多光幕法测量高空弹丸炸点坐标原理与分析

针对高空飞行弹丸命中目标爆炸时的坐标测量,低伸弹道立靶测量系统已不能满足要求,并且不能测出沿弹道方向弹丸爆炸时的坐标.为满足当前新研制的弹丸引信测量指标需求,提出采用高探测灵敏度光电探测靶的多光幕交汇测量原理,建立空间三维坐标测量数学模型,利用高灵敏度闪光探测靶测量弹道方向弹丸爆炸时的坐标,弥补立靶测量系统不能测量该参数的缺陷.运用微分法,从交汇光幕夹角、探测幕厚、测时、测距等方面分析测量误差.通过误差的分析,测量系统在高空工作时,达到指标要求.     

引信用环形发电机转子转速控制技术

环形发电机作为引信电源不仅可提高引信的安全性和可靠性,而且还可为引信解除保险提供独立的第二环境激励源。通过对环形发电机工作原理及结构的分析,给出了一种转子转速控制机构的实现途径和仿真分析、试验结果。仿真分析和试验结果表明,该机构可以实现在弹丸低速飞行时可靠工作、在弹丸高速飞行时可调节与控制自身转速的功能。     

科氏惯性力对转管自动机终点偏差的影响

转管自动机的科氏惯性力对弹丸终点偏差的影响会降低射击精度和密集度.利用有限元软件对自动机的固有模态进行分析,获取有关参数并根据空间解析几何知识计算身管振动偏角,依据此偏角及科氏定理得到了某转管自动机的科氏惯性力;结合外弹道理论,建立了科氏惯性力对弹丸章动影响的数学模型;研究结果表明:弹丸飞行马赫数影响章动周期的最小弹丸截止转速,马赫数越大,截止转速越高;弹丸弹带部分即将飞出炮口时,科氏惯性力达到最大;起始章动角影响弹丸章动某一方向的外延特性,改变射弹散布与目标的重合度;控制弹丸飞行的动平衡,采用合理的弹丸转速,可有效降低起始扰动.分析结果可为校正终点偏差,提高射击精度和密集度提供理论依据.     

九光幕阵列测量终点弹道弹丸飞行参数方法研究

终点弹道段弹丸飞行速度低,受外界因素影响弹丸运动轨迹为变速曲线运动,六光幕阵列测量模型无法准确测量弹丸的飞行参数,针对此类问题,提出一种九光幕阵列测量方法。在现有六光幕阵列阵形上增加了3个与原有光幕对应平行的光幕,通过两点速度衰减公式计算出飞行弹丸的阻力加速度,修正弹丸运动曲线方程,利用六光幕阵列测量公式,实现任意方向飞行弹丸飞行参数的准确测量。结合12.7 mm全弹道测速试验,验证了阻力加速度计算方法的有效性,采用七光幕阵列测量4.5 mm气枪弹着靶坐标,与纸板靶上的弹孔坐标进行比对,在2 m×2 m靶面内坐标测量误差小于3 mm。研究的方法拓宽光幕阵列在终点弹道测量领域的应用,特别适用于弹道系数未知的特种弹丸飞行参数测量。     

抛物线弹道弹丸飞行参数测量模型与 精度分析

现有匀速直线弹道六光幕阵列测量模型无法满足终点抛物线弹道弹丸着靶坐标与飞行速度的测量需求。针对终点弹道测试试验中抛物线弹道的实际,提出一种变速抛物线弹道弹丸飞行参数的测量方法,建立六光幕阵列通用测量模型。综合考虑重力和空气阻力对弹丸运动轨迹的影响,建立弹丸的空间运动方程,结合光幕阵列平面方程和测量得到的弹丸穿过光幕阵列时刻序列,计算出弹丸在预定位置的着靶坐标和飞行速度矢量。对研究的抛物线弹道测量模型与现有的匀速直线弹道模型进行了比较分析,仿真计算了在不同靶距与不同飞行速度情况下2种模型测量数据的差值。对研究的测量算法进行了精度分析。采用六光幕阵列天幕靶和木板靶进行7.62 mm步枪弹的着靶坐标比对试验,结果表明在探测靶面内,着靶坐标测量误差不大于3.5 mm。建立的测量模型拓宽了六光幕阵列在终点弹道的测试领域的应用。     

易熔合金引信弹道安全的气动热力学建模仿真

为使易熔合金引信可靠延期解除保险以保证弹道安全,需要根据弹丸速度确定在安全时间和距离内引信易熔合金的熔点。以瑞士厄利空2ZLa/353式35 mm 双管自行高射炮爆破燃烧榴弹 KZVD 引信为例,从工程的角度出发,简化了外弹道,在初始弹速为1175 m/s 和误差范围为±15 m/s 的条件下,采用气动加热理论对榴弹外弹道起始阶段弹头驻点的温度进行了理论建模计算和仿真验证,通过分析相应弹速下的弹头驻点温度确定出满足安全距离要求的易熔合金熔点温度。仿真结果表明,理论计算与仿真试验确定出1160-1190 m/s 初始弹速范围内的易熔合金熔点温度的结果一致,因此可以利用该热力学模型并根据弹道安全要求来设计相应熔点的易熔合金引信,所用方法可以为高速飞行弹体的热力学研究提供参考。     

基于DSP的弹道解算器设计与评估

根据一维弹道修正引信对弹道解算模块的要求及一维弹道修正引信弹道辨识算法,设计了基于DSP的弹道解算器硬件和软件.对弹道解算器的性能进行了评估,证明DSP用于一维弹道修正引信弹道解算可行.     

振动与冲击在引信技术中的应用展望

主要探讨了弹药引信系统在勤务处理、发射过程、弹道飞行以及硬目标侵彻中所遇到的各种振动与冲击问题。首先,阐述了振动问题,包括有引信在运输、弹道飞行过程中所受到的振动载荷及为解决全弹道供电问题,将飞行过程中的气流振动能量转化为电能三个方面;其次,介绍了冲击问题,涵盖勤务处理过程中的意外跌落、发射过程中的后坐力、侵彻过程中的惯性过载及将冲击过载转换为引信用电能这四个方面;然后,介绍了为保证引信在振动与冲击环境中的可靠性所采取的措施,既保证引信系统在恶劣的强冲击环境中不会产生结构损伤,又保证系统不会产生误动作,提前解除保险造成危害;最后,详细阐述了为满足引信控制起爆电路和全弹道供电的需求,对引信使用过程中遇到的振动与冲击的能量的收集措施,并对引信振动与冲击问题的发展进行了展望。     

引信章动模拟装置结构设计及模态分析

为了模拟研究弹丸章动对引信的影响,运用陀螺运动学理论,设计出一种模拟装置,把弹丸角运动分解为弹丸的进动、章动和自转三个分运动。利用二圆运动理论把弹丸的三个分运动分别进行机械合成,保证引信章动模拟装置实现完整的空间运动。通过模态分析找出模拟装置可能发生共振破坏的固有频率、振型以及对振动影响较大的零件,以此为依据,进行试验验证,设计出合理的结构,以确保所有零部件乃至整个机构设计尺寸的合理性,从而减小振动对模拟装置的影响。     

易熔合金引信弹道安全的气动热力学建模仿真（英文）

为使易熔合金引信可靠延期解除保险以保证弹道安全,需要根据弹丸速度确定在安全时间和距离内引信易熔合金的熔点。以瑞士厄利空2ZLa/353式35mm双管自行高射炮爆破燃烧榴弹KZVD引信为例,从工程的角度出发,简化了外弹道,在初始弹速为1 175m/s和误差范围为±15m/s的条件下,采用气动加热理论对榴弹外弹道起始阶段弹头驻点的温度进行了理论建模计算和仿真验证,通过分析相应弹速下的弹头驻点温度确定出满足安全距离要求的易熔合金熔点温度。仿真结果表明,理论计算与仿真试验确定出1 160-1 190m/s初始弹速范围内的易熔合金熔点温度的结果一致,因此可以利用该热力学模型并根据弹道安全要求来设计相应熔点的易熔合金引信,所用方法可以为高速飞行弹体的热力学研究提供参考。     

某型杀爆弹电磁感应装定引信弹道炸分析

针对某型杀爆弹出现弹道炸问题,在分析引信工作原理的基础上,采用仿真分析与实验验证的方法,研究电磁感应装定电路在弹道飞行过程中的输出控制情况。结果表明：弹丸发射后,在飞行过程当中,金属外壳会产生静电积累,当静电累积足够大时,金属外壳出现放电现象,产生压降信号,信号通过线路导致电磁感应装定电路输出发火控制信号;电磁感应装定电路采用信号编码原理,有效区分和识别开关信号,优选单片机,优化开关闭合检测时间,选用加粗和加强的导线,可以解决由于电磁感应装定电路接收干扰信号致使提前输出发火控制信号的问题。     

基于MATLAB的迫击炮外弹道模型仿真研究

以常规迫击炮外弹道为研究对象,建立了弹丸质心运动的数学模型,运用MATLAB软件对外弹道模型进行仿真计算,得到了外弹道各参数的仿真数据,通过分析仿真结果,为迫击炮外弹道的优化设计提供了合理的依据.     

某小口径弹丸外流场空气动力特性仿真

为了给某小口径杀伤破甲弹引信设计提供参考,运用GAMBIT建立弹丸外流场数值仿真模型,通过FLUENT对弹丸外流场进行了数值仿真以获取相关的气动力规律。仿真结果与1943年阻力定律基本一致,计算所得的气动参数可以为小口径杀伤破甲弹引信的外形设计提供依据与参考。     

某新型高速旋转试验机的原理与使用

某新型高速旋转试验机主要是在试验室条件下,通过高速电机旋转时所产生的离心力来模拟引信在弹道飞行中所经受旋转环境下的离心力;对样品引信进行旋转试验,考核引信中以离心力为动力的各种机构的安全性和作用的可靠性。     

转镜式高速摄影机角跟踪精度的检测

为了提高转镜式高速摄影机测量弹丸运动轨迹的精度,本文通过合理假设和理论推导,依据弹丸外弹道飞行运动模型得到了弹丸飞行过程的数学模型。结合室内检测条件,设计了用于转镜式高速摄影机角跟踪精度的检测装置并分析了测试原理。用该设备实测了转镜式高速摄影机的角跟踪精度,并对检测装置的测量不确定度来源进行了分析。结果显示:被测转镜式高速摄影机的角跟踪精度为(0.34±0.06)°,检测装置的相对不确定度为3.0″;不确定度来源主要为角度测量不确定度和焦距测量不确定度。实验结果表明,设计的检测装置具有较高的准确度和可靠性。     

迫弹引信涡轮电机模拟信号发生器设计

本文研究作为迫击炮弹引信电源的涡轮电机的模拟问题.首先在理论上分析了迫击炮弹的典型弹道特征,对涡轮电机速度/频率的数学关系和涡轮电机全弹道的输出特性进行了理论推导.然后利用实际迫弹引信涡轮电机的吹风实验数据,拟合得到涡轮电机全弹道频率响应曲线.最后在理论推导的基础上设计了模拟涡轮电机输出的硬件电路和软件程序,作为迫弹引信的模拟供电电源,并实现了引信信号的自动采集、分析和判别.实验结果表明本文设计的迫弹引信涡轮电极模拟信号源满足科研生产的实际要求.     

基于ARM的弹道跟踪转镜控制器设计

弹道跟踪转镜已经成为一种跟踪拍摄弹丸飞行姿态的成熟可靠的方法.其中,伺服运动控制器是跟踪转镜的核心部件,其精度和实时性是决定系统整体性能的关键.基于advanced RISC machine(ARM)系统原理,提出了一种转镜伺服控制系统的设计方案,详细介绍了控制器的原理以及软硬件设计方案.分析结果表明:设计可以实现0....     

某单兵火箭弹作用时间自适应修正方法

针对某单兵火箭弹炸点散布大的问题,提出一种测速后对作用时间自适应修正的方法.通过建立弹丸弹道模型方程,利用MATLAB软件及四阶龙格-库塔算法对弹道方程进行解算,就弹道解算结果与修正方法计算结果进行比较,得出修正公式中的△t可以忽略的结论.最后通过靶场回收试验和空炸试验进行验证,试验表明该自适应修正方法有效可行,将火箭弹在400 m位置处空炸的炸点精度由原来的-14.3～+12.2m提高到现在的-2.9～ +3.4m.该研究成果可为单兵火箭弹高精度定时引信设计提供参考.     

MIMU在弹道修正引信中的精度分析

论证了在弹道修正引信中单独使用MIMU的可行性;详细分析了在弹道修正引信中,MIMU的应用原理、力学结构编排等,提出了MIMU的应用数学模型;提出了利用卡尔曼滤波技术对MIMU的输出信息进行平滑滤波处理、辨识弹道.最后分析了MIMU的误差,初步提出了MIMU的精度要求.     

转管机枪外弹道特性分析与射表计算软件研究

对某转管武器外弹道特性以及身管旋转对弹道的影响进行了理论分析,并对影响因素加以修正.以弹丸外弹道微分方程为基础建立了转管武器修正的数学模型,对弹丸出膛时的运动速度进行了分析,考虑枪管坐标和地面坐标间的变换,提出了不同转速下身管旋转修正量计算的方法,为转管武器射表编制提供了技术依据.利用MATLAB软件对弹道修正的数学模型进行计算,并编译成为可执行文件,能够直接输出编制射袁所需数据.