战斗部破片对舰船毁伤效应研究

半穿甲反舰导弹战斗部可穿透水面舰船甲板后在其内部爆炸,依靠装药的爆炸冲击波和壳体的爆炸破片对目标造成致命性打击。分析了半穿甲反舰导弹战斗部爆炸破片对舰船目标的侵彻过程及毁伤机理;根据莫特公式、格尼方程、破片衰减公式和侵彻公式等,理论计算了七种典型的反舰导弹战斗部破片对水面舰船结构的穿甲效应,获得了战斗部破片质量、初速度、终点速度、打击动能和穿甲厚度等参数,对比分析了各类导弹的战斗部毁伤特性。     

爆炸变形战斗部初探

爆炸变形装药战斗部是定向型战斗部的一种,可以提高破片战斗部对目标毁伤概率.本文介绍了爆炸变形战斗部模型弹设计中的主要关键技术,设计了爆炸变形战斗部模型,并通过实验测量了爆炸变形战斗部模型破片密度的空间分布,探讨了不同参数对破片密度分布的影响,得到了破片分布定向特征明显的爆炸变形战斗部.结果表明,与相同尺寸的柱形战斗部相比,爆炸变形战斗部飞向目标的破片密度可以大幅度地提高,而且初速也有一定程度的提高,对空中目标具有良好的毁伤效果.     

基于偏心起爆的战斗部形状对破片密度的增益研究

为寻求同时解决定向战斗部对破片速度和杀伤密度增益的方法,以普通圆柱形战斗部为对照组,建立正六棱柱战斗部的三维模型。利用LS-DYNA对二者破片在端面中心、沿母线方向的偏心四点、八点3种起爆方式下的驱动过程进行模拟,评价破片的分散程度。结果表明:棱柱形战斗部的破片在目标方向的密度显著提升,是等径等高圆柱形战斗部的1.76倍;结合修正的格尼公式对棱柱形战斗部破片初速的估算,以及对破片单元速度数据的统计,分析得出偏心四点、八点起爆对棱柱形战斗部破片平均速度的增益分别为10.4%、21.2%;六棱柱战斗部与圆柱形战斗部在同一起爆方式下速度增益的效果相近。     

起爆环半径对多定向破片战斗部参数的影响

起爆方式对爆炸成型多定向破片（MDF）战斗部的形成过程和形态具有重要影响。在深刻理解MDF战斗部爆炸成型机理的基础上,通过对药型罩由切割网栅形成多个破片过程的仿真和爆轰波作用理论分析,研究了环起爆方式下起爆环半径对MDF战斗部参数的影响。研究表明：随着起爆环半径的增加,切割药型罩形成的MDF头部破片速度随之增大,但破片的剩余质量将会减小,而破片的发散角则随起爆环半径的增加呈现先增大再减小的趋势;对于特定的MDF战斗部,当起爆环半径在8～12 mm时,破片的侵彻能力和对目标的毁伤作用效果最好。     

预控破片战斗部威力场可视化仿真系统设计

为了准确描述预控破片战斗部爆炸过程,设计并建立了虚拟战斗部爆炸仿真系统。该系统通过各功能模块集成,实现了战斗部爆炸威力场的动态生成,在UG几何建模和LS-DYNA数值仿真结果的基础上,通过材料参数修改和算法改进,实现预控破片场可视化仿真,利用C++进行接口处理程序开发,得到预控破片飞散特性数据文件。以某型预控破片战斗部为例进行了实例分析,仿真结果与理论基本一致,验证了模型建立的有效性和仿真系统的可靠性,为预控破片战斗部设计和效能评估提供参考。     

一种异面棱柱战斗部威力特性的数值模拟

为了提高战斗部在不同弹目交会距离下的毁伤概率,模拟了一种平面和凸面交错布置的异面棱柱战斗部结构,分析了不同面上所形成破片束的飞散形态和威力参数。研究结果表明,该结构战斗部可以形成两种威力特性的破片束,即速度高而飞散角小的破片束和速度低而覆盖范围大的破片束,可分别用于打击不同弹目距离下的目标;偏心多点起爆可提高平面破片平均速度21.68%,减小飞散角3.38°,在提高起爆点对侧破片威力的同时不改变异面战斗部可形成两种不同威力破片束的性质;侧向两线起爆在保证破片速度不降低的情况下可获得4.94°的平面破片束偏转角,高于其它起爆方式,可在大弹目交会距离下实现对目标的末端瞄准,提高目标毁伤概率。     

高强度钢壳体战斗部爆炸破碎无网格法数值仿真

为研究高强度钢壳体战斗部破碎过程及质量和速度分布特征的数值仿真方法,以"飞鱼"导弹战斗部为例,壳体采用光滑粒子动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法进行战斗部爆炸驱动壳体膨胀及破碎过程的数值仿真,炸药采用Lagrange单元,壳体和端盖采用SPH单元,进行Lagrange与SPH算法耦合实现炸药爆炸驱动壳体破碎。通过选取不同尺寸的SPH粒子分别进行计算,获得破片数随SPH粒子尺寸变化的规律以及战斗部爆炸形成破片的质量与速度分布特征,并对比传统Mott公式和Gurney公式的工程计算结果,得到SPH粒子尺寸为0.25 cm时所建立的仿真模型与工程计算较为吻合。采用经过工程计算验证过的模型进行仿真计算,获得爆炸载荷作用下战斗部壳体各段与端盖的质量和速度分布规律、每个破片的质量与速度分布以及各段形成破片的飞散方向与飞散角。     

一种离散与预制组合破片战斗部的数值模拟

离散与预制组合破片战斗部的杀伤元为圆弧杆破片与球破片,破片的不同形状和不同参数都影响战斗部的杀伤效果。运用ANSYS／LS-DYNA对该战斗部进行了数值模拟。分析了破片的错位排列和不同形状对战斗部爆炸形成破片的速率及形成破片的空间状态的影响。模拟结果表明：圆弧杆破片的平均速率最大,球破片平均速率最小;由于破片的错位排列及形状的不同使战斗部爆炸在有限的时间内任一时刻破片形成连续的不同半径杀伤环的空间分布,即形成了类似于大碗倒扣在小碗上的“体”杀伤。模拟结果可为战斗部的设计提供有益的参考。     

能轵别破片群飞行方向和位置的速度测量方法

针对战斗部破片过靶位置及过靶速度问题，提出了一种非接触测量方法，介绍了6个光幕靶、1个位置标识器、多路测时仪和计算机组成的测试系统的测试原理。测试系统的核心是1个由6个光幕靶组成的具有一定几何结构的光幕阵传感器。当破片从阵中飞过，多路测时仪记录破片飞过每个光幕的时刻，依据各时刻值和光幕阵的几何参数，计算出破片速度、飞行弹道的空间角度和飞行位置。所提方法可以自动识别破片的过靶位置和破片实际飞行方向上的速度，进一步工程化后可用于破片群速度测量。     

动态爆炸战斗部对舰船舱壁的破片载荷特性研究

为研究舰船内部舱壁结构在半穿甲反舰导弹战斗部动态爆炸情形下承受的破片载荷特性,基于合理假设,根据弹目相对初始运动状态建立了空间坐标系,运用爆炸力学经验公式,推导了一种较为实用的数学计算模型。对该数学计算模型进行MATLAB语言编程,考虑装药引爆时战斗部不同的初始位置、姿态、平面运动以及因撞击舷侧外板而获得的转动等初始运动特性参数,采用破片着靶范围、着靶位置、舱壁各区域破片着靶总质量、破片着靶均速等评估参量,进一步研究战斗部初始运动特性对舱壁结构承受的破片载荷特性影响。结果表明：舰船舱壁破片载荷特性因战斗部不同初始运动特性而呈现不同分布规律,因战斗部装药爆炸驱动而获得的破片飞散特性是决定其分布特性的根本因素;对舱壁破片载荷特性有重要影响的首要参数是战斗部初始位置和姿态,其次是战斗部平面运动,而战斗部转动仅引起舱壁破片载荷分布的小幅改变。     

散射测量中的相关检测算法

为了提高系统的集成度,降低测量成本,用LabVIEW软件代替测量系统中的硬件锁相放大器,进而实现超光滑光学表面光散射参数的高性价比的准确测量。设计一种用于检测微弱散射光信号的测量系统,该测量系统由光路、光电探测、数据采集与控制、相关检测算法软件等部分组成。在分析测量系统原理的基础上,研究基于LabVIEW软件平台的锁相算法,提出在微弱光电信号检测中利用软件实现锁相检测的技术,并对其进行仿真实验分析。结果表明:当被测信号频率为0.2 kHz,幅值为1.0 V,噪声幅值为0.5 V时,测量误差为0.1%;证明该方法可有效实现对被调制微弱光电信号的检测。     

一种M/T 混合测速法的研究与实现

针对高精度伺服控制系统中电机速度反馈信号的采集精度问题,提出一种基于误差分析的M/T混合测速法。该方法由TMS320F28335增强型正交编码脉冲模块(eQEP)和增量式光电编码器组成,通过比较已有的各种转速测量方法的不足,在不增加软硬件复杂度的前提下,利用M法和T法在恰当时刻的切换,实现较宽速度范围内的高精度测速,并给出了实际各种情况下动态测速的软件算法流程,利用实验验证了算法的准确性。实验结果表明：该方法实现了较宽速度范围内的高精度测速,实际应用中可根据具体测速条件灵活调整参数,具有很强的通用性。     

一种基于DSP的高速角速率陀螺数据采集模块

针对普通单片机在有大量乘除法浮点运算的情况下无法同时采集多个高速陀螺数据的问题,设计了一种基于DSP的高速角速率陀螺数据采集模块。该模块结合陀螺数据采集原理,从软硬件2个方面给出详细的设计方法。并结合工程实际应用,采集处理某光电跟踪平台陀螺仪数据,为稳定控制回路提供空间扰动角速率和角位置测量。实验结果表明:该模块能实时采集2路正交安装的高速陀螺仪数据,实时解算出载体空间角位置,为稳定控制系统提供高精度的角速率和角位置检测。     

GPS在消防指挥系统中的应用

基于GPS的消防数据采集和车辆监控系统.其消防数据采集系统采用C/S结构,利用GPS采集器实地采集消防栓、水源点及消防重点保障单位位置、状态及属性等信息,通过GPRS网络将数据实时传送到指挥中心数据接收处理服务器.服务器对数据解码处理后,将其保存在数据库系统中.用户可通过数据管理系统,显示、编辑和查询采集的信息.车辆监控系统则由车载信息、监控中心和数据通信系统组成.     

聚能型战斗部水下射流速度测量的断通靶方法

在断通靶测速系统工作原理、组成特点分析的基础上,研究了海上模型试验中聚能射流速度测量方法及系统的海上工程应用方法,进行了实测数据分析。结果表明：采用断通靶测速系统进行聚能型战斗部水下射流速度测量方法可行,可为聚能型战斗部水中兵器的毁伤分析、数值模拟校核及战斗部结构设计等提供有效的技术支撑。     

速射身管武器外弹道弹丸同时穿过光幕概率分析

在速射身管武器射击密集度试验中,一个身管先后射出的多发弹丸可能会同时穿过一个光幕面。 在此情况下,某些光电靶测试系统无法测量到弹丸的外弹道参数。为了能获得这些测量值,必须对此现象做出定性分析,为选择出一种合理的光电靶测试系统来提供参考。对弹丸同时穿过光幕的现象做出简化数学描述;基于弹丸速度确定及不确定两种条件,分别构建弹丸同时穿过光幕概率的两种数学模型;根据最优化数学模型获得弹丸同时过幕的概率与其飞行距离的变化规律,确定了弹丸过幕的概率临界距离、直射距离上最大过幕的概率以及任意距离段上弹丸同时过幕的概率3项重要参数。经试验验证,经过合理选择的光电靶测试系统,可避免弹丸同时过幕而对试验数据造成的影响。     

自消除激光破片测速仪误触发的算法

针对现有采用内触发方式的 JGM －P400激光破片测速仪在战斗部野外静爆试验中存在误触发现象,在对静爆试验中破片过靶信号为正向脉冲信号进行理论分析和建模仿真基础上,提出了基于过靶信号脉冲宽度的自消除系统误内触发算法。通过设置合适的过靶信号脉冲宽度阈值 TS ,给出内触发有效与否的判决表达式,并做算法的 FPGA实现。测试结果表明：设置阈值 TS为100μs时,该算法能有效判别系统内触发是否有效,并自动消除误触发现象,保证了激光破片测速仪测得的数据正确、可靠。     

电磁发射测量系統的设计与实现

设计了一种基于Rogowski线圈、B-dot探针、光幕靶及插入式数据采集卡(PC-DAQ)的电磁发射测量系统,开发出以动态链接库(DLL)为形式的数据处理模块,为系统的扩展和二次开发提供统一的接口,设计了具有Windows操作功能的人机交互界面,并成功地应用到实际研究中,为电磁发射系统的性能研究及技术匹配提供了数据依据。根据实验数据得出了触发放电和轨道拉弧时,整个测量系统受到了大的脉冲干扰;通过计算,可以得到本系统测量速度为l km/s时的相对误差为0.7%．     

一种复合伪码调相连续波动爆测试技术

战斗部破片的初速以及初速分布是武器总体计算引战配合和杀伤概率时的必需参数。动爆测量是获得战斗部破片初速及初速分布的重要手段之一。对战斗部动爆破片特性进行了分析,针对动爆测量中破片数量多、距离和速度分辨率因破片密集程度而随时间变化的情况,设计了一种复合伪码调相信号,详细给出了信号的设计思路。分析结果表明,该信号具有多分辨率的特性,满足了动爆测量中分辨率可变的要求,保证了破片在飞行过程中具有较好的速度——距离二维分辨能力。理论数据分析表明,该信号能够用于战斗部动爆破片测量对雷达可变分辨率的要求,研究结果对动爆测量技术和群目标分辨技术的发展具有重要意义。     

弹丸战斗部空爆回声传播时间计算及其在引信自毁时间靶场测试中的应用

时间引信工作时间和自毁型引信自毁时间靶场射击试验时的空爆光信号测试受天气条件制约较大 ,为此有必要研究空爆回声测试方法。根据炮兵标准气象条件和标准大气关于大气温度沿高度的分布假设 ,以及声速与温度之间的关系 ,通过积分给出了弹丸战斗部空爆回声传播时间的计算公式 ,以此为根据结合外弹道学基本方程即可给出弹丸空爆回声与引信工作时间或自毁时间的对应关系 ,用于引信工作时间或自毁时间测试。与试验结果对比表明 ,所得出的公式是正确的 ,可用于引信技术实践。