оружия при стрельбе. После испытания оружие подвергается осмотру, и если оно признано исправным, на него наносится "клеймо прочности" (или "пруфовое клеймо"), подтверждающее прохождение испытания (а не доказательство его безотказности). Во многих юрисдикциях для продажи огнестрельного оружия требуется прохождение испытания на прочность и наличие действительного клейма. "Пробный патрон" – это боеприпас, разработанный специально для проведения испытаний на прочность, который может быть выполнен в виде фиксированного патрона, полуфиксированного патрона или состоять из отдельно заряжаемого снаряда, заряда и капсюля. "Пробный снаряд" – это специальный снаряд, используемый в пробном патроне или другом метательном оружии, например, в электромагнитных пушках. Пробные патроны для стрелкового оружия обычно похожи на обычные патроны, но, как правило, имеют специальные маркировки, чтобы исключить их случайное использование вместо стандартных патронов. Артиллерийские орудия большого калибра обычно используют инертный твердый снаряд (пробный снаряд), хотя для испытания систем отката могут применяться снаряды, заполненные водой, песком или железом (порохом).

Методика испытаний

Как для стрелкового, так и для тяжелого оружия, оружие выстреливается дистанционно, а затем подвергается осмотру. Если оно не повреждено, считается безопасным для нормального использования, и на ствол наносится клеймо пробы. В случае револьверов или другого многозарядного оружия, каждая камора должна быть проверена на прочность, прежде чем оружие будет промаркировано. Осмотр оружия может быть таким же простым, как визуальный осмотр (дефектные компоненты могут выйти из строя эффектно, приводя к взрыву оружия), или может включать более детальную проверку, по усмотрению испытателя.

Знаки доказательства

Знак пробы – это знак, специфичный для производителя, импортера или испытательной лаборатории, проводящей испытания. Обычно он представляет собой штамп, оставляющий оттиск на металле. Поскольку знаки пробы уникальны и распространены повсеместно, они часто используются для определения происхождения огнестрельного оружия, на котором отсутствуют стандартные заводские маркировки, например, военного оружия, которое часто производится множеством различных производителей.

Испытания на безопасность стрелкового оружия

Патрон для испытаний на прочность малокалиберного оружия заряжается до давления, превышающего нормальное боевое, что создает напряжение как в стволе, так и в затворе при выстреле. Это может быть обусловлено использованием тяжелого снаряда со стандартным метательным зарядом, стандартного снаряда с другим типом или весом метательного заряда, или комбинацией веса заряда и пули для достижения требуемого давления при испытаниях. Минимальные значения давления для испытаний на прочность определяются владельцем спецификации патрона, таким как C.I.P. или SAAMI для большинства коммерческих патронов, или испытаниями NATO EPVAT для соответствующих военных патронов. Примером патрона для испытаний .50 BMG (12,7 × 99 мм) является "патрон, калибр .50, испытательный, повышенное давление, M1". В нем используется стандартный вес метательного заряда .50 BMG M1 (240 грамм WC860), но пуля весит 999 грамм (+/- 11 грамм). Патрон M1 обеспечивает давление около 65 000 psi, что на 11 000 psi (~17%) выше стандартного боевого давления.

Различия в испытаниях

В соответствии с процедурами испытаний SAAMI, для корпусов с горлышком центр преобразователя располагается на 0,175 дюйма за плечом корпуса для преобразователей большого диаметра (0,250 дюйма) и на 0,150 дюйма для преобразователей малого диаметра (0,194 дюйма). Для корпусов прямой формы центр преобразователя располагается на расстоянии, равном половине диаметра преобразователя плюс 0,005 дюйма за основанием установленной пули. Малые преобразователи используются, когда диаметр корпуса в точке измерения составляет менее 0,35 дюйма. В соответствии со стандартами испытаний на прочность C.I.P. используется корпус с отверстием, а пьезоизмерительное устройство (трансдуктор) позиционируется на расстоянии 25 мм от казенной части, если длина гильзы это позволяет, включая допустимые пределы. Если длина гильзы недостаточна, измерение давления производится на более коротком, специально определенном для данного типа патрона, расстоянии от казенной части, зависящем от размеров гильзы. Отличие в расположении точки измерения давления приводит к результатам, отличающимся от стандарта C.I.P.

Испытания на большие калибры

Испытание крупнокалиберной системы вооружения в первую очередь охватывает прочность ствола, затвора и системы отката. Контрольный выстрел должен имитировать сопротивление движению (трение в канале ствола/нарезке, давление при старте снаряда и т.д.) и профиль газодинамики, создаваемый боевым снарядом. По этой причине, контрольные выстрелы для бронебойных подкалиберных снарядов (APFSDS) оснащаются стабилизирующими оперениями, и все они должны иметь профиль за обтюратором, аналогичный профилю снаряда, который они имитируют. После проведения испытаний крупнокалиберного оружия часто проводится анализ трещин. Контрольный выстрел обычно представляет собой снаряд с высоким аэродинамическим сопротивлением, поскольку его задача завершается после покидания ствола орудия. Снаряд с высоким аэродинамическим сопротивлением выгоден по двум причинам: во-первых, он снижает скорость при ударе о земляной или песчаный вал, а во-вторых, уменьшает дальность полета при отсутствии вала. Чрезмерная дальность может быть серьезной проблемой при стрельбе крупнокалиберными снарядами; зоны разлета осколков могут выходить за пределы установленных границ полигона, поэтому уменьшение дальности является обязательным. Эта проблема особенно актуальна при использовании высокоскоростных снарядов с низким аэродинамическим сопротивлением, таких как APDS или APFSDS. Хотя контрольные выстрелы используются при приемке стволов перед вводом в эксплуатацию, подавляющее большинство применяется при разработке заряда. Контрольные выстрелы, имитирующие APFSDS, также используются при испытаниях на стабилизацию оперения и динамические характеристики снаряда (SoD), которые часто проводятся совместно с испытаниями заряда.

Приборы, используемые для проверки

При проведении испытаний по разработке заряда или испытаний на прочность конструкции (SoD), масса заряда и рабочее давление будут постепенно увеличиваться до требуемого испытательного давления системы оружия. Давление в камере будет измеряться с помощью медного дробителя или пьезоэлектрических датчиков, а скорость – доплеровским радаром (в канале ствола или аэробаллистическим методом) или фотоэлектрическими хронографами. Также могут регистрироваться показания деформации и температуры. При необходимости может применяться высокоскоростная съемка (синхробаллистическая фотография, высокоскоростные цифровые снимки, съемка в лоб или слежение за полетом снаряда).

Указывать

Перемаркировка — это повторное испытание оружия после его первоначальной приемки, которое может потребоваться при внесении изменений или в случае признания первоначальной приемки недостаточной.

Транспортные средства

Системы транспортных средств или целые транспортные средства могут подвергаться испытаниям на прочность. Поскольку отказ конструкции или подструктуры летательного аппарата может быть катастрофическим, подтверждение соответствия конструкции или находящихся в эксплуатации экземпляров выполняется посредством испытаний на прочность. Отказ такелажа больше не является столь катастрофичным, но все еще может привести к повреждениям, травмам и потере функциональности транспортного средства.

Промышленное испытание утечек

Проверка на герметичность — это процесс проверки и измерения пневматической герметичности изготовленных компонентов. Эта фаза промышленного процесса называется испытанием на утечки или поиском утечек.