引信钹式压电阵列发电装置的设计与分析

为弥补现有引信压电电源电能输出少、供电时间短的缺点,文中设计出一种新型引信用钹式压电阵列发电装置,并对其工作原理进行了分析。而后对钹式压电阵列的发电特性进行了研究,并采用总能量求偏导法推导出并联钹式压电阵列的输出电压公式,最后利用Matlab软件进行了数值分析。研究结果表明该新型结构设计能够高效收集诸如发射环境中的冲击能量,在很大程度上提高了压电发电装置的机电转换效率。     

基于钹式压电阵列的引信发电装置

针对现有引信压电电源发电时间短的问题,设计制作了以弹簧-质量块和压电换能器为主要部件的引信发电装置。该装置能将弹药发射瞬间的冲击能量收集并转换为持续的电能输出。测试结果表明,冲击加载、换能器结构、换能器层数、质量块等对其发电性能有不同的影响规律,且钹式叠堆结构发电性能优于薄片压电叠堆,所提出改进后的发电装置发电时间能达到2.499s,有效延长了引信压电发电装置的供电时间。     

低频钹式换能器的性能分析与设计

将金属与压电陶瓷物理复合的钹式换能器体积小、重量轻,适合于开发低频换能器.研究了低频换能器的设计问题,利用有限元方法分析了介质变化对钹式换能器导纳和频率特性的影响,并与Langevin压电换能器的性能进行了比较,给出了钹式换能器性能随压电陶瓷物理与结构以及金属帽结构参数的变化规律;给出了低频钹式换能器的产品设计实例.研究结果对于优化钹式换能器以及开发水下低频换能器技术有应用价值,也为后续的制作工艺与相关的水池实验研究提供了技术支持.     

钹式换能器的有限元设计与分析

为研究钹式换能器共振频率随结构参数变化的规律,分析换能器的性能,建立了钹式换能器的有限元对称模型,探讨了钹式换能器的结构参数与共振频率之间的关系,得出影响共振频率的关键因素。依据结构参数与共振频率的关系,设计了不同结构参数的钹式换能器,通过仿真计算,得到满足不同性能要求的钹式换能器,为开发小功率发射换能器和新型换能器提供了一种途径。     

钹式换能器制作工艺与实验研究

设计方法与制作工艺是开发低频钹式换能器的核心技术.首先在继承传统压电材料制作工艺的基础上,根据钹式换能器的设计规律,研制了含有低频换能器在内的多套金属帽冲压模具,比较了粘结剂、金属材料等的不同特点,给出了合成钹式阵元的一般性方法,掌握了制作钹式阵元的特殊工艺,由此可开发系列阵元;然后,针对其中的低频阵元,在消声水池实验中分别对阵元的共振频率、发射幅压响应、自由场接收灵敏度等进行了测试.实验结果表明,低频钹式阵元具有较好的接收效果,单个5 kHz钹式阵元在0～40 kHz工作时,其自由场接收灵敏度在-170 ～-150 dB之间,其发射幅压值135 dB,可通过成阵提高发射指标.研究结果为开发新型钹式声学装置提供了依据.     

低频钹式换能器的有限元分析

为进行低频钹式换能器的有限元分析,研究钹式换能器的性能指标,通过有限元方法建立了换能器的轴对称模型,计算发现,低频钹式换能器的谐振频率可达到2 kHz,结果表明,探索低频钹式换能器的性能指标和振动规律,为开发低频钹式换能器提供了新的途径。     

引信气流谐振压电发电机

引信用气流谐振发电机(射流发电机)基于亥姆霍兹共鸣器,利用弹丸在弹道飞行过程中的气动能发电,其换能器为磁电发电机,由于体积大、重量大,限制了其使用范围.为了改善这种状况,提出了气流谐振压电发电机,以压电薄膜代替其磁电发电机.通过实验室模拟吹风试验证明:该发电机输出功率较大,可满足低功耗引信的使用,且结构简单、体积小、成本低、重量轻,不会产生交变磁场.     

引信压电电源机电转换装置振动特性分析

利用压电效应将振动能量转化为电能被广泛应用于能量转换系统中,通过压电传感器将火炮发射过程中的冲击能量转换为电能,并输送给储能电路,形成引信电源的压电传感器供电方案;将弹丸内的压电振动转换系统简化为单自由度振动系统,研究了振动系统的物理与数学模型,并由该模型进行了振动特性分析,研究了结构刚度、阻尼以及等效质量等振动参数的设计规律,可为引信压电电源的设计提供参考。     

基于气动热的引信磁流体发电

针对传统电池和涡轮发电机难以适应远程弹药长时高速飞行等潜在问题,提出基于气动热的引信用磁流体发电机。利用高速弹丸飞行时头部高温气体电离后产生的等离子体,进入发电通道切割磁力线进行发电,为引信电路提供能源。仿真结果表明:设计方案满足磁流体发电条件,基于气动热的引信用磁流体发电机具有一定的可行性。     

一种新型的可蓄能压电电源原理研究

炮口可实时装定的精确计时、定距引信要求内置电源在弹丸出炮口前能可靠地对引信电路供电,即要求引信电源的激活时间短.本文对一种用于机电引信的新型可蓄能压电电源的工作原理进行了分析研究,建立了该电源在外力作用下蓄能过程的数学模型,分析了其主要参数对蓄能速度和蓄能能量的影响,并对其在高炮引信中的应用进行了研究.该压电电源具有激活时间短的特点,适用于对低功耗电路的短时供电,可作为某些精确计时、定距引信的专用电源.     

基于计转数定距的小口径炮空炸引信设计研究

该文讨论了小口径炮计转数定距空炸引信设计涉及的3项关键技术:快速供电电源设计,提高计转数定距精度,结构小型化满足小口径炮弹空间小的要求.针对空气阻力作用导致转速衰减,该文首次提出采用二次曲线拟合法对定距转数进行修正.基于现场实际所得数据,综合考虑了各种影响因素,实践证明效果好.     

基于相对旋转的子弹药引信基座式发电机

针对子弹药引信“三自”和电源小体积的要求,提出了一种基座式发电机。该发电机利用引信体和弹体的相对旋转产生电能,为子弹药引信供电。通过理论分析探讨了发电机的基本电磁关系,确定了基座式发电机的主要设计参数。运用电磁分析软件 Magnet进行仿真,得到了感应电动势波形。加工了基座式发电机主要构件并装配成原理样机进行测试。理论分析和实验结果表明,基座式发电机输出比较理想,能够满足子弹药引信的电能需求。     

一种引信用新型塑料包装筒的设计及分析

这种塑料包装筒由上、下筒体、锁紧环及密封围组成，它配备于某引信包装上。文中除了介绍它的构造原理外，还分析说明了其主要性能、特点。     

基于支持向量机的无线电引信抗扫频式干扰研究

扫频式干扰对无线电引信威胁很大,为此研究了支持向量机方法在无线电引信抗扫频式干扰中应用的可行性。以连续波多普勒无线电引信为例,从理论上分析扫频干扰信号作用下引信检波输出信号的频谱特征。提出一种基于傅里叶频谱的特征参量提取方法,并利用支持向量机对干扰信号与目标信号进行分类识别。识别实验结果表明,该方法可以获得很高的分类识别正确率,能够有效提高连续波多普勒无线电引信的抗扫频式干扰能力,将支持向量机应用于无线电引信抗干扰可以获得很好的效果。     

基于空中机动目标拦截的制导和引信及战斗部一体化设计研究

为实现对空间机动目标的可靠拦截,研究防空导弹制导盲区情况下常规破片战斗部的制导和引信及战斗部一体化设计方法。在已知目标最大机动能力作为先验信息条件下,通过目标最大机动能力估计制导盲区内目标潜在运动的状态集合;建立破片飞散的数学模型,根据目标状态集合和破片飞散特性求解防空导弹最佳交会状态和引信最佳起爆时间;采用Gauss伪普法,以末端弹目相对位置、弹目视线角和速度矢量夹角作为约束,求解导弹实时最优控制输入,使防空导弹到达最佳拦截位置。仿真分析结果表明,所提制导和引信及战斗部一体化设计方法能够实现引信最佳起爆控制和目标可靠拦截,对战斗部设计提供了依据。     

基于激波机理的抗式消声器设计与试验研究

以激波消声机理为理论基础,采用试验研究与仿真分析相结合的手段,进行了高炮用炮口消声器的设计与研究;采用多腔室消声碗结构,使火药燃气在消声器中产生激波而损失能量,达到降低炮口压力,实现降低炮口噪声的目的。通过仿真分析、试验验证,结果表明:安装消声器(内径为Φ50 mm光孔)后,在436 m处,火炮噪声比光膛口时降低了18.34 dB,对高炮安装炮口消声器的研究具有一定的指导意义。     

一种小型位置反馈式电动伺服系统的设计及实现

设计了一种小型位置反馈式电动伺服系统,该系统具有响应快速、超调小、性能稳定优良、体积小、重量轻、实用价值高等优点。首先介绍了该伺服系统的工作原理与组成,然后对该系统控制电路的关键设计——PWM控制、二次电源电路、反馈电路以及H桥功放电路进行着重分析,并对可能影响该伺服系统性能和控制精度的关键技术、关键器件进行了分析和讨论。