基于线阵像机的弹丸速度与姿态测量

为测定弹丸的瞬时速度与姿态,利用标定过的线阵像机,在镜面摄像法下从2个视角对运动中的弹丸进行扫描成像.在研究了线阵像机的动态成像方程后,利用若干个目标特征点和对应的图像点,建立测量问题数学模型;通过两步法求解出弹丸的速度、姿态和初始位置8个参数.对不同像机参数下的不同弹丸几何尺寸和不同的运动姿态参数进行了图像仿真和测量实验,结果表明算法的姿态测量误差优于0.4°,合速度的相对测量误差优于2%.利用线阵像机成像模型和最优化算法测量弹丸速度与姿态参数具有较高的精度.     

双加速度计滤波法测量弹丸轴向加速度

弹丸的射程预测通常需要采用加速度计测量其轴向加速度,为了消除加速度计安装位置、安装误差以及弹丸姿态运动对弹丸轴向加速度测量精度的影响,文中基于刚体弹道模型对双加速度计滤波法测量精度进行了仿真分析.仿真结果表明:双加速度计滤波法测量误差为0.6 m/s2(1σ),该方法可以有效地提高测量精度.     

基于多线阵电荷耦合器件的炮口测速系统

利用多个线阵CCD（Charge Coupled Device）组建成测量高速运动目标运动参数及记录运动姿态的系统，通过两两CCD进行组合可以测出多个速度值，并可以通过还原弹型图像的方法进行测时修正。对测试系统和测时仪进行了原理设计，举例进行了测速仿真，结果表明：本方法具有较高的测速精度。     

弹着点坐标的组合光幕阵列测量方法

为了精确测量兵器外弹道试验中弹丸着靶坐标,采用光电管和线阵CCD成像器件分别构建模拟光幕和图像细分光幕,3个模拟光幕与1个图像细分光幕构成四组合光幕阵列,4个模拟光幕与1个图像细分光幕构成五组合光幕阵列.给出了组合光幕阵列测量着靶坐标的原理,分析了测量误差并进行了仿真.结果表明所提方法能实现射击弹丸的弹着点坐标的测量,在2m×2m靶面测量误差小于1.7mm,与六模拟光幕阵列相比,提高了测量精度,简化了阵形结构.     

弹目相对方位的图像测量试验

利用目标点在弹栽CCD上成像特点和弹丸的姿态运动,建立了测量弹丸飞行时弹目相对方位的数学模型,推导了目标点的成像轨迹与弹丸三轴运动频率问的相互关系,设计了三轴转台试验,根据文中模型和频谱分析法对试验数据进行了相关处理.试验结果证明,利用文中的数学模型能够较准确测量弹目的相对方位和弹丸运动中的姿态特征,可以得到弹丸三轴运动的频率,可为修正弹药在弹道修正时准确地提供所需的修正数据.     

捷联激光探测器组合GPS测量弹丸滚转角方法

针对激光半主动末段修正弹滚转角解算的问题,提出利用捷联激光探测器与弹载GPS组件的测量信息求解弹丸滚转角的方法。以理论计算得到的非滚转成像面上的目标成像点作为空中姿态对准的基准,结合激光探测器成像面上目标实际成像点,推导得到弹丸滚转角计算公式。利用蒙特卡洛模拟法仿真计算,分析弹丸在不同发射角下弹丸位置误差、速度误差和激光探测器测量误差对弹丸滚转角解算精度的影响。仿真结果表明：该方法对滚转角解算误差最大不超过4°;3种误差中,激光探测器测量误差对滚转角解算精度的影响最大。该方法满足精度和实时性要求,适用于低速滚转的激光半主动末段修正弹。     

基于测量预估高速弹丸随动摄影方法研究

提出了一种的弹丸姿态进行实时跟踪拍摄的新方法,能够解决对高速弹丸飞行姿态的实时随动拍摄问题。通过高速线阵CCD阵列预测弹丸的运动信息,利用分光镜和高速面阵CCD组成图像位置检测系统来实时校正反射镜扫描速率,实时获得清晰的炮弹等高速目标的运动姿态,跟踪拍摄范围可达到100～200m。并着重对拍摄系统的组成和拍摄方法作了研究,对拍摄误差做了一定的分析并进行了数值仿真研究。该方法对研究弹丸的飞行和尾翼张开、发动机点火控制等问题的研究有重要意义。     

气炮驱动猎枪试验系统

为了研究火炸药的安全性能,建立了用于火炸药危险性评估的猎枪试验系统.系统中的发射装置采用气体炮代替猎枪作为发射弹丸的激励源,配以实时速度测量系统和弹丸撞击、回收系统.通过建立的弹丸发射装置,在不同速度水平下,用模拟弹丸进行发射试验.结果表明:发射速度在250m/s以内时,装置最大测量误差小于2%;设计的弹托分离系统能有...     

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.     

弹丸侵彻运动钢板的数值模拟

针对反舰弹丸打击运动目标,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对反舰弹丸侵彻不同组合模式、运动状态钢板的过程进行了数值模拟,分析了钢板的单层厚度、总厚度、运动状态对反舰弹丸侵彻过程的速度、姿态及受力状态的影响特性.数值模拟结果表明,钢板的总厚度是影响弹丸速度变化的主要因素,单层钢板的厚度是影响弹丸姿态和壳体应力状态的主要因素,钢板运动对弹丸速度变化和壳体应力状态的影响相对较小,但对弹丸的姿态影响较大.     

弹丸章动纸靶数据高精度处理方法

为对纸靶法获取的弹孔图像进行数据判读以测量弹丸飞行状态参数,提出了一种新的数字化图像采集与处理纸靶弹孔的方法,其核心是弹丸三维模型正投影匹配搜索算法,可实现弹丸穿靶姿态、位置的高精度测量。实验结果表明,利用该方法采集靶纸上的弹孔图像简便易行,分析和处理的自动化程度高、受人为主观因素影响较小,且测量精度优于传统方法。该方法在已知三维模型的弹丸章动纸靶数据处理中有较强的适用性。     

无控旋转弹丸外弹道姿态测试与模型验证

针对传统的外弹道测量手段本身所存在的危险性以及测试过程不可逆,难以满足新型武器系统的外弹道测试需求的问题,提出了一种安全准确的外弹道理论研究方法,利用MATLAB仿真软件求解弹丸的飞行姿态。以无控旋转弹丸为研究对象,依据弹箭飞行动力学理论,运用质心运动定理和动量矩定理分析弹丸的质心运动和绕质心转动的飞行过程,建立弹丸飞行姿态的数学模型,应用龙格-库塔法进行模型求解以及数据分析处理,得到弹丸的外弹道转速与章动曲线,并与实验测试曲线进行对比分析,所得结果基本一致,从而验证了所建立的旋转弹丸姿态数学模型的合理性。     

数字化激光弹丸速度测量技术研究

数字化激光光幕将互相关算法应用到弹丸初速测量领域,明显提高了在复杂干扰环境下弹丸速度测量的精度和可靠性。实现了一套测量系统满足所有平射弹丸速度测量需求的目的。     

基于面阵CCD的激光高速摄影技术在弹道测试中的应用

为了验证由高分辨率CCD像机和脉冲激光器组成的激光高速摄影系统的性能,通过对高速飞行弹丸进行弹道测试,用相互正交的照相方式,拍摄到了弹丸的姿态图像,并由此计算出弹丸的飞行速度和空间姿态角,其中速度的测试精度达到了0.1%.此结果表明:本系统结构简单,测试精度高.     

爆炸螺栓作用同步性对弹丸着靶影响规律

针对火箭橇试验中弹丸终点弹道参数的准确性直接影响到弹丸终点效应评估的真实性,提出爆炸螺栓作用的时序及同步性对弹丸运动参量及着靶姿态的影响规律;利用CFD-FASTRAN气动力分析软件进行了数值模拟研究,分析了弹丸着靶运动参量及着靶攻角的变化关系,从中得出了爆炸螺栓作用的时序及同步性对弹丸运动参量及着靶姿态的影响规律;结果表明：爆炸螺栓作用时序及同步性对弹丸的运动参量及着靶姿态的影响较小。     

水下弹丸外弹道运动性能评估方法研究

确定了表征水下弹丸运动性能的参数——存速系数．并利用该参数从工程应用角度出发．探讨简化水下弹丸威力试验的2种方法．一是建立水下弹丸在不同水深下运动性能的试验模型．以浅水实验代替深水实验；二是从水下弹丸的威力指标出发．找出不同水深中最难满足的弹丸威力指标（不妨称之为最严格指标）．只需对该单项指标进行考核．文中最后经实弹实验．验证了该方法的可行性。     

冲压加速器预混推进剂爆轰速度研究

冲压加速器是利用推进剂气体混合物的化学能将弹丸加速到超过２ｋｍ／ｓ初速的新发射技术，根据弹丸的速度和气体混合物的爆轰速度可将它分为三种运动模型。简单了冲压加速器的基本原理，对冲压加速器中常用的甲烷、氧和氮混合和折爆轰速度进行了实验测量，并用爆轰理论对爆轰参数进行了计算。     

考虑惯性效应的移动弹丸作用下身管振动特性

为研究火炮发射过程中弹丸激励下的身管振动特性,建立了弹丸膛内运动冲击作用下考虑其惯性效应的身管横向振动方程,采用小参数解法,给出了方程级数形式的解析解.针对弹丸有、无质偏2种工况,对不同运动参数下身管的振动特性进行了数值仿真.讨论了不同运动参数对炮口处的振动影响规律,并给出了定量分析结果,探究了弹丸连发激励下的炮口振动...     

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。     

多普勒雷达测量弹丸转速的DDA法应用研究

针对旋转弹丸转速的测量,对底部刻槽弹丸的雷达(散射)截面积和转速进行了理论分析,给出了转速计算公式,运用现代谱估计的状态矢量空间直接数据近似方法代替传统的快速傅里叶变换算法,对回波信号进行了频谱估计,在不同信噪比下对其频谱估计能力进行了仿真计算和实验测试,给出了信噪比与测量误差之间的关系曲线.结果表明:在低信噪比的情况下,相比传统快速傅里叶变换算法,该高精度转速测量方法的测试精度明显提高.