一种反导定向战斗部起爆控制器设计

首先针对定向战斗部起爆控制的复杂性,提出了综合利用导引头和引信目标探测器提供的信息进行起爆控制的引制一体化控制方案;在此基础上分析了起爆方位角和最佳起爆延时等关键控制信息的获取;最后提出了定向起爆控制器的概念,并对其进行了初步设计。     

基于二维波束控制引信的起爆控制方法

针对传统的波束倾角固定引信无法满足新一代防空导弹引战配合需求的问题,提出了基于二维波束控制引信的起爆控制方法。该方法通过将平面相控阵技术引入引信天线,实现了波束的二维控制。在此基础之上建立了引信最佳起爆角和起爆方位模型并设计了基于波束分档前提下的起爆控制算法,保证了二维波控引信与定向战斗部的有效配合。在H平面内,根据起爆方位角来选择战斗部的起爆点;在E平面内利用波束倾角分档控制和延时调整炸点的方法,把修正后所对应的起爆角与动态破片飞散角差值作为起爆控制量,实现智能化引战配合。仿真分析表明该方法可实现战斗部适时起爆并将破片飞散方向对准目标,显著提高了引战配合效率。     

随机起爆子弹引信隔离机构设计

随机起爆子弹引信设计是随机起爆子母弹的一项关键技术,为了精确控制子弹起爆,根据某随机起爆子弹药的工作要求,对随机起爆子弹引信工作过程进行了研究,设计了由滑块和推力弹簧组成的子弹引信隔离机构。通过严密的理论给出了推力弹簧的7个参数;对滑块机构进行受力分析。结合工程实际,给出了滑块解除隔离时间。结果表明,所设计的随机起爆子弹引信隔离机构科学合理。     

引信起爆控制电路冗余设计技术研究

引信起爆控制电路通过对目标探测信号的处理和决策,给出发火控制信号,其可靠性直接决定了其发火可靠度,工程上大多采用直接双套并联方式进行冗余设计。针对引信起爆控制电路如何进行冗余设计问题,设计了并联冗余和非冗余两种电路,采用数理统计的方法计算了其全寿命周期可靠度,结果表明非冗余电路可靠度略高于并联冗余电路。采用故障物理方法,分别通过加速寿命试验和故障物理仿真,得出了起爆控制电路在引信服役期内的温度应力、力学环境应力、电应力下的失效寿命远大于寿命期的结论。综合数理统计和故障物理研究结果,给出了引信起爆控制电路可采用非冗余设计的建议。     

云爆战斗部二次起爆引信抗干扰方法

针对云爆战斗部二次起爆引信静爆试验过程中起爆时间偏差较大的问题,采取提高电路稳压可靠性、增加电缆传输线切断功能及优化电路板布线设计等抗干扰方法,提高了二次起爆引信抗干扰能力,并通过引信系统时序试验、静爆试验验证,结果表明:能够抑制一次起爆所产生的冲击、燃料及爆轰产物叠加产生的复杂场的干扰,解决了时间偏差较大的问题,延时引信时间准确,抗干扰方法有效,提高了起爆引信的作用可靠性.     

一维相控阵引信制导信息选取对起爆角误差的影响分析

传统侧视引信拦截弹道导弹时,存在炸点可能滞后的问题,虽然采用波束前倾的方法可以解决这一问题,但增加了引信的设计难度。利用一维相控阵引信的波束控制技术,自适应地改变波束倾角并结合起爆角算法实现最佳起爆控制。推导了两种起爆控制算法,对其做了仿真,分析了其优缺点。     

侵彻引信起爆控制电路性能样机设计方法

针对引信传统设计过程中只能在实物试验中测试验证引信性能,引信研发效率受到制约的问题,提出侵彻引信起爆控制电路性能样机的设计方法。该方法将起爆控制电路设计和验证过程中的关键特征总结为数据矩阵,以设计要求、数据和知识库作为输入,建立起爆控制电路在数字空间中的性能模型。通过建立性能样机可以快速测试在当前工况条件以及环境噪声更为复杂的工况条件下起爆控制电路的响应情况,在不需要实物试验的情况下测试选用不同元器件对起爆控制电路性能的影响,能够有效提升研发效率。     

双电极静电引信起爆控制技术研究

静电引信是一种通过探测目标周围的静电场来获取目标信息并进行起爆控制的新型近感引信,为了解决双电极静电引信的起爆控制问题,通过对目标特性曲线特征的分析,提出了一种用于静电引信起爆控制的方法。采用实验的方法对双电极静电引信起爆控制技术进行了验证。实验结果表明,当控制电路可检测nA级电流时,在几十米左右的探测距离内该方法能够准确识别目标特征,并在最佳炸点位置给出起爆信号。     

基于频谱特征的引信自适应延时数学模型

针对常规防空炮弹对付体目标不能设定引信启动区实现精细起爆控制问题,提出了基于频谱特征的引信自适应延时数学模型.数学模型将真实目标处理为体目标,提取无线电引信目标多普勒信号频谱信息,估算弹目交会参数和引信总时延,调整目标尺寸补偿时延,设定引信启动区.仿真结果表明:该数学模型比传统的时域测频定角炸点控制数学模型具有可设定引信启动区的优点,可以实现精细起爆控制,增强了引信与战斗部间的协调性.     

激光起爆引信及其关键技术

基于光纤传输高峰值功率脉冲激光驱动飞片起爆技术,提出了一种新概念引信——激光起爆引信的基本概念。与电起爆引信相比,激光起爆引信在能量形式、起爆机理、组成结构等方面有很大的不同,符合引信技术从机械电子到光电子的发展脉络,是引信设计创新、性能优化、应用创新的重要方向之一。论述了激光起爆引信在核武器以及先进常规武器中的潜在应用价值,根据参考文献总结出激光起爆的三种实现方式。激光起爆引信的关键单元,包括小型化激光器、光纤传能、激光冲击片雷管等,简要讨论了相关的科学研究、总体设计和单元技术。     

可重构硬件技术在引信设计中应用探讨

针对现代引信小型化、智能化、通用化的发展要求及引信的工作特点，通过基于VHDL的可编程逻辑控制器，采用可重构硬件的设计思想，探讨了引信“硬件软化”设计技术及可行性。为解决在现代战争环境中引信为了满足高可靠性、多用途，多功能、抗恶劣环境，抗电磁干扰的要求，而使得信息处理和信息控制电路越来越复杂，同时又要求引信电路能够实现快速．实时处理信息的问题提供了新的途径。     

集束子弹药引信有关概念及“三自”组合设计方法

为有助解决集束子弹药的未爆弹问题,阐述"自毁"、"自失效"、"自失能"、"绝火"概念,分析各个概念的发展、内涵及其技术实现方式。结合典型的集束子弹药"三自"引信,以框图形式抽象表述其"三自"组合装置的设计方法;通过实验数据和理论计算分析典型的集束子弹药"三自"引信的安全性与可靠性。研究结果表明:"绝火"与"自失效"、"自失能"内涵及实现时所采用的技术方式有较大区别;采用"三自"组合后可以增加引信综合作用率;采用自毁/自失效组合设计时宜将自毁/自失效装置与隔爆件一体化设计,且自毁装置应有冗余保险控制;采用自毁/自失能组合设计时电子自毁装置也应采用冗余保险控制。     

一种扫描式六象限激光探测系统弹目交会算法研究

针对某旋转式火箭弹定向战斗部定向探测与起爆控制系统,分析了扫描式六象限激光探测系统的构成和工作原理,提出了由激光束螺旋角计算弹体转速的方法,建立了弹体转速数学模型、弹目相对运动方程及相互间的迭代解耦算法,并编写Fortran程序进行仿真。仿真结果表明,建立的交会算法可以计算得到弹体转速、弹目相对运动速度、目标脱靶量、最佳起爆延迟时间、最佳起爆方位角等参量,且误差分析显示探测方位角误差满足定向战斗部的方位探测精度要求。     

基于薄/厚识别开关的引信自适应延期方法

针对引信采用固定延期起爆方式的攻坚弹的炸点难以适应不同厚薄目标的问题,提出了基于薄厚目标识别开关的攻坚引信自适应延期方法,该方法利用薄厚目标识别开关对薄厚目标的反应不同给出两种不同的信号,延期起爆时间调整电路据此给出两种不同延期时间。仿真表明:基于薄厚目标识别开关的攻坚引信自适应延期方法对厚度200 mm以下,400 mm以上的混凝土目标能够进行自适应起爆控制。     

不确定侵彻条件下引信引爆策略对炸点深度影响分析

为研究不确定侵彻条件下引信引爆策略对炸点深度的影响规律,通过拉丁超立方采样设计了数值模拟试验,采用侵彻力函数代替弹靶接触力的快速算法进行了数值模拟计算,分析了不确定侵彻条件下5种引信引爆策略的炸深控制精度及其影响因素.结果显示,其炸深控制精度从低到高排序为延时、定冲量、定能量、定轴向位移、定垂直位移.定轴向位移和定垂直位移引信可以适用于不同靶体材料,在设定值相同的条件下,利用这2种策略可以到达基本相同的炸深.侵彻速度的不确定性对延时引信炸点控制精度的影响显著,对定位移引信的影响非常小,倾角和攻角是影响定位移引信炸点控制精度的主要原因.     

弹道修正弹模糊自适应PID控制器设计

弹道修正弹是一种在头部安装修正引信的低成本、高精度、远射程的精确打击弹药,它在飞行过程中可以通过实时控制提高命中率;介绍了修正弹修正方式,建立了弹体动力学模型,应用模糊控制与传统PID控制理论相结合的方法,设计了控制器并对弹道特征点俯仰通道进行仿真,结果表明模糊自适应PID控制器能够适应弹道修正引信,且比传统PID控制器有更好的控制效果。     

限制性模块化传爆装置可靠性试验

采用试验方法对某型战斗部的约束性传爆装置可靠性进行了研究和验证.引信输出装药与传爆装置输入装药的拉距试验表明,临界起爆距离在最大设计间隙的4～5倍之间;传爆装置传爆验证板单元试验和战斗部静爆试验表明,约束性模块化传爆装置能够可靠传爆和起爆主装药.说明传爆装置采用模块化结构设计,提高了其本质可靠性.     

基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法

针对调频引信抗扫频干扰能力差的问题,建立扫频干扰模型,分析扫频干扰下调频引信失效机理,提出了基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法;综合利用弹目距离信息、双通道时序信息及时间间隔信息作为调频引信输出起爆控制信号的判决条件;仿真验证了算法的可行性,并进行了硬件实现。仿真及实测结果表明,与现有调频引信相比,基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法,有效地提高了调频引信抗扫频干扰能力及引信定距精度,算法复杂度和实时性满足引信要求。     

基于RBF神经网络的引信智能天线多目标方向估计

提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的引信智能天线多目标方向估计算法,对引信智能天线进行了结构和训练算法的设计.理论分析和测试结果表明,此算法充分利用了径向基函数神经网络的结构简单、自学习能力强、运算速度快、模式分类能力强等特点,可以实现多目标高分辨率方向估计.     

燃料空气炸药二次起爆引信与爆轰云雾动态交会浓度检测方法

燃料空气炸药（FAE）抛撒后形成最大能量云雾爆轰的关键,在于二次起爆引信能否在极短的交会时间内完成快速准确的最优云雾爆轰浓度检测。通过试验和仿真工具验证了利用脉冲超声在云雾介质中的回波衰减对云雾浓度快速检测方法的可行性。为保证试验结果的准确和严谨性,高动态交会环境下引信样机检测的流道内云雾浓度无法与预设环境浓度视为等同。采用计算机数值模拟方法,模拟出100 m/s试验工况下引信与云雾交会过程中检测流道内的气体与固体两相流体浓度分布。结果表明,在浓度分别为75 g/m³、150 g/m³、225 g/m³的交会环境中,引信流道的仿真浓度与脉冲超声在流道内的传播衰减率具有一致性,可为提高FAE武器最优起爆提供分析手段。