POSTUPY ZKOUŠEK MUNICE NA POMALÝ OHŘEV

Transkript

1 ČESKÝ OBRANNÝ STANDARD ČOS POSTUPY ZKOUŠEK MUNICE NA POMALÝ OHŘEV Praha

2 (VOLNÁ STRANA) 2

3 ČESKÝ OBRANNÝ STANDARD březen 2004 POSTUPY ZKOUŠEK MUNICE NA POMALÝ OHŘEV Základem pro tvorbu tohoto standardu byl následující originál dokumentu: STANAG 4382 Slow Heating, Munitions Test Procedures Postupy zkoušek munice na pomalý ohřev Úřad pro obrannou standardizaci, katalogizaci a státní ověřování jakosti Praha

4 Obsah 1 Předmět standardu 4 2 Nahrazení předchozích standardů (norem) 4 3 Související citované dokumenty 4 4 Vypracování standardu 5 5 Definice 5 6 Všeobecná ustanovení 5 7 Podrobnosti zkoušek 6 1 Předmět standardu 1.1 Postupy zkoušek munice na pomalý ohřev zavádí v České republice STANAG 4382 Slow Heating, Munitions Test Procedures. Standard stanovuje standardní a alternativní zkušební postupy pro hodnocení reakce vojenské munice (dále munice) nebo muničního systému na postupné zvyšování okolní teploty a je závazný pro munici vyvíjenou a/nebo zaváděnou do výzbroje Armády České republiky (dále AČR) po dni nabytí jeho platnosti s výjimkou uvedenou v odstavci 1.3. Cílem standardu je zajistit, aby do výzbroje AČR byla zavedena pouze ta munice, která má standardizovaným způsobem prověřené charakteristiky určující její bezpečnost z hlediska vystavení účinkům vnějšího prostředí s postupně narůstající teplotou. 1.2 Účelem ČOS je: a) stanovit standardní zkušební postup (Postup 1) pro hodnocení reakce, pokud k nějaké dojde, munice a zbraňových systémů na vnější prostředí s teplotou, jejíž hodnota postupně narůstá rychlostí 3,3 C za hodinu; b) stanovit alternativní, přizpůsobitelný zkušební postup (Postup 2) pro hodnocení reakce, pokud k nějaké dojde, munice a zbraňových systémů na vnější prostředí s teplotou, jejíž hodnota postupně narůstá rychlostí určenou prostřednictvím vyhodnocení rizikového ohrožení (THA). 1.3 není závazný pro konkrétní typ vojenské munice, jehož vývoj byl zahájen před dnem nabytí platnosti standardu a který bude zaveden do výzbroje AČR ve lhůtě maximálně 21 měsíců od data nabytí platnosti standardu. 2 Nahrazení předchozích standardů (norem) Tento standard nenahrazuje žádný předchozí standard nebo předpis ani žádnou normu. 3 Související citované dokumenty V tomto standardu jsou odkazy na dále uvedené dokumenty, které se tímto stávají jeho normativní součástí. U odkazů, v nichž je uveden rok vydání souvisejícího standardu, platí tento související standard bez ohledu na to, zda existují novější vydání tohoto souvisejícího standardu. U odkazů na dokument bez uvedení data jeho vydání platí vždy poslední vydání citovaného dokumentu. 4

5 AOP-38 AOP-39 STANAG 4123 STANAG 4439 United Nations (UN) Document ST/SG/AC.10/11/ Rev 3/R Vypracování standardu Glossary of Terms and Definitions Concerning the Safety and Suitability for Service of Munitions, Explosives and Related Products Terminologický slovník pojmů a definic týkajících se bezpečnosti a způsobilosti k používání munice, výbušnin a přidružených produktů Guidance on the Development, Assessment and Testing of Insensitive Munitions (MURAT) Směrnice pro vývoj, hodnocení a testování necitlivé munice Determination of the Classification of Military Ammunition and Explosives AASTP-3 Klasifikace (třídění) vojenské munice a výbušnin AASTP-3 Policy for Introduction, Assessment and Testing for Insensitive Munitions (MURAT) AOP-39 Zásady pro zavádění, hodnocení a zkoušení necitlivé munice AOP-39 Recommendation on the Transport of Dangerous Good, Manual of Tests and Criteria Doporučení OSN pro přepravu nebezpečných věcí, příručka zkoušek a kritérií Zpracovatel: VOP-026 Šternberk s. p., divize VTÚVM Slavičín, Ing. Lumír Kučera 5 Definice Níže uvedené definice mají usnadnit použití tohoto standardu. Další lze nalézt v AOP-38, AOP-39 a STANAG Vyhodnocení rizikového ohrožení (THA). Vyhodnocení profilu vnějšího prostředí životního cyklu munice ke stanovení ohrožení a rizik, kterým může být munice vystavena. Hodnocení zahrnuje ohrožení představovaná vlastní municí, nepřátelskou municí, mimořádnými událostmi (nehodami) a manipulací a musí být založeno na analytických nebo empirických údajích o vhodném rozsahu. Necitlivá munice (IM). Munice, která spolehlivě splňuje výkonové, pohotovostní a funkční požadavky, ale přitom minimalizuje pravděpodobnost nežádoucí iniciace a rozsah následného poškození zbraní, logistických systémů a živé síly, je-li vystavena neplánovanému podnětu. 6 Všeobecná ustanovení 6.1 Pro zamezení nadměrného rizika, kterému by mohly být vystaveny osoby a materiál, je nezbytné minimalizovat reakci munice na působení ohně a co nejvíce prodloužit dobu do okamžiku, kdy tato reakce nastane. 6.2 Účelem vybrané zkoušky na pomalý ohřev je stanovení reakce munice, pokud k nějaké dojde, na vnější prostředí s postupně narůstající teplotou a doby do této reakce. 6.3 Použití standardu a zkoušek Tento ČOS poskytuje směrnici a postupy pro zkoušky na pomalý ohřev, které mohou být prováděny jako součást hodnocení necitlivé (IM) munice tam, kde je to vyžadováno STANAG Rovněž mohou být použity pro klasifikaci munice (HC) podle požadavků 5

6 STANAG 4123 a pro další aplikace nezahrnuté ve STANAG 4439, ale u nichž je požadováno hodnocení reakce munice na pomalý ohřev. Tam, kde je stanoveno splnění požadavků na IM i pro HC, musí být programy zkoušek koordinovány s příslušnými národními orgány (národními autoritami) pro obě tyto oblasti Postup 1 se použije jako závazná zkouška pro účely klasifikace munice (HC) a rovněž může být použit jako standardní zkouška pro stanovení reakce munice a zbraňových systémů, pokud k nějaké dojde, na vnější prostředí s teplotou, jejíž hodnota postupně narůstá. Postup 2 se může použít v případě odůvodněně upravené rychlostí zahřívání. 6.4 Údaje získané podle tohoto standardu musí být na základě žádosti předložené cestou příslušných národních orgánů dostupné dalším státům NATO spolupracujícím na společném vývoji zbraní a/nebo munice nebo programu dodávek. 7 Podrobnosti zkoušek 7.1 Omezení. Popsané postupy nereprezentují žádné konkrétní situace, kdy je munice vystavena vlivu vysoké teploty. Pokud by bylo žádoucí napodobit specifický provozní nebo nehodový stav, pak může být Postup 2 upraven tak, aby odrážel skutečné požadavky, např. z hlediska použitého vozidla, paliva, rychlosti zahřívání nebo konfigurace zkoušky. 7.2 Zvláštní upozornění. Při zkouškách na pomalý ohřev může podstatná část výbušného materiálu dosáhnout nebezpečných teplot ještě předtím, než dojde k zážehu. Z tohoto důvodu mohou být následné děje prudší než v případě zkoušek na rychlý ohřev. 7.3 Požadavky na zkoušený předmět. Zkoušený předmět musí být standardním výrobním typem, nicméně nevýbušné části musí být pouze geometricky a tepelně reprezentativní. U kompletních muničních systémů obsahujících více než jednu hlavní energetickou součást (jako např. raketové motory a bojové hlavice) mohou být tyto součásti zkoušeny buď individuálně, nebo jako komplet. Předmět může být buď v obalu, nebo nezabalený podle schválení příslušným národním orgánem (národní autoritou) Použití simulantů, náhradních prvků nebo struktur může mít za následek změnu v charakteru proudění tepla předpokládaného u předmětu pro skutečné použití, jejich tepelné vlastnosti mohou být odlišné. Jakékoliv použité simulanty musí tudíž prokázat chování úzce srovnatelné se skutečnými standardními předměty, které reprezentují. Obdobně kompletní elektronické jednotky mohou být tepelně simulovány pouze tehdy, může-li být nezávisle prokázáno, že se nevyskytne prostředí s postupně narůstající teplotou způsobující, že jednotka vytvoří klamný signál schopný iniciace roznětného obvodu. 7.4 Vývojové typy mohou být použity k provedení předběžných hodnocení tepelných reakcí. 7.5 Požadavky na zkoušky. Pro provedení zkoušky na pomalý ohřev existují dva postupy. Bez ohledu na realizovaný postup se provedou, pokud není příslušnými národními orgány (národními autoritami) stanoveno jinak, minimálně dvě zkoušky, vždy s jedním testovaným předmětem. Je-li předmět zkoušen ve svém přepravním obalu a není tedy pro videokameru viditelný, rozhodne příslušný národní orgán (národní autorita) o nezbytnosti uskutečnění doplňkové zkoušky bez obalu. a) Postup 1 (standardní zkouška). Za použití zařízení, přístrojového vybavení a při uspořádání zkoušky specifikovaném v tomto dokumentu a v programu zkoušky se vystaví zkouše- 6

7 zkoušený předmět postupně rostoucím teplotám (rychlost nárůstu je 3,3 C za hodinu), dokud nedojde k reakci, která se zaznamená jako funkce času a teploty. Před zahájením se v komoře nastaví teplota 50 C rychlostí nárůstu přibližně 5 C za minutu a testovaný předmět se pak temperuje při této teplotě buď po dobu 8 hodin, nebo do doby, kdy předmět dosáhne při 50 C tepelné rovnováhy podle toho, co nastane dříve. b) Postup 2 (upravená zkouška). U tohoto postupu se nepožaduje předběžná temperace po určitou dobu. Reálný scénář pro pomalý ohřev může vést k mnoha rychlostem zahřívání. Jestliže analýza ukazuje, že pro daný zkoušený předmět je vhodná určitá konkrétní hodnota rychlosti zahřívání, může se při zkoušce použít tato rychlost a analýza by pak měla být spojena s tímto údajem. Není-li analýza vypracována, měla by být jako standardní hodnota použita rychlost 25 C za hodinu, o které se předpokládá, že se blíží spodní mezi stavu, který pravděpodobně nastane v důsledku nepřímého vystavení ohni. Pokud se však požaduje, aby zkouška byla použitelná pro účely klasifikace munice (HC), musí být rychlost snížena na 3,3 C za hodinu v souladu s postupy uvedenými v Doporučení OSN pro přepravu nebezpečného zboží. 7.6 Zkušební zařízení. Zkouška se obvykle provádí umístěním zkoušeného předmětu v termostatu pro jednorázové použití a jeho zahříváním proudícím ohřátým vzduchem. Zkušební zařízení musí být schopno zabezpečit nárůst teploty vzduchu předepsanou rychlostí v celém předpokládaném teplotním rozsahu a udržet přiměřeně rovnoměrnou teplotu v prostoru kolem předmětu. Mezi vstupním a výstupním proudem vzduchu je třeba očekávat určitý teplotní gradient, ten by však neměl být větší než 5 C. Pro dosažení rovnoměrné teploty má být ze všech stran předmětu volný prostor velký nejméně 200 mm, který umožní cirkulaci vzduchu. Termostat má být izolovaný. K potvrzení, že termostat je rovnoměrně prohříván a k monitorování povrchové teploty zkoušeného předmětu se použijí minimálně čtyři termočlánky. Je-li možný přístup do vnitřku zkoušeného předmětu bez jeho porušení, teploty se musí měřit rovněž zde. Zpravidla by měly být v protilehlých rovinách předmětu umístěny nejméně dva termočlánky, jeden pár v prostoru přívodu a výstupu vzduchu a druhý na opačných stranách munice (viz obrázek 1). Termostat má být konstruován tak, aby poskytl nejmenší možné omezení pro vzniklou reakci a měl by mít průzor umožňující videozáznam. 7.7 Zábrany. Dodržení bezpečnostních vzdáleností může u některých zkoušených předmětů vyžadovat vybudování zábran, které znemožní jejich rozlet vlivem propulzních reakcí mimo stanovený ohrožený prostor. Zábrany by měly v co nejmenší míře ovlivňovat přestup tepla směrem k munici nebo jejímu obalu (pouzdru). Při svém použití však mohou mít negativní vliv na hodnocení propulzních reakcí, které se tak stává složitým problémem, který musí zkušební technici řešit případ od případu. 7.8 Přístrojové vybavení pro záznam dějů a uspořádání před reakcí. Teplota se zaznamenává na více místech jako funkce času, jak je popsáno v předcházejícím odstavci. Vzorkovací rychlost termočlánků má být nejméně jednou za minutu. Není-li munice v přepravním obalu, pořídí se její videozáznam až do doby reakce, což může odhalit změny v její fyzikální struktuře (např. posun kumulativních vložek) před reakcí a někdy i vypocování energetického materiálu, případně jiné faktory důležité pro interpretaci výsledků zkoušky. Rovněž se musí pořídit fotografie uspořádání zkoušky. 7.9 Přístrojové vybavení pro hodnocení typu reakce. V závislosti na velikosti a druhu munice se mohou pro hodnocení mohutnosti reakce a stanovení jejího typu (viz AOP-39) použít různé přístupy. Nejvhodnější přístrojové vybavení je pro daný účel vybráno zkušebními techniky na základě jejich zkušenosti a posouzení, ale pro hodnocení necitlivé munice (viz 7

8 STANAG 4439) a pro klasifikaci munice (viz STANAG 4123) se musí vzít v úvahu následující postupy pro získání podkladů: a) Přetlak vzdušné rázové vlny. Měření tlaků vzdušné rázové vlny je velmi žádoucí. V ideálním případě by se měly snímače kalibrovat detonací zkoušené munice v její zkušební konfiguraci v termostatu, aby byl znám maximální výstup z reakce I. typu. Nutnost použití termostatu ovlivní tlak rázové vlny a termostat má tedy být co nejlehčí. Doporučuje se použít několik snímačů tužkového typu umístěných v prostoru v různých vzdálenostech od testovaného předmětu. Nejlepších výsledků se obvykle dosáhne, je-li vzdálenost od výbuchového děje k linii snímačů taková, že očekávaný rozsah přetlaků vzdušné rázové vlny se bude pohybovat od 3,5 do 70 kpa. b) Svědečné desky. Použití svědečných desek je zpravidla užitečné a žádoucí. Měly by být dostatečně odolné, aby odolaly detonaci zkoušeného předmětu. Volba optimálního materiálu však závisí na typu a rychlosti předpokládaných fragmentů. Pro silnostěnnou munici s ocelovým tělem se doporučuje ocelová svědečná deska o tloušťce nejméně 25 mm. Avšak pro munici s hliníkovým nebo velmi tenkým ocelovým pláštěm (pouzdrem) může lépe vyhovovat deska hliníková. U munice s plastovým nebo kompozitním pláštěm nemusí být použití svědečné desky vhodné. Svědečná deska by zpravidla neměla být v přímém kontaktu se zkoušeným předmětem, protože by mohlo dojít ke změnám tepelného toku působícího na předmět a na obal energetického materiálu. V ideálním případě by mezi předmětem a deskou měla být vzdálenost 200 mm, aby nedocházelo k narušení rovnoměrného ohřevu munice. Svědečné desky mohou ovlivňovat vzdušnou rázovou vlnu vzniklou výbuchem munice a je tedy vhodné, aby ve směru k zařízení pro měření parametrů rázové vlny žádná taková deska nebyla. c) Nalezení střepin. Nalezené střepiny mohou být potřebné při hodnocení typu reakce. V některých případech je vhodné použít panely pro zachycení střepin (měkké dřevovláknité desky nebo sádrové plotny, které zastaví fragmenty bez toho, že by je porušily). Jsouli použity, pak mohou nahradit jednu ze svědečných desek, ale měly by být umístěny vně termostatu. Užitečný rovněž může být graf znázorňující rozmístění a typ nalezených střepin, ale použití termostatu pravděpodobně ovlivní vzdálenost jejich rozletu. d) Fotografie. Pro hodnocení typu reakce se pořídí fotografie vzniklých úlomků a zbytků. e) Videozáznam. Kromě detailních záběrů munice před reakcí se pořídí další videozáznam z větší vzdálenosti. Zorné pole by mělo být takové, aby bylo vidět vymrštění úlomků a zbytků a ohnivou kouli, pokud se vytvoří. 8

9 Izolovaný termostat 200 mm Svědečná deska 200 mm Přívod vzduchu Boční pohled Výstup vzduchu 200 mm Termočlánky Termočlánky Pohled shora Obrázek 1 Schematické uspořádání zkoušky na pomalý ohřev 9

10 7.10 Pozorování a záznamy. Jako minimum musí být provedena následující pozorování a uvedena v protokolu o zkoušce: a) identifikace zkoušeného předmětu (typ, výrobní číslo atd.); b) druh a hmotnost energetického materiálu; c) fotografie uspořádání zkoušky; d) seznam dříve provedených zkoušek na vliv vnějších prostředí; e) identifikace a umístění termočlánků; f) údaje termočlánků v závislosti na čase pro všechny senzory; g) záznam dějů v závislosti na čase a teplotě až do konce zkoušky; h) povaha veškerých reakcí zkoušeného předmětu včetně indikace propulze; i) záznamy tlaku rázové vlny; j) fotografie zbytků a úlomků vzniklých v důsledku zkoušky; k) fotografie svědečných desek (jsou-li použity); l) popisný obrázek znázorňující rozmístění a typ nalezených střepin; m) počet a hloubka průrazů (vniknutí) v panelech pro zachycení střepin (jsou-li použity); n) videozáznam a zvukový záznam (zvuková stopa) Údaje získané z této zkoušky NESMÍ být zpracovávány (dopočítávány) vzhledem buď k teplotě, nebo času za účelem předpovědi chování v jiných situacích, které mohou být spojeny s nižší teplotou nebo úrovněmi tepelného toku. Rychlosti proudění tepla a teplotní gradienty v komplexních sestavách se mohou stát nelineárními, nastanou-li změny okolností a/nebo ztráta integrity vnitřních struktur a součástí Vyhodnocení výsledků zkoušky. Návod je uveden v dokumentech: a) UN Document ST/SG/AC.10/11/Rev 3/R.256; b) STANAG 4439; c) AOP

11 (VOLNÁ STRANA) 11

12 Platnost českého obranného standardu: od 18. května 2004 U p o z o r n ě n í : Oznámení o změnách, doplňcích a revizích ČOS jsou uveřejňovány měsíčně ve Věstníku Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví v oddíle Ostatní oznámení. Vydal Úřad pro obrannou standardizaci, katalogizaci a státní ověřování jakosti, MO Praha. Vytiskl VOJENSKÝ TECHNICKÝ ÚSTAV OCHRANY BRNO. Rok vydání 2004, obsahuje 12 stran. Distribuce: VOJENSKÝ TECHNICKÝ ÚSTAV OCHRANY BRNO, Veslařská 230, Brno, pro potřeby resortu MO distribuci zajišťuje OOS Úř OSK SOJ, nám. Svobody 471, Praha 6. Cenový výměr VTÚO Brno č.1/2004, cenová skupina A