大口径火炮弹丸膛内运动姿态测试系统设计

针对大口径火炮射击试验的特点,在分析研究文献「１」所述测试系统的基础上,提出了一种适用于大口径火炮弹丸膛内运动姿态的测试方法,并设计出相应的测试系统,经某大口径火炮系统试验测试证明,该系统工作可靠,测试结果合理,解决了大口径火炮膛内运动状态和炮口起始扰动量的测试问题。     

弹丸膛内运动姿态实时测量系统

弹丸在膛内攻角的变化及其影响因素是发射动力学研究的重要内容，而测量弹丸攻角变化是实现此项研究的前提，最后研究成功的一种专门测量弹丸膛内运动姿态变化的实时测量系统，其构成及测量原理做了介绍，该系统在保证有足够量程的前提下，具有测角灵敏度的高精度和高采样频率，并实现了实时测量，最后提供了实弹射击试验和由此得出的弹丸膛内运动攻角变化曲线和炮管振动曲线。     

弹丸卡膛姿态测试系统设计与实现

针对弹丸卡膛姿态对火炮射击精度的影响,分析了弹丸卡膛姿态测试的基本原理,设计了由位敏探测器、光学镜头组、抗过载激光器、信号电路等组成的弹丸卡膛姿态测试系统,并进行了系统试验验证,试验结果表明该测试系统具有较高的精度、重复率和线性。     

弹丸膛内运动姿态动力学仿真

在Solidworks中建立了较精确的线膛炮身管模型及其他部分的实体模型,导入机械系统动力学分析软件ADAMS中进行了装配和约束,形成了弹丸发射的动力学模型。利用ADAMS软件进行了二次开发,建立了内弹道解算的模块,应用ADAMS软件中的位移、速度等函数,以状态变量的形式建立了反后坐装置的力元,模拟了弹丸在膛内的运动过程,得出了弹丸膛内的运动姿态,在该模型的基础上可以进一步对全炮的发射过程进行动力学仿真。     

弹丸—引信系统在膛内力学环境中硬线传输测试技术的研究

本文主要介绍高膛压火炮膛内力学环境的特点及对膛内硬线传输技术的要求。同时概述了高膛压硬线传输测试中有关技术问题。其中包括膛外馈电低阻抗输出方案的选择,试验弹的结构设计以及有关高g传感器在膛内测试中的应用与动态标定等。并对膛内测试的冲击加速度环境曲线采取了科学的处理与分析,弥补了过早断线时产生的不足。所作传函分析及功率谱密度函数处理与分析,为膛内环境研究及事故诊断提供了分析基础,特别是通过大量测试结果,发现了火炮发射时,弹丸—引信系统在膛内早期冲击环境一些异常现象,作为弹丸挤进时受力情况分析及膛内安全可靠性的研究有重大价值。本文最后对膛内硬线传输测试技术的应用与发展也作了介绍。     

弹丸膛内运动分析

应用弹丸发射动力学的基本理论，建立了适合于各种导引部结构的弹丸膛内运动的计算模型，并对影响旋转弹丸膛内运动的各因素进行了大量的实例计算和分析。     

半约束期弹丸膛内运动姿态测试方法

摘要：针对目前国内外膛内弹丸姿态研究现状,对半约束期弹丸姿态变化的实时测试理论和方法进行研究。介 绍当前国内外火炮弹丸膛内运动姿态的测量方法,包括高速摄影法、激光光学杠杆法和磁传感器法等,比较各种方 法的优缺点,并总结研究新的火炮弹丸膛内运动姿态测量方法对于火炮设计和提高火炮射击精度的重要意义。该研 究可为提高火炮射击精度、支撑发射动力学的实验研究提供参考。     

膛内弹丸运动时电磁特性研究

通过在弹丸内不同方向装载线圈,测量弹丸在膛内高速运动过程中的电磁信息,从而分析内弹道中弹丸的电磁特性与运动特性。测试系统利用了与外界无连线的存储测试方法,得到了弹丸在膛内高速运动过程中的电磁信号。该测试信号可反映弹丸的加速,出炮口运动等信息。经过特征提取用于引信的设计中,可作为引信发射环境识别的有效手段。     

弹丸膛内运动模型的研究

本文给出了弹丸膛内运动方程,提出了弹丸前定心部与炮膛内壁的两种接触方式,分析了弹丸在前定心部紧贴膛壁时的运动情况。     

基于PSD的弹丸膛内运动姿态测量系统研究

阐述了利用光电位置敏感传感器、半导体激光器、高速数据采集卡及计算机系统设计开发弹丸膛内运动姿态测量系统的体系结构和工作原理。研究了基于PSD的能直接在野外靶场试验使用的弹丸膛内运动姿态测量系统技术方案,研制了测量系统样机,并进行了系统的射击试验验证,给出了某火炮的靶场试验处理结果。试验结果表明,该系统具有测量精度高、测量处理速度快、自动化程度高、安装调试简单等优点。     

撞击试验中火炮弹丸的姿态控制研究

作为一种简便、经济的加载方式,火炮试验已被广泛用于高速撞击研究,在导弹战斗部和弹头的终点效应研究中发挥了重要作用。试验中,弹丸的着靶姿态对试验精度具有重要影响。因此针对火炮试验弹丸的短距飞行等特点,对其质心的运动特征进行了分析,计算了典型火炮试验状态下弹丸着靶前的攻角。结果表明:在小于12 m的飞行距离内,不论其稳定性如何,其姿态均不会因俯仰力矩作用而明显改变,从而得出了弹丸姿态主要取决于初始扰动,而与其稳定性关系不大的结论。进一步分析了初始扰动形成的原因及其影响因素,探讨了改善弹丸着靶姿态的对策。由实例分析验证了本文结论。     

弹体动不平衡度的静态测试法

针对传统的弹体动不平衡度测量方法的局限性,提出了利用静态法来测试弹体动不平衡度的新方法,推导了动不平衡度的计算公式,分析了动不平衡量与惯性积的关系及惯性积I。和I。。的测试方法。从理论上充分证明了对弹体的不平衡度测试本质上就是对弹体惯性积的测试。实验表明：传统测试法与静态测试法的测量结果一致;静态测试法不仅可以减少设备投资,简化测试程序,节省人力,而且还可以获得可信度较高的测试精度。     

弹引系统塑性有限元动力分析

以２５ｍｍ口径榴弹引信系统为研究对象，采用有限元结构分析软件ＡＤＩＮＡ进行系统的弹塑性动力分析，计算结果给出了系统内关键部位包括装工绵应力历程和最大弹试压力时的应力分布。同时进行了系统的模态试验和靶场试验，利用试验取得的参数修改系统有限元模型以获得准确的有限元分析结果。     

基于极化特征的旋转弹丸飞行姿态测量方法研究

火炮弹丸的体积小、过载高、速度快,测量其飞行姿态难度大,针对此问题,提出了一种利用测速雷达实现旋转弹丸飞行姿态测量的方法.该方法通过在弹丸底部刻槽使其回波具备比较明显的线极化特性,以回波调幅指数表示弹丸飞行姿态.根据底部刻槽弹丸的表面结构,通过数值计算建立姿态角与调幅指数的对应关系,从射击试验弹丸的回波中处理出调幅指数,进而构建姿态角方程,辅以弹丸角运动规律解算出弹丸的飞行姿态.仿真分析表明,该方法是有效的.     

磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的原理分析

针对用磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的问题,提出了磁阻传感器滚转角及磁阻传感器滚转角速率的概念,给出了磁阻传感器测量方程和磁阻传感器滚转角速率的测量方程.经过理论推导给出了弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率的关系式,分析结果表明弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率之间的测量误差受弹丸俯仰姿态、偏航姿态和射向的影响.数值仿真表明,弹丸滚转角速率的地磁测量方法在一定条件下是可行的,但在工程实际应用中难以保证滚转角的精确测量.     

捷联制导弹药制导与控制系统设计与仿真

根据单兵武器捷联导引头的特点,提出一种弹体追踪和比例导引相结合的制导律。利用导引头的误差角信号和姿态陀螺的姿态信号,通过微分网络提取弹目视线角速率,实现比例导引部分,误差角信号作为姿态驾驶仪的输入完成弹体追踪部分。其次,利用根轨迹方法给出一种姿态驾驶仪设计方法。通过数学仿真可以证明,该制导律和姿态驾驶仪相结合,可实现精确命中目标,并具有良好的动态特性。最后,为论证MEMS陀螺和惯性陀螺等实现姿态驾驶仪的可行性,提出半实物仿真试验方案,作为理论设计进一步的验证手段。     

引信试验数据的小波分析

用傅里叶变换对含有噪声干扰的试验数据进行滤波,通常难以确定奇异点在空间的位置及分布情况。本文用小波变换对引信风洞试验数据进行滤波,通过选择合理的基小波、分解尺度和阈值对数据滤波后得到了引信涡轮角加速度的突变点,确定了引信击针脱离盲孔的时间,找出了某型引信早炸原因,解决了实际引信故障分析难题,保证了该引信的设计定型。     

旋转弹姿态解算方法研究

针对旋转弹姿态测试中导航误差随时间积累过快的问题,提出了由加速度计和磁强计构成组合测试系统。针对一种十二加速度计配置方案,利用拟牛顿法解决了姿态解算的问题。仿真结果表明,该算法能有效的抑制误差的积累,有助于提高导航精度。