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PSO的航炮训练空域仿真研究

针对航炮空靶训练中,训练空域较难确定的问题,建立了弹丸外弹道模型,采用粒子群寻优算法求取弹丸最大水平射出距离,并采用Simulink和M文件混合编程求解,最终获得满意结果。该分析方法和结果为空靶训练空域半径的确定提供了一定的理论依据和参考。     

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.     

可用于单发或连发射击时的立靶密集度测量

声定位靶是一种电子靶,它可以用于自动记录超音速弹丸穿过靶平面的座标,声定位靶的定位精度取决于许多因素。例如,取决子弹丸穿过靶平面的位置和声定位靶的尺寸。对于使用者来说,了解造成定位误差的原因和避免测量误差的方法十分重要。本文讨论了弹丸穿过声定位靶靶平面不同位置对测量误差的影响,推导出无误差测量条件和声定位靶的有效(即无理论定位误差)靶面。由此得出了扩大有效靶面的方法及声定位靶的局限性。     

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。     

镜头式光幕探测灵敏度分布规律研究

针对室内大靶面探测光幕的试验与测试需求,研究了扇形光幕和矩形光幕的工程实现。分析了探测光幕的工作机理,依据光学系统的光照度分析理论,推导出弹丸在探测光幕面内不同位置穿过时引起的光通量变化量计算公式,利用Matlab计算出整个幕面的灵敏度分布规律。采用气枪弹在幕面内不同位置进行了射击试验验证。试验结果表明：弹丸在幕面内的信号幅值与仿真计算的灵敏度分布规律吻合。所得结论对大靶面探测光幕的工程设计具有参考价值。     

开放式三维T靶数学模型建立及解析算法

建立一种基于超声测量法的开放式T靶的数学模型.弹丸在空气中飞行时产生声波,利用超声传感器测出T型阵列传感器接收到声波时的相对时间差,通过建立相应T靶的数学解算模型可求出弹丸穿过靶面的精确位置以实现弹丸的自动定位.分析了影响定位精度的诸因素及提高定位精度的办法.     

机载火炮对地攻击训练自动报靶方法

针对机载火炮对地攻击训练时弹着点探测难度大的问题,在介绍几种自动报靶方法并分析其应用于机载火炮对地攻击训练的不足和局限性的基础上,提出了基于高重频脉冲激光测距原理的自动报靶方法,该方法探测范围大、探测精度高、环境适应性强,可满足机载火炮对地攻击训练不同条件下弹着点的探测。     

激光测速靶连发弹丸速度测试系统

基于LabWindows/CVI的激光测速靶连发弹丸测速系统由面板,数据采集,分析测试软件等组成.主界面显示两通道弹丸过靶波形、弹丸速度及连发弹射频.参数界面含触发通道选择、触发电平、触发延迟时间、采集频率及采集深度等设置.数据采集包括弹丸过靶波形信号、弹丸单、连发弹丸初速及其射频等参数测试.     

基于多层折返激光爆炸成型弹丸速度测试技术

针对爆炸成型弹丸速度测量的需求,提出了一种基于多层折返式激光平行光幕测试弹丸速度新方法,设计了一种爆炸成型弹丸(EFP)速度测试系统,并对其工作原理和结构进行了详细介绍。利用AUTODYN有限元分析软件对EFP成型过程进行了仿真,并对爆炸成型破片进行计时,经运算将时间和速度通过液晶屏显示,得到了在靶距一定情况下的实验数据。经和原激光光幕靶比较,多层折返激光光幕靶具有光幕均匀、扩展容易的特点。优化了EFP速度测试的功能。     

反蜂群无人机防空火箭弹四象限周视激光引信探测概率

为提高防空火箭弹激光近炸引信对来袭蜂群无人机的探测概率,采用空间解析几何方法描述防空火箭弹与来袭蜂群无人机的交会模型,提出一种防空火箭弹四象限周视激光近炸引信探测来袭蜂群无人机的方案.建立基于蒙特卡洛法的弹目交会探测概率模型,分析不同火箭弹转速、目标速度、激光脉冲频率与探测半径下的引信系统探测概率.计算结果表明:激光脉...     

运动靶标激波检靶定位模型

为提高运动靶标的激波检靶定位精度,对定位模型和求解算法进行研究.采用几何方法推导弹丸激波到达传声器阵列时间的模型,通过非线性最小二乘法求解弹丸飞行速度、命中坐标、入射角等参数.利用该模型进行仿真,分析靶标速度误差、激波到达时间误差和弹丸速度等对检靶精度的影响.结果表明:忽略快速运动靶标的速度会带来较大检靶定位误差,必须在激波检靶建模求解时考虑靶标运动速度.     

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。     

基于单个磁梯度计的磁目标定位方法研究

欧拉法可以实现对磁偶极子源的精确定位。通过旋转合成可以得到包含在欧拉齐次方程中的磁梯度张量,在此基础上提出了一种转动单个矢量磁梯度计实现磁目标定位的方法。建立了磁梯度计旋转探测模型,分析了模型中转动角、倾角和基线长度等参数对磁目标定位精度的影响,为转动装置的参数设置提供了参考。研究结果表明,与7个磁传感器组成的阵列探测方法相比,该旋转探测方法在靠近磁目标的区域内具有更高的定位精度。     

基于激波传播路径的弹头斜入射双三角阵定位模型

为了减小传统双三角阵定位模型实际测量时由于弹头斜入射引入的定位误差,分析了弹头斜入射靶面时产生的激波至传感器的传播路径,提出了一种基于激波传播路径的双三角阵弹头斜入射定位模型。为验证该模型,利用MATLAB软件分别仿真分析了斜入射和传统模型的定位误差。仿真结果表明,斜入射模型有效减小了由入射角引起的定位误差。设计了无风状态下5.8 mm步 枪的小角度射击实验。实验结果表明,同等硬件条件下,与传统双三角阵定位模型相比,斜入射定位模型弹头坐标测量平均定位误差减小了43.46%,定位精度提高到了1 cm以内。     

激光引信双向驱动单发单收大视场探测技术研究

由于受系统功耗和空间的限制,常规弹药激光引信无法采取多个激光器和多个激光接收器实现多发多收,同时传统的激光大视场探测方式无法满足小型化、结构简单的需求。提出一种新型的双向驱动单发单收大视场探测方案,建立弹目交汇捕获率数学模型,分析了不同弹目距离以及不同转速下目标捕获率。并针对系统电磁干扰影响因素,采用多种方法复合屏蔽电磁信号对回波信号的干扰,加工制作了原理样机,进行了抗电磁干扰实验以及不同距离动态旋转目标探测实验,结果表明本方案能够有效屏蔽系统电磁干扰,在转速50 000 r/ min 时能保证距离为8 m 的目标可靠捕获,使大视场全向探测激光引信在常规弹药上的应用成为可能。     

末制导炮弹训练模拟系统设计中命中情况分析

从末制导炮弹指挥训练模拟系统设计中对命中情况判断的需要出发。利用射表分析了在无法得到弹道数据条件下．指挥员所确定的开始表尺、开始方向、程装和延迟时间对命中情况的影响．重点分析了程装引起距离和延迟时间的改变情况。以及延迟时间对命中情况的影响，得到一种可行的判断末制导炮弹命中情况的方法。经过与手工作业的结果进行比较．证明该分析结果切实可行。该方法避开了目前尚无法得到末制导炮弹准确弹道数据的困难。较好地解决了末制导炮弹模拟系统设计中命中情况判断的问题。     

弹体斜侵彻硬介质目标的临界跳弹评估方法

弹体斜侵彻硬介质目标过程将发生弹道偏转,甚至发生跳弹。弹体一旦跳弹,使弹体侵入不到目标内部,从而不能对目标形成有效打击。为保证弹体能够有效侵彻目标,需要对弹体侵彻目标的临界跳弹角度进行预测,给出弹体不发生跳弹的角度范围。为此,对弹体斜侵彻硬介质目标的跳弹进行研究,建立了预测弹体斜侵彻目标的跳弹分析评估方法。运用该方法对弹体分别侵彻抗压强度为30 MPa和60 MPa的钢筋混凝土的临界跳弹角度进行计算,并与实验结果进行了对比。结果表明,该方法能比较准确地分析和评估弹体的跳弹角度。     

基于波形诱骗的末敏弹毫米波有源干扰研究

根据末敏弹毫米波交流辐射计探测金属目标时弹目交会特点和信号处理电路特性,提出了一种基于波形诱骗的毫米波有源干扰新方法。分析并建立了辐射计探测干扰源信号时的天线温度模型,与探测地面金属目标相比,天线温度信号脉宽明显展宽,幅度保持恒定。该信号经视频放大器低频截止作用后,使输入的等幅宽时信号发生频率失真,输出具有正、负脉冲形式的波形分裂信号,其中负脉冲部分可以模拟探测地面金属目标的输出信号。实验结果验证了设计方法的正确性和有效性,为毫米波末敏弹有源干扰提供了一种可行的方法。