基于光幕阵列的近炸引信炸点坐标测量方法

针对毁伤评估及引战配合仿真中引信炸点测量数据缺乏的问题,提出了一种光幕阵列配合炸点火焰探测原理的近炸引信炸点坐标测量方法。使用2台三光幕探测器和1台单光幕探测器构成7光幕阵列,当带有近炸引信的弹丸穿过光幕阵列的所有探测幕面时,光幕阵列系统可测量得到弹丸的飞行速度、弹丸飞行速度方向的俯仰角、方位角和弹丸的着靶坐标,弹丸在炸点火焰探测器视场内爆炸时,便可利用爆炸时刻值进一步计算得到近炸引信空间炸点三维坐标。依据多光幕阵列测量原理和布置的光幕阵列建立了炸点坐标曲线测量模型,并对炸点坐标测量误差进行了仿真和分析,通过误差仿真得到的炸点三维坐标的最大测量误差分别为7.81 mm,11.66 mm和9.817 mm。模拟实弹实验炸点三维坐标的最大测量误差分别为5.9 mm,8.2 mm和8.4 mm,与理论仿真结果一致,验证了所建立测量模型的可行性和准确性。本文研究的测量方法可实现近炸引信弹丸在终点弹道段受到空气阻力和重力影响下的炸点坐标的测量,该测量方法完全满足近炸引信空间炸点三维坐标的测量需求。

一体化光幕阵列测量误差分析与结构参数优化

针对一体化六光幕阵列测量模型,提取模型中光幕结构参数,在MATLAB中建立模型进行仿真,逐一分析各结构参数影响下的对弹丸飞行速度和坐标测量误差的影响规律,给出结构参数优化方法。基于优化的结构参数典型值得到了1 m×1 m矩形靶面范围内弹丸飞行速度和坐标的测量误差分布。实弹试验表明弹丸飞行参数测量与仿真分析具有一致性,横坐标测量误差不超过3.1 mm,纵坐标测量误差不超过4.8 mm,速度测量误差小于1.1 m/s。该结果可为光幕阵列测量设备的工程设计提供理论依据,也可为提高身管武器弹丸飞行参数测量精度提供参考。

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。

基于大靶面光幕靶的两类六光幕阵列测量原理

弹丸着靶坐标和飞行速度以及飞行方向角是外弹道测试中必测参数,本文针对四幕光幕靶和双光幕测速系统的不足,采用六个大靶面光幕靶,构造出了两类六光幕阵列结构。由作者首次提出的六幕光幕靶是文中所提基本结构的变形。所提六光幕阵列能同时完成着靶坐标、速度和速度方向三类参数的同时测试,是一类六光幕阵列的基本机构,其他结构可以通过光幕面的旋转平移得到。文中给出了两种六光幕阵列测量公式的详细推导。提出的六光幕阵列也可以用作自动报靶系统中的传感器。

三角形截面弹丸的飞行性能研究

通过靶道试验对比,研究了三角截面杆弹和圆形截面弹的飞行性能.利用试验数据判读处理出弹丸的飞行速度降曲线和章动曲线,拟合得到弹芯的主要气动力和力矩系数,试验分析了三角形截面弹和圆形截面弹的气动特性和弹道性能.研究结果表明,三角截面杆弹具有较小的阻力特性和较好的飞行稳定性;在低转速条件下,三角截面杆弹具有较强的马格努斯效应,抗干扰能力较差;三角截面杆弹相对于圆形截面弹具有较大的升阻比、较好的机动性,三角形截面可应用于有控弹箭的外形.

四光幕精度靶工程化模型及测量精度分析

针对现有四光幕精度靶理想化结构模型及测量精度分析无法满足其工程化设计及发展需求的问题,构建了通用的四光幕精度靶工程化结构模型,推导了相应的坐标测量及误差传播公式,仿真分析了着靶位置、靶距、幕面夹角、靶面大小、弹丸斜入射角度等多参量对系统坐标测量精度的影响,得到了系列坐标测量误差分析数据.最后给出了一实际四光幕精度靶的结构及理论坐标测量误差估计.实弹射击表明,该系统在1m×1m有效靶面内的X、Y坐标测量误差均小于2mm,与理论仿真分析结果接近,验证了所提工程化测量模型的正确性,测量精度分析有效.研究结果可为实用型四光幕精度靶的设计及测量精度评估提供可靠参考.

姿态测试用磁通门磁强计的设计

简述了磁通门磁强计的工作原理 ,讨论了利用磁通门技术进行飞行体飞行姿态实时测量的磁通门磁强计姿态测试系统的基本原理、探头和电路的设计方法 .制作了三轴磁通门磁强计并进行了基础实验 。

单列光源反射式光幕靶检测弹着点

为了降低弹丸着靶点检测的成本,提出了一种新的弹着点检测原理。采用单列光源,经两面条形表面反射镜反射后,形成"Z"型的三道光幕,用于实现对弹丸等飞行目标的测速及定位。弹丸的速度和着靶点水平方向的坐标可以通过对时间的测量得到,弹丸着靶点竖直方向的坐标可以通过单列光探测器获知。文中对检测原理进行了研究,对光源、探测器、信号特征、有效测试区域、射频测试能力等进行了分析,并在桌面进行了原理性试验。高速摄影机拍摄的小球坐标与"Z"型结构测量出的坐标相对位置误差为0.1～1mm,传统区截靶法与"Z"型结构测量出的小球速度相对测速误差为0.02%～0.2%,说明基于反射镜的"Z"型结构在定位和测速方面的应用具有可行性,提出的方法具有结构简单、解算方便、节省成本的特点。

基于天幕靶的弹丸飞行时间计算方法

在用天幕靶对各种弹丸的速度等外弹道参数进行测量时,往往需要测得弹丸飞越两个天幕靶靶面的时间间隔,进而计算弹丸速度、立靶坐标等其它参数。在对天幕靶输出弹丸模拟信号进行分析的基础上,提出一种用于计算弹丸飞行时间的相关算法。该算法采用数字信号处理的方法,对用数字采集仪采集到的天幕靶输出的弹丸模拟信号进行处理,可以计算得到弹丸飞过天幕靶靶面的时间间隔,经试验论证:该方法较常规方法计算时间更加准确,并且可以提高测试系统的抗干扰能力。

光幕靶技术研究进展

光幕靶是常规兵器靶场常用的测量仪器,因其成本低、操作简便、测量精度高、稳定可靠等优点,在外弹道速度、立靶密集度等方面得到广泛应用.本文总结和回顾了近几年西安工业大学在光幕靶研究方面的成果,介绍了两种构建光幕靶的原理,分析了光幕靶在测量破片、曳光弹速度的原理,总结了解决连发射击速度测量、室内大面积测速、水下测速以及多目标测试所采用的相关技术,展望了今后的发展趋势.

基于大靶面光幕靶30mm口径弹丸速度测试技术

针对室内外全天候条件下用光幕靶测试大口径弹丸速度的需求,本文研究了一种新型大靶面光幕靶.采用红外发光二极管阵列作为发光光源,红外光电二极管线阵列组成接收装置,铝合金型材作为结构支撑架,构建的光幕靶探测区域面积最大可以到3 m×1 m,探测敏感面长度为1 m,且该长度可以任意扩展.文中给出了大靶面光幕靶的光幕结构以及电路的详细设计.用12.7 mm,14.5 mm以及30 mm弹丸进行了实弹试验验证,结果表明:设计的光幕靶能抗炮口火光的干扰,对无曳光或曳光较弱的的弹丸能可靠的工作.对曳光较强的弹丸尚无法测试,文中对该问题进行了分析,提出下一步工作思路.

弹道修正弹实际弹道探测技术综述

概述了弹道修正弹的实际弹道探测技术 ,对主要的几种探测技术进行了分析比较 ,提出了我国弹道修正弹弹道探测技术发展的基本思路 .

一体化结构四组合光幕阵列测量研究

为了减少现场布靶的烦琐,提出一种一体化结构的四组合光幕阵列测量方法。采用光电二极管和线阵CCD图像传感器作为接收部件,分别构建模拟光幕和空间细分光幕,将2个模拟光幕与2个空间细分光幕集成在一个支撑箱体上,构建一体化四组合光幕阵列。依据弹丸穿过各光幕的时间和阵列结构参数,计算出飞行弹丸的穿靶速度矢量和着靶坐标。推导了测量公式,进行了测量不确定度仿真,结果表明提出的一体化结构四组合光幕阵列测量原理正确。与分立六光幕阵列和四光幕阵列立靶测试系统相比,简化了布靶步骤,缩短了布靶时间,进而消除了人工操作误差。

红外测速光幕靶改进及测量精度分析

为提高XGK-2002型红外测速光幕靶的测量精度及安装调试速度,提出采用双辅助激光器实现光源和接收精确对准的光幕靶改进方案.在现有红外测速光幕靶工作原理及结构基础上,对光源和接收对准中存在的问题进行了探讨,分析了其影响.提出了在光幕靶两端分别设置一激光器实现对准的光幕靶改进方案,并从测时误差及靶距误差两方面对改进后测量精度进行了分析.结果表明,改进后的光幕靶可快速、直观的实现光源和接收的对准,测试精度及安装可靠性提高,改进后测速精度可达到1‰.

水下枪械弹丸飞行速度的测试

弹丸飞行速度是一个重要的弹道参数．水下枪械发射时，环境介质水给弹丸飞行速度的测试带来困难．从理论上分析了用感应式线圈靶作为区截装置为水中飞行的弹丸空间定位的可行性，提出了一种适合于水下弹丸飞行速度的测试方法及数据处理方法，实验结果表明，该方案是可行的．

一种小子样情况下的弹道一致性评定方法

为在小样本情况下进行弹道一致性的评定,基于正态分布小样本相容性理论给出一种弹道一致性评定方法。该方法主要通过将计算的顺序统计量与计算机模拟的临界值进行比较判定。主要优点是不需计算位置-尺度估计值,从而减小由于样本容量小而带来的计算误差。通过算例分析表明:在样本数量较少(n≤5)的情况下,该方法与常规的配对t检验法和概率圆序贯检验法相比,都具有一定的优势。

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。

地波探测炮弹落炸点坐标研究

根据目前炮兵声测系统存在定位精度低且比较笨重等突出问题,提出了一种利用声传感器阵测量时延定位的新系统,以适应作战需求。着重建立了测量时延的五元阵模型,并与传统的四元十字阵模型进行了比较,分析比较了两种模型的定位精度,及采用五元阵定位的精度优势,五元立体阵定向性能优于四元十字阵,克服了四元十字阵由方位角不确定度引起的系统误差。所设计的定位模型定位精度高,满足了定位精度的要求。

随机风扰动下的弹丸落点散布仿真分析

为了研究随机风和随机风扰动下的弹丸落点散布仿真的准确性,建立了随机风和随机风扰动下的弹丸运动模型。以MATLAB为平台,运用"四阶龙格-库塔算法",对随机风及弹丸外弹道落点进行结果仿真,并与试验结果进行了分析比较。结果表明,这一方法是可行的。

光学接力跟踪的弹道融合

研究用多台光学设备分段跟踪同一弹道的数据融合问题 ,首先给出弹道参数、测元真实信号的节省参数模型 ,并由此建立弹道跟踪数据的节省参数模型 ,以此融合各接力段数据 .该方法能给出精度较高的完整而分段光滑的弹道 。