六光幕结构立靶坐标测量原理

提出了一种六光幕结构,根据6个光幕布置的几何关系,运用空间解析几何的方法建立6个光幕面的平面方程,并与含有未知参数的弹道方程联立,将测到的弹丸依次穿过6个幕面的时间代入联立方程组,求得弹道方程中的未知参数,获得弹道线与预定光幕面的交点坐标.给出了测量原理并进行了测量误差分析.结果表明六光幕立靶与四光幕立靶相比更符合实际的射击情况,解决了弹道不垂直预定靶面入射的问题.     

大口径弹丸光幕靶测速技术

针对大口径弹丸速度测试的需求,提出了一种采用光幕靶测试大口径弹丸飞行速度的测试方法;在光幕靶工作原理的基础上,分析了大口径弹丸穿过光幕时的信号特征,通过几种测速算法的比较,得出现有单一测速算法的缺点,并提出了一种适应性测速算法。根据不同类型弹丸过靶波形的特点,建立软件适应性测速算法;由分析可知,设计的测速算法能够满足大口径弹丸光幕靶测速需求。     

七光幕阵列测试双管武器立靶密集度方法研究

为了满足某双管武器立靶密集度自动测试需求,提出了七光幕阵列测试原理,在双V 形六光幕阵列中增加一个光幕组成七光幕阵列。研究了采用发射点在弹道线上的原理,构建了识别同一发弹丸穿过七个光幕的时间序列的算法,在MATLAB 平台上进行了仿真验证,结果表明所提测试方法有效可行,能够实现双管武器立靶密集度参数的测量。     

高射频光电靶及其校验方法研究

针对高射频武器系统弹丸速度测量的特点,采用半导体激光器产生了点光源,经石英棒、凸透镜及螺纹透镜形成了1 m的测试光幕;利用集成光敏二极管阵列将弹丸穿越测试光幕引起的光通量的变化转换为电信号,设计了高射频光电测速系统.探讨了靶距误差产生的原因,确定了测速精度优于0.1%;设计了模拟校验器及基于3支12.7 mm专用发射装置的程控发射系统,考核了光电靶的测速性能及测频性能,测试结果表明,该光电靶的测频能力达到了20万发/分.     

一种编码式光幕立靶测试系统

介绍了一种编码式光幕立靶测试系统,系统由两套垂直放置的编码光幕靶和解码处理部分组成.编码光幕靶由编码接收装置和平行光源构成,编码光幕靶可以实现弹丸着靶位置的精确测试,与同类测试系统相比,成本低、易于实现.     

两种天幕靶光幕交汇立靶测量系统分析

为了改善飞行弹丸立靶坐标测量系统的布置复杂、集成度低等缺点,提出了2种新型天幕靶的设计方法;根据立靶坐标的几何测量原理,采用单镜头双狭缝措施,设计了单镜头双狭缝交汇和单镜头双狭缝平行的天幕靶.利用两镜头构建了多光幕交汇测量弹丸坐标模型,采用高响应、低噪声阵列长条形光电探测器件,简化天幕靶结构设计,改善天幕靶探测性能.结合多光幕交汇测量系统数学模型,应用微分法分析了测量系统误差.靶场实弹试验结果表明,设计的2种新型天幕靶可以实现飞行弹丸坐标的测量,在高空大靶面条件下,坐标测量误差小于20 mm.     

基于红外发光二极管和光敏元件阵列的光电靶

室内大靶面立靶精度测试系统一直是外弹道测试领域研究的热点.目前国内已出现的单靶面激光精度靶存在靶面增大后灵敏度不够、精度不高的问题.基于红外发光二极管和光敏元件阵列的光电靶可以提高灵敏度,有效地增大靶面.弹丸的探测通过X和Y方向各一组光传感器来完成,在靶面上与光传感器对应的另一侧装有红外LED光源,靶面的有效探测区域由光传感器与光源形成的光幕确定.弹丸通过靶面时由邻近的几个传感器单元探测到,并通过软件精确识别确定弹丸过靶的坐标.传感器通过设置灵敏度,可仅探测快速移动的物体,避免误触发.单靶能够测量射击精度、射击频率,给出弹序、弹丸的X、Y坐标和R50与R100,当连接两套或更多光电靶时可测量弹丸飞行速度和弹丸偏角及倾角.     

基于正交试验的光电立靶光幕阵列结构参数优化方法

针对光电立靶光幕阵列结构参数标定误差较大的问题,提出一种光幕阵列结构参数反演优化的方法。以测量坐标与纸板靶坐标差值的平方根构建目标函数,借助正交试验在允许误差范围内产生多组不同参数量值的组合,设计了光幕阵列结构参数优化方法。以双N形天幕靶为例,在Matlab中进行仿真,优化后的光幕阵列结构参数更接近给定真值,且结构参数的优化程度与标定的初始值和误差范围相关。用实弹射击试验对设计的方法进行验证,结果表明,优化后的弹丸飞行参数测量结果更接近实际真值,设计的方法有效可行。该优化方法为提高光电立靶测量设备的测量精度提供了一种新思路。     

弹丸速度及弹着点坐标测量系统研究

为了在武器速射系统研制中同时测量弹丸速度和弹着点坐标.采用平行点激光光束交叉形成光栅光幕靶,以PCI总线构成数据采集系统.采集64路数字信号.通过分析连发弹过靶信号,提取各个弹丸过靶位置判别值以及过靶时刻.计算得到连发多弹中各个单弹速度以及弹着点坐标.室内外靶场实弹测量实验结果表明,该测试方案可以同时测量高射频连发弹弹丸速度、射频、弹着点坐标.未出现弹序误判、漏判情况.该测试方案时连发弹道武器的研制和开发及测试"金属风暴"武器、弹阵分布具有参考价值.     

红外天幕靶信号采集及调理电路设计

介绍了红外天幕靶的光电探测系统及信号处理电路.当弹丸穿过天幕时,光电探测系统能够成功获取弹丸过靶信号,实现对弹丸运动的研究,同时以CPLD为载体设计了数字滤波电路,有效地剔除了干扰信号.通过实弹测试表明红外天幕靶有效靶区大、灵敏度高、抗干扰能力强以及使用灵活方便等优点,适用于多种口径弹丸速度测量,也可用作其它设备(如狭缝相机等)的触发信号源.     

多弹丸时空散布参数测试方法仿真研究

针对高射速武器多弹丸同时着靶时立靶密集度无法测量的情况,提出一种基于双CCD靶面的多弹丸时空散布参数测试方法。两个CCD靶面在竖直方向上互成一定角度,当多发弹丸同时到达靶面Ⅰ时,非水平方向上的并行弹丸由于飞行距离不同而在靶面Ⅱ中的成像时间分离,水平方向上的并行弹丸按照两个线阵CCD相机上弹丸成像像素位置顺序匹配原则进行像素配对而消除虚假目标的影响。通过双靶面对多弹丸的坐标投影和时空匹配,解算出带弹序的多弹丸着靶坐标、飞行速度。经仿真验证,测试方法能够有效解决多弹丸齐至而单个CCD靶面无法剔除假目标的问题。     

弹丸在炮口的状态参数对地面密集度影响研究

为了分析无动力飞行弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,基于6自由度刚体外弹道方程,考虑弹丸参数和炮口状态参数误差因素,利用稀疏网格数值积分（SGNI）方法求解弹丸落点散布的统计特性参数,并采用最大熵估计方法获得弹丸落点散布的概率密度函数。测试算例表明,该方法的计算结果与蒙特卡洛方法获得的结果相吻合,验证了SGNI方法和最大熵估计方法的有效性;在此基础上分析了某155 mm加榴炮弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,并分别建立了弹丸在炮口的单参数误差、多参数误差与地面密集度之间的映射模型,可为火炮射击密集度总体设计提供参考。     

多通道同步数据采集的大当量爆炸场参数光电测试系统

针对战斗部爆炸场破片速度等参数测试中需要多点分布测试方法存在精度差,成本高的问题,提出了一种以爆炸火光作为触发信号源的多通道同步分布式数据采集系统;设计了光电触发模块将爆炸火光经过光电转换,信号调理形成触发信号源,多个数据采集单元的触发模块参数相同,保证其响应时间一致;采用多通道数据采集单元配合激光光幕破片数据采集可以构建多点测试系统;通过多次战斗部破片速度测试试验结果表明:在TNT当量为5 kg时,测试系统分别布设在距离爆心不同距离处,可以完成可靠触发并获得有效数据.     

分布式数字化牵引高炮系统的命中概率分析

针对分布式高炮系统数字化改造出现的新变化,研究了数字化改造后高炮系统的命中概率。首先分析了射击误差和目标位置误差,在预测迎弹面的目标投影为圆域假定下,分别给出了牵引高炮系统在不带基线修正的传统平行射向和数字化改造后带基线修正射击体制下的命中概率理论计算公式。理论研究表明：在相同前提下,带基线修正的分布式数字化高炮系统的命中概率优于不带基线修正的传统高炮系统;前者的基线斜距仅对弹丸散布形状有影响,而对整体命中概率影响不显著;且合理的基线斜距相对误差导致的理论命中点偏差,对整体命中概率影响也十分有限。理论分析中的单门高炮一次点射发弹的命中概率通过Monte-Carlo彷真得到。     

基于太阳方位角原理的炮弹飞行姿态遥测

本文根据常规兵器外弹道弹丸飞行姿态测试这一应用需求，采用数字测量技术及弹载预处理技术，对太阳方位角遥测系统进行了研究。文中给出了太阳方位角测量原理及太阳方位角传感器数学模型，提出并实现了数字太阳方位角遥测系统。该系统实际用于1．8万g炮射环境的靶场测试，首次在我国获得了高g弹丸在外飞行弹道上的太阳方位角数据，并由此获得了弹丸的章动、进动和转动等信息，可用于旋转稳定弹的飞行姿态测量。     

枪械振动测试用光电六维位移传感器的设计

枪械振动测试包含刚体线位移和角位移六维运动参数.其测试方法是,将光电传感器光源与被测体固结在一起,通过求解光源在三个投影屏上随着被测体运动变化的数学模型而实现的.该传感器由激光器、投影屏、光电探测器件及处理电路、数据采集、数据处理等部分组成.并以固结在被测体上的三个激光器的交点为基点,建立其线位移数学模型;以方向余弦法来确定被测体的角位移,建立其角位移数学模型.     

Method for Measuring Velocity of Warhead Fragments Based on Photoelectric Detection

For measuring velocity and impacting position of single fragment of warhead, a non-contact measuring method is proposed, in which a six-light-screen array, a position indicator, a multi-channel chronograph and a computer are used.The principle of measurement is described. The key device of the system is a light screen array sensor which consists of six light screens allocated with certain geometrical parameters. When the fragment flies through the light screen array, the time of passing through each of the screens is recorded by the multi-channel chronograph. According to the time data and the geometrical parameters of the array, the velocity vector and the location of the fragment can be calculated immediately. The presented method can be used to locate the fragment and to measure the real velocity on its flying direction. It can also be used to measure the velocity of a fragment swarm after the system is engineered further.     

弹丸出炮口时间测试方法研究

为了用实验测试方法准确得到弹丸出炮口时间参数,以小口径火炮为实验对象,采用高速摄影法、靶丝通断法、光电法和后坐位移法等4种方法,开展弹丸出炮口时刻的时间参数测试方法研究。用4种方法同时测试同一弹丸出炮口时间,用同一台数据采集系统采集4种信号,以高速摄影法得到的时间曲线为时间基准,将4种时间信号统一到相同时间坐标中。高速摄影法测试最直接、数据最可靠。通断靶丝是被高速燃气流吹断的,而不是被弹头碰断的。先于弹丸泄露的火药气体使光电传感器提前触发。     

火箭炮和大炮晃动量光电测量系统研究

提出了以激光光束模拟定向管轴线，应用光电轴角编码器测量晃动量的方案，阐述了火箭炮和火炮晃动量光电测量系统的测量原理，设计了包括自动施力装置、测角装置、光电探测幕靶在内的一套光电测量系统并分析了系统精度，其测量精度≤17.3″(0.08 mil)．     

地空导弹目标截获概率分析

介绍了地空导弹武器系统的作战特点,分析了影响复合制导地空导弹目标截获概率的因素,建立了地空导弹目标截获概率的数学模型。基于该数学模型,进行数字仿真,对比分析了传递对准误差和雷达测角误差对地空导弹目标截获概率的影响。仿真结果表明,中远程地空导弹应特别关注传递对准误差,限制对准失准角。