基于应力波衰减材料的目标层特征凸现方法

针对多层侵彻过载粘连信号成分复杂、信号处理方法从中提取穿层特征压力大的问题,提出基于应力波衰减材料的目标层特征凸现方法。该方法采用灌封硅橡胶+纳米SiO_2颗粒制备的材料填充至引信壳体内侧,能够将弹体高速侵彻多层硬目标过程中激发的应力波快速衰减,避免了应力波沿着弹体多次重复叠加造成侵彻过载的层间粘连,从而凸现侵彻过载的目标层特征。试验验证表明,同一发弹内采用该材料缓冲测得的侵彻过载层特征较未采用该材料缓冲的侵彻过载层特征明显。     

电磁驱动式引信过载试验装置中的电磁防护研究

利用电磁驱动技术可模拟引信发射过程中的高过载环境,但其工作过程中产生的磁场会对被试引信产生不利影响,因此需对被试引信采取电磁防护措施。介绍了电磁驱动式引信过载试验装置的组成和工作原理,设计了被试引信电磁屏蔽罩的结构;构建了电磁驱动式引信过载试验装置的仿真模型,对比分析了不含屏蔽罩、含铝制屏蔽罩、铝钢复合屏蔽罩下引信区域的磁场强度。研究结果表明：在1 ms时刻,在不含屏蔽罩、含铝制屏蔽罩、含铝钢复合屏蔽罩3种情况下,被试引信处的最大磁场分别为1.54 T、0.17 T、4.2×10^-5 T,铝钢复合材料防护罩对被试引信具有更好的防护效果。     

降低加速度信号粘连的传感器二次封装材料

针对战斗部高速侵彻多层硬目标时,时域内出现的加速度信号粘连影响引信计层准确性的问题,提出通过传感器二次封装降低侵彻计层信号粘连,而选择灌封材料的原则是提高振动模型的阻尼比;弹性模量相对较高、阻尼系数与刚度系数比值较大的灌封材料可以获得更高的阻尼比;仿真及试验表明：与石蜡相比,用环氧树脂灌封使振动模型阻尼比增大,战斗部高速侵彻多层硬目标时加速度信号衰减迅速、信号粘连程度降低,实现引信计层准确性的提高。     

双层壳体防护结构抗高冲击可靠性研究

针对回收式弹载记录仪在硬着陆瞬间因高冲击会使记录仪扭曲变形而导致内部电路损坏失效的问题,提出了一种抗高冲击的双层壳体复合防护结构。结合先验数据模拟仿真记录仪硬着陆侵彻受力过程,确定垂直侵彻记录仪承受最大冲击过载,以此为基础设计落锤冲击试验研究双层防护壳体对高冲击过载能量传递的衰减特性。试验结果表明在瞬时冲击过载峰值小于25 000 g时,双层壳防护结构能有效衰减冲击能量,吸能效果可达50%,可以保护内部电路安全。     

侵彻多层钢靶板过载测试技术

针对在弹丸侵彻钢靶板过程中高过载带来的问题,研究了一种能够抗高冲击作用的弹丸侵彻多层钢靶板过载测试装置。该装置采用灌封、多层材料组合缓冲以及二次电源的措施,能保证测试装置抗高冲击作用和可靠工作。对弹丸侵彻多层钢靶板的过载特性进行了测试,结果表明所研究的测试装置能够可靠获取与记录弹丸穿过各层靶板时的加速度。     

侵彻战斗部引信前后置过载的影响因素

针对侵彻战斗部采用前置或后置引信存在的差异问题,研究了侵彻战斗部引信前后置过载的影响因素。应用ANSYS/LS-DYNA程序建立了战斗部侵彻钢筋混凝土靶仿真模型,计算了侵彻战斗部采用引信前置或后置时引信轴向过载峰值随战斗部结构、侵彻状态、靶标状态等的变化情况,得出引信前置轴向过载峰值大于引信后置轴向过载峰值,且两者比值随着战斗部长径比的增加、侵彻速度和侵彻着角的降低、靶标强度的增加而增大的结论,并推断出同一战斗部中前置引信的轴向抗过载能力需达到后置引信的2倍及以上时可满足实际使用要求。     

提高桥丝电雷管抗径向冲击的低波阻抗套管结构

针对战斗部大着角侵彻硬目标时,出现引信内电雷管因桥丝损伤而不发火问题,提出了提高桥丝电雷管抗径向冲击的低波阻抗套管结构。该结构是雷管外壁套上氟橡胶热缩套管并热缩,形成雷管防护套,雷管顶部引线孔用固化后轻而硬的粘结剂灌封。氟橡胶热缩套管材料具有低波阻抗特性,其与本体构成机械滤波介质界面。雷管顶部的灌封料轻而硬,可以降低雷管轴向外部压力。理论计算及试验结果表明,雷管采用低波阻抗套管结构进行防护,径向冲击致使雷管桥丝损伤程度降低,雷管抗径向冲击性能改善,引信作用可靠性提高。     

制导弹药用微惯性测量单元结构设计

针对制导弹药空间狭窄和发射过载高的环境特点, 提出了一种基于微机电系统 (MEMS)惯性器件的嵌入式一体化抗高过载微惯性测量单元(MEMS-IMU) 结构设计方法。在分析 MEMS-IMU结构设计原则和要求基础上,设计加工了MEMS-IMU 结构并研制了惯性测量系统。该 MEMS-IMU通过合理利用空间,极大地减小了体积和重量,同时采用一次性嵌入式的设计与加工方法,以及特殊的灌封材料与工艺,显著提高了结构的抗高过载性能。有限元分析结果表明该结构力学性能良好,马歇特落锤试验和地面炮击试验结果也表明该结构可满足制导弹药对MEMS-IMU 的小体积和抗高过载等要求。     

侵彻引信过载特征等效低成本考核方法

围绕对高速侵彻引信在不同工况下功能充分考核的需求，针对全尺寸弹体侵彻试验成本高且难以实现多工况考核的问题，提出基于低成本火炮缩比弹和原型弹在过载峰值、持续时间以及粘连度三个特征量等效的引信等效试验方法。建立了基于125 mm加长弹的等效缩比试验，通过仿真和试验验证表明在低成本火炮基础上，可通过构建弹、靶、工况的缩比模型，实现全尺寸战斗部侵彻过程中引信动态响应特性的等效，实现引信不依赖全尺寸战斗部的独立考核试验，为引信多工况下功能考核验证提供支撑。     

基于相关旁瓣平均的混沌码与线性调频复合调制无线电引信抗数字射频存储干扰方法

为提高复合调制无线电引信的抗数字射频存储(DRFM)干扰性能,设计去周期的混沌码与线性调频复合调制无线电引信发射波形,并提出基于相关旁瓣平均的复合调制无线电引信抗干扰方法。针对DRFM干扰特点,复合调制引信发射信号不同调频周期采用不同初值的混沌码调相,实现发射信号波形去周期化设计;在信号处理模块,采用相关旁瓣累计平均方法获得引信输出的统计特征,进一步抑制DRFM干扰对引信的影响。理论分析和仿真结果表明：基于相关旁瓣平均的混沌码与线性调频复合调制引信抗干扰方法能够显著抑制引信相关旁瓣,提高无线电引信的抗DRFM干扰性能。     

基于过载超压耦合法的后级引信结构强度计算

针对串联攻坚弹前级战斗部爆炸时,后级引信会承受过载和冲击波超压场双重环境的作用和影响,提出基于过载超压耦合法的后级引信结构强度计算方法.该方法通过建立后级引信的过载超压耦合有限元模型,并施加过载超压耦合载荷计算后级引信结构件的应力、应变,分析和校核引信的结构强度.试验结果表明:基于过载超压耦合法的仿真分析结果与靶场试验结果相近,该方法可用于后级引信结构强度的设计和校核.     

复合战斗部侵彻引信分布式探测过载响应

针对复合战斗部高速侵彻多层目标时,传统弹底引信过载信号出现振荡信号混叠,难以精确计层的问题,提出通过研究不同部位过载响应以提高计层精度。建立了复合战斗部分布式引信系统模型以及复合战斗部侵彻5层钢筋混凝土靶有限元模型,分析数值仿真获得的弹体过载信号,得到应力波在弹体中的传播规律：弹速越大,靶间距越小,弹长越长;层间飞行过程中应力波在弹体内部循环次数越少,侵彻过程更加明显;从频域角度分析了不同部位三轴过载信号的相关性,发现径向振荡对轴向过载有很大影响;对比900,1 300,1 700 m/s速度下不同部位过载信号,发现复合战斗部高速侵彻目标时弹体前段过载响应优于弹尾。获得了复合战斗部应力波传播规律,总结了不同部位过载响应特征异同,为基于分布式探测、数据融合的侵彻过程识别提供仿真数据支撑。     

高超音速侵彻引信中的泡沫铝垫片

应对高速侵彻高冲击的主要措施之一是加垫片,而已有垫片材料并不理想。为此,提出以新型材料泡沫铝制造高超音速侵彻引信垫片,泡沫铝自身内部多孔结构有利于抗高过载冲击。ANSYS/LS-DYNA有限元仿真表明,6 mm泡沫铝垫片能起到较好的抗高过载冲击作用,但计算得出的垫片厚度仍不理想,可能需要从衰减应力波角度进一步研究。     

信息化炮弹抗高过载设计方法

随着作战需求和信息技术的发展，催生了具备侦察定位、精确打击、封锁干扰等各类功能的信息化炮弹，其效能的发挥通常需要弹载功能器/部件和弹体结构、材料能抗各种高过载作用，抗高过载技术已成为制约炮弹信息化、智能化快速发展的主要瓶颈技术之一。梳理了信息化炮弹抗高过载问题的发展历程，阐明了信息化炮弹抗高过载的本质内涵；总结了过载环境建模与测量、抗过载结构与材料、抗过载试验与测试等关键技术；提出了以功能防护为核心目标的抗高过载设计思路，明确了信息化炮弹抗高过载设计流程。提出的“本体强度加固、支撑体变形吸能、结构件破坏转移、前沿技术交叉”抗高过载方法在工程实践中取得了较好效果，为信息化炮弹及具有高过载特征的火箭弹、导弹等抗过载设计提供了参考。     

垫片提高抗冲击能力的应力波衰减机理

引信零部件抗高过载冲击,目前大多文献和资料提到用弹塑性垫片材料进行缓冲、吸能,但是缓冲理论并不能解释垫片提高引信零部件耐高过载能力.为此,提出垫片提高引信零部件抗冲击能力的机理主要是应力波反射衰减,即机械滤波.根据应力波在不同界面的反射与透射理论,冲击应力波在通过结构件与垫片的分界面时,因大部分被反射而衰减,垫片提高被保护件抗冲击能力的主要原因不是弹性缓冲,而是机械滤波;垫片对于被保护件质心惯性加速度影响很小,却能显著衰减骑在质心加速度曲线上的应力波,降低二者的合力尖峰,并减少往复振动冲击的破坏.仿真表明:垫片滤波说比缓冲说更合理,并且,波阻抗越小的垫片,机械滤波效果越好;只要远小于有效缓冲厚度,垫片厚度对机械滤波贡献不大;使用不同材料的两层垫片优于同厚度的单一材质垫片,多层更好.     

一种激光/无线电复合引信信号处理技术

末端防御防空导弹引信采用激光探测体制时,抗自然环境干扰是一个难题。采用激光和无线电复合探测体制,发挥各自优势,能有效地提高引信抗干扰能力。文章介绍了复合引信系统组成和工作原理,给出了引信信号处理实现方法,并根据引信工作特点介绍了启动判据。     

引信体外射频电源供电控制方法

针对引信体外射频电源的供电控制问题,提出了基于发射后坐过载传感器的引信体外射频电源供电控制方法。该方法采用后坐过载传感器,通过弹簧约束切刀并在后坐过载作用下切断导体的方式识别发射环境,并控制供电电路通断,实现引信体外射频电源在出炮口附近对发火控制与起爆电路供电;在引信装定时检测传感器导体的通断,提高引信体外射频电源供电安全性。原理样机验证试验结果表明,该方法能够控制引信体外射频电源仅在出炮口附近对发火控制与起爆电路供电,发射过载传感器与上电控制电路简单、易于小型化。     

微引信谐振器的系统级建模与仿真

为了实现微引信谐振器系统级行为模型的快速设计与仿真,利用多端口组件网络方法,在SABER仿真平台上搭建了其系统级行为模型,并进行了一系列仿真分析,包括小信号频域仿真、时域仿真、以及灵敏度仿真,其结果接近于有限元分析结果.仿真结果表明,采用多端口组件网络方法所设计的微引信谐振器,可以满足抗高过载的要求,能够保证设计精度,提高设计效率.     

穿甲弹打击双层防护甲板数值模拟计算

介绍了ANSYS／LS-DYNA程序的特点,并应用ANSYS／LS-DYNA分析技术对穿甲弹打击双层均质防护甲板进行了数值分析,得到了穿甲弹打击防护甲板后靶弹的变形和应力图,同时还获取了穿甲弹打击防护甲板后的速度、加速度变化曲线和规律,为硬目标打击引信设计中的参数优化及抗高过载加速度传感器的选择提供了理论依据。     

基于压电加速度计的电子时间引信计时起点确定方法

针对引信电池上电时间的散布所导致的电子时间引信计时起点误差问题,提出了基于压电加速度计的电子时间引信计时起点确定方法,设计了基于聚偏二氯乙烯(PVDF)压电薄膜的压电加速度计的储能计时电路。这种储能计时电路既可以测量弹丸发射过载的加速度值,也可以完成弹丸从发射至引信电池上电的计时,为电子时间引信计时起点的修正提供依据。压电加速度计感受弹丸的后坐过载并产生电荷,储能电容将电荷保存,待引信电源上电后处理器测量储能电容电压,并通过电压衰减公式计算发射时间。通过试验验证该计时方法的可行性。该方法的计时精度为0.97 ms,远小于引信化学电池上电时间的散布。