毁伤威力场冲击波无线分布式测试方法研究

毁伤威力场中冲击波超压测试是评估武器或炸药毁伤威力的一个重要手段,在军工国防领域具有重要作用。针对传统引线法与存储法这两种测试方法的优缺点,分析了冲击波的信号特点及国军标的相关测试要求,提出一种结合无线传感网络( WSN)技术和FPGA逻辑控制技术的冲击波无线分布式测试方法。系统经过激波管动态校准及多次靶场实弹试验,验证了系统具有布设简单、触发策略灵活、无线同步触发性能良好及数据准确度高等优点,特别适合适用于毁伤威力场中复杂恶劣环境下多测点冲击波测试任务。     

智能化冲击波超压测试系统

冲击波超压测试是衡量武器弹药毁伤性能的重要参数.设计了一种由探测单元、控制单元、触发单元构成的地面场智能化冲击波超压测试系统.该系统具有体积小、微功耗、抗冲击、抗电磁干扰等特点,通过激波管动态校准后应用于自由场实爆试验,并能成功记录关键信号,将实测数据与经验公式所得数据对比分析,证明了该系统的设计合理性.     

冲击波压力传感器组件动态特性补偿研究

为抑制爆炸场寄生效应,冲击波压力传感器须采取相应抑制措施,这使得传感器组件工作频带变窄,导致测量失真。因此须对传感器组件进行动态补偿,以实现工程无失真测量。首先,对典型冲击波压力传感器组件进行动态校准,并通过微分法得到其动态特性非参数模型;然后,进行了动态特性参数模型辨识,通过设计动态补偿数字滤波器,对典型传感器组件进行了0~40 kHz的动态补偿,并验证其科学性和有效性;最后,对典型爆炸冲击波压力信号进行了动态补偿。该研究对提高冲击波压力测量精度、准确评估毁伤威力具有重要意义。     

冲击波超压测试系统动态校准的研究

为了确保冲击波超压测试系统所测实验数据的准确性和可靠性,在现场试验前一般需在实验室中用激波管完成对测试传感器和测试装置的动态校准,分析出测试系统的动态特性,为后续的试验数据处理提供可靠的修正和补偿依据.本文介绍了实验室自建的激波管及其在动态校准冲击波超压测试系统中的应用原理和实施细则,得到了校准后的冲击波超压测试系统,更能准确地应用于弹药毁伤威力的评估项目中.     

爆炸场结构振动参数探测装置设计

为掌握爆炸冲击波引起的毁伤目标冲击振动加速度信号在距爆心不同距离上的规律,利用存储测试技术,设计研制了一种可相对独立工作的便携式结构振动遥测探测头。为了准确掌握探测头系统的动态性能,应用霍普金森杆进行了冲击加速度动态标定测试,结果表明该系统在量程范围（-5000~50000g）内性能良好。通过现场3kg TNT实弹动爆试验,系统成功的记录了冲击振动加速度信号,测试结果对评估炸药的毁伤威力性能具有重要的参考价值。     

XXX爆炸威力场远距离多参数数据采集系统

针对当前爆炸场测量中存在测试系统布设不便、存储测试系统数据需要回收的问题,综合运用数据采集技术、存储测试技术与无线和光纤通信技术,设计了一种用于爆炸场的远距离多参数数据采集系统。该系统是用来测试XXX爆炸威力场中压力、振动加速度、温度和爆炸时刻的多参数数据专用系统。该系统主要由ZigBee和光纤模块对多个传感器节点进行参数设置(量程设置、采样频率设置、触发电平设置等),使用FPGA和AVR单片机为主控芯片,解决了特殊环境中多通道变参数数据采集问题。实际测试表明:这种新型测试系统可以得到爆炸场中多个参数的变化曲线,具有可无线遥控、微功耗、抗高冲击、抗干扰、工作稳定可靠等特点,适于恶劣环境下数据记录和传输。     

破片和冲击波对直升机旋翼联合毁伤仿真研究

为研究破片和冲击波对直升机旋翼的联合毁伤,对旋翼结构进行分析和等效,采用赋予破片速度和CONWEP爆炸模型的方法计算了战斗部爆炸后破片和冲击波联合作用下旋翼的毁伤,并与破片单独作用、冲击波单独作用时旋翼的毁伤进行比较.计算结果表明:破片单独作用,旋翼局部结构强度降低;冲击波单独作用,旋翼产生较大的整体弯曲变形;破片和冲击波联合作用,直升机旋翼不仅产生穿孔、局部变形等结构毁伤,而且整体弯曲变形程度增大,联合毁伤增益约14％～18％.     

存储式冲击波测试系统的多参数程控技术

针对当前爆炸冲击波测试方法中存储式测试系统存在适用性不强的问题,开展面向存储式冲击波测试系统的多参数程控技术研究,阐述了存储式冲击波测试系统的基本原理,改进了模拟电路的设计,增加了多个可程控参数,采用直流耦合方式与数控电平移位相结合的方法,既去掉了传感器的直流偏置电压,又消除了对传感器信号低频特性的影响, 进行了基于单片Flash存储器的负延时设计,采用片内分区的方法实现了负延时长度与正向记录长度的可程控。通过实弹测试试验,验证了基于多参数程控技术的存储测试系统的可靠性,为弹药威力评估提供了更加通用化的测试手段。     

爆炸场冲击波压力测量及其传感器技术现状分析

爆炸场冲击波压力是衡量武器弹药毁伤威力的重要战技指标。针对冲击波压力测量及其传感器技术存在的问题,以压电式压力传感器为主,从爆炸场冲击波压力测量方法、压力传感器技术和压力校准技术等多个方向总结分析了国内外研究现状及发展趋势。介绍了常用冲击波压力传感器的特点以及结构特征,对比得出了国内外在冲击波压力传感器技术领域的差距,明确了传感器技术的发展方向。概述了冲击波压力传感器的校准方法,并分析各校准方法的不足,有助于推动我国新型战斗部的发展研制。     

低功耗爆炸冲击波应变测试系统

为了改进或加固弹性材料的结构,以便给在高温高压高冲击环境下工作的测试仪提供良好的机械结构,设计了基于直角应变花的低功耗应变存储式测试系统;进行了爆炸冲击波对弹性材料造成的应变的实际测试,对实验数据进行了分析和处理.得出本次设计的应变测试系统,能够应用于环境条件比较差的爆炸试验中,在可靠可信、微功耗的基础上能得到较好的实...     

基于Vega的破片式战斗部导弹威力场视景仿真

为了解决导弹对目标毁伤过程的可视化问题,提出了使用视景仿真的方法研究导弹威力场.分析了破片式战斗部导弹威力场的两个重要因素"破片"和"冲击波"的威力场模型,在此基础上,结合可视化和计算机仿真技术,对导弹威力场的作用过程进行逼真的视景仿真,实现了导弹攻击战斗机的弹目交会过程的仿真演示.所建模型逼真程度高,特效设计形象逼真,仿真结果为导弹的毁伤评估提供了参考.     

爆炸环境气体测试防护结构的数值模拟

现代武器试验过程中常涉及到危险性较高的爆炸环境,而在爆炸场进行气体测试的难度大、准确性低,故通常采用防护结构来减弱爆炸冲击波的影响。为了进一步探究防护结构对冲击波测试的有效性,采用2D-Euler算法进行数值模拟,对不同防护结构条件下的爆炸冲击波进行计算和分析。通过改变防护结构的开孔大小、个数和挡板厚度来研究这些参数对防护结构的效果和冲击波测试的影响。结果表明：仿真最优防护结构气体扩散面积为空爆环境的81.73%,超压值降低了61.27%,于传感器面的超压峰值为698.5 kPa,较设定传感器所能承受的阈值小30.15%,比单因素仿真最优防护结构的超压峰值分别低8.74%、7.14%和6.68%,达到研究目的。     

本期摘要

毁伤场参数存储测试备份系统的设计 摘要：针对当前毁伤场参数测量中存在通用测试系统布设不便、存储测试系统需要回收读数、回收困难等问题,设计了一种毁伤场参数测试备份系统．综合运用了数据采集技术、存储测试技术与无线和光纤通信技术,采用”智能传感单元记录＋集中备份1＋集中备份2＋的多备份存储方式．将数据存于不同位置．保证所测数据在恶劣环境下的可靠性。实测数据分析证明了该备份系统的可靠性与优越性。     

基于无线数据传输的冲击波超压测试系统的研究

针对冲击波场测量中存在的通用测试系统布设不方便和存储测试系统无法监测系统状态以及需要回收读数的问题,研究了具有无线数据传输与控制功能的爆炸冲击波压力测试系统,介绍了系统数据采集模块和无线数据传输与控制模块的设计。试验数据表明：该系统运行稳定可靠,能有效捕获数据并能实现无线数据传输。     

基于无线和光纤的冲击波超压遥测存储系统

针对大威力常规武器的特殊爆炸环境和普通测试冲击波系统安装布置难和无法实时获得数据等问题,提出了一种遥测存储的方法,遥测存储系统包括上位机、无线／光纤模块和智能探测头三部分。智能探测头测得数据后存储起来,同时上位机也可以控制探测头把测得的数据实时传递出去。实验表明：这种遥测系统实验时可以很好地完成数据存储和实时传输的功能,并有抗干扰能力强、误码率低、操作方便、布设简单、灵活性高、数据可靠性高等优点,对以后;中击波的多点测试研究     

多通道存储式坑道冲击波测试系统设计

随着武器装备的不断发展,弹药威力、科学性、特殊性等方面不断提升,针对坑道的钻地式武器也与日俱增;因目前对于坑道内冲击波测试的需求逐渐增多,测试要求越来越高,设计了一种针对坑道冲击波的测试系统;采用FPGA软件控制提供了多个可程控参数,赋予系统对不同药量战斗部冲击波测试的通用性;采用数字电位器结合仪表放大器结合以ICP传感器直流偏置,最大程度上降低了传感器自身直流信号对数据的干扰,提高了系统精度与可靠性;采用保留区替换的方法进行FLASH存储器坏块管理,保证了数据存储连续性,避免了因坏块导致通道间数据记录混乱;系统放大器具有1~100倍可调增益,滤波器截止频率40~500k可调,采样精度16bit,采样频率最高可达每通道2MSPS。经多次实弹测试结果表明,本系统操作便捷,数据符合预期,验证了本系统的可靠性,提供了一种新的坑道内冲击波测试手段。     

基于光敏管阵列交汇的空间炸点位置测试系统设计

为了衡量某种弹药的毁伤效能,需知某弹体在空间的爆炸位置决定毁伤威力与效果.基于上述要求,设计了空间炸点位置阵列交汇测试系统.采用两个光敏管阵列作为探测装置,利用现场可编程门阵列(FPGA)进行密集并行的高速数据采集.通过实测实验,得出空间炸点位置,表明了系统的可行性和有效性.     

多总线通讯服务器设计与实现

为了解决大当量战斗部爆炸威力试验中测试参数多、测试区域广,多设备统一触发的难题,文中提出了分布式无线网络化的测试思路,进行了无线传输系统框架设计,简要介绍了系统的组成、功能、结构设计、各个通信点位的设计、网络构成、工作频率、电源系统设计等,使大家对该测试系统有一个全面的认识。设计人员研发了相关硬件设备,并进行了多发试验验证。该测试系统组网方式灵活,传输速率高,具备GPS同步和无线触发功能,可进行远程操控和数据下载,使用方便,可靠性高,提高了大当量战斗部爆炸威力的测试效率。     

毁伤场参数存储测试备份系统的设计

针对当前毁伤场参数测量中存在通用测试系统布设不便、存储测试系统需要回收读数、回收困难等问题,设计了一种毁伤场参数测试备份系统,综合运用了数据采集技术、存储测试技术与无线和光纤通信技术,采用“智能传感单元记录＋集中备份1＋集中备份2”的多备份存储方式,将数据存于不同位置,保证所测数据在恶劣环境下的可靠性.实测数据分析证明了该备份系统的可靠性与优越性.     

水下爆炸冲击波数据记录仪的设计与实现

本文从水下爆炸冲击波的概念出发,介绍了水下爆炸冲击波的特征,应用爆炸气泡运动理论确定了波形参数。然后根据水下冲击波的特征,分析了水下爆炸冲击波数据记录仪的测试原理,介绍了两种模拟实际水下爆炸冲击波信号的测试方法。再通过简易的水下爆炸试验,得到了冲击波的压力-时间历史曲线及其参数并与理论值作了比较。最后通过直线拟合和误差分析进一步证明了文中提出的水下爆炸冲击波测试方法是一套科学的、有效的冲击波压力测试方法。