分布电容对引信共线装定系统信息传输特性的影响及其优化

针对引信共线装定过程中分布电容影响装定可靠性的问题,建立基于装定器模块、能量与信息传输模块、引信电路模块的等效电路模型。分别研究在装定输出信号为高电平时和低电平时两种情况下,分布电容对共线装定系统信息传输特性的影响。得出高电平时分布电容对共线装定系统影响较小的结论,并推导低电平时引信识别到的接收信号的低电平脉宽与分布电容的关系式。提出两种优化方法,一种利用二极管屏蔽外部因素如并入电缆引入的电容;另一种利用并联一个阻值较小电阻的方法来降低系统的时间常数,从而提高引信识别到的低电平脉宽,提高装定可靠性。经仿真和实验验证,两种方法均提高了引信识别接收信号的可靠性。

SAR无线电引信目标定向探测模型及仿真

为了提高打击地面目标无线电引信定向起爆控制能力,提出一种基于合成孔径雷达(SAR)的对地无线电引信目标定向算法。通过构建弹目交会场景,采用SAR原理合成得到窄波束,对两波束的回波信号进行和差计算得到目标与弹轴的夹角。仿真结果表明,该算法对弹目交会角在39°~64°的方向,目标定向识别误差不大于1.2°,表明了SAR技术能够大幅提高无线电引信对目标的定向精度和算法的泛用性,能够为无线电引信目标定向起爆技术提供技术支持。

基于模糊逻辑的引信检测机械手视觉定位方法

为了提高引信出厂检测的质量和效率,该文设计了一种引信自动检测系统。针对机械手与检测装置的自主对准和对接的问题,提出了一种基于模糊逻辑的引信与检测装置自主对准控制算法。以引信和检测装置的相对位置和偏差角作为控制变量,设计了二维模糊控制器。通过对控制器的动态调整,可以输出最优运动参数。与传统的引信检测方法相比,该算法进一步提高了引信检测的效率和定位精度。开发了引信全流程自动检测系统的物理样机,并进行了机器人现场操作试验,验证了所提出的视觉定位算法的有效性和工程实用性。

引信微光机电系统安全系统研究现状与发展趋势

随着引信微小型化和智能化不断发展,电磁兼容性要求不断提升,对其安全系统提出了更高的要求。基于微光机电系统(MOEMS)技术的器件具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和可批量生产等特点,在引信安全系统中有较好的应用前景。对引信MOEMS安全系统的国内外研究现状开展分析,介绍了引信MOEMS安全系统的基本原理,分析了MOEMS安全系统驱动方式、加工与封装工艺、激光起爆技术与安全系统性能测试方法的现状与发展规律,归纳了当前引信MOEMS安全系统研制过程中亟待解决的问题,为推动MOEMS安全系统在火炮引信中的应用提供重要的借鉴。

降雨和大气分子环境对引信回波响应的影响

针对大气环境特性数据在引信工程设计中运用不足的问题,基于Monte-Carlo辐射传输模型和数字信号处理模型,提出了一种将大气环境特性数据应用于引信回波响应特性的仿真建模方法,利用ITU建立雨衰模型,验证了本文中的雨衰模型,研究了雨滴、水蒸气和氧气分子综合作用下对非大气窗口毫米波的衰减特性,并将毫米波的衰减特性数据应用于引信回波响应特性的仿真建模中,建立了引信回波响应模型,给出了引信回波响应特性中的一维距离像和距离-多普勒像,分析了暴雨和特大暴雨中引信目标回波功率和信噪比的变化规律。研究发现,中心频率60、118、184 GHz引信目标回波功率在暴雨中分别降低了2.5、1.8、2.9 dB,信噪比分别降低了1.2、0.9、1.3 dB。结果表明:即使是特大暴雨,空气中雨滴的散射与吸收作用对短距离引信目标回波并不能产生质的改变,但会降低目标回波的信噪比,使引信探测系统目标检测概率下降。从无雨到暴雨再到特大暴雨,中心频率60 GHz引信回波信噪比分别为15.7、14.4、12.9 dB,基于Neyman-Pearson准则,当引信探测系统虚警概率为10-7时,引信探测器的目标检测概率分别为0.999 7、0.986 9和0.852 1,结果显示,极端条件下的降雨颗粒和大气分子的衰减特性对引信的目标检测概率影响显著。文中降雨和大气分子对引信探测影响的建模方法可为引信工程设计中的环境适应性评估提供理论与方法支撑。

磁流变延时机构数字系孪生系统

针对当前磁流变延时机构延时性能预测存在实验相对困难、成本高和性能预测精确度不足等问题,将数字孪生技术与磁流变延时机构工作机理相结合,开发了磁流变延时机构数字孪生系统。建立磁流变延时机构数字孪生系统整体架构,规划并设计系统功能模块及运行机制,分析磁流变延时机构数字孪生系统物理空间、孪生空间、孪生数据及可视化服务的实现方法。融合机理仿真与实验数据,采用随机森林算法借助Unity3D可视化平台,实现基于数字孪生技术的磁流变延时机构延时性能高精度快速仿真预测及其虚拟可视化。设计开发磁流变延时机构数字孪生系统,并结合实验数据验证系统功能,为实现引信数字孪生全生命周期的数据交互及其可视化提供服务。

基于深度学习的炸点图像识别与处理方法

为了提高弹丸近炸落点位置的测试精度,改善传统炸点图像易受噪声干扰及环境影响的识别问题,提出基于深度学习的炸点图像识别与处理方法。该方法是以高速摄像机拍摄的多序列炸点图像为基础,利用GoogLeNet分类网络方法提取爆炸瞬间炸点信息,研究改进U-Net网络分割炸点图像,重点对炸点图像的主干特征提取和优化损失函数进行建模,对炸点图像数据信息集进行训练与测试,并通过Canny边缘提取算法提取炸点图像边缘,采用最小二乘法进行轮廓拟合,求解炸点像素坐标,结合摄像机空间几何关系,获得炸点空间坐标。实验结果表明,改进U-Net网络的PA值为94.2%,MPA值为97.6%,MIOU值为84.8%,相比于原始U-Net网络的分割精度更高,能够为后续炸点位置的获取及武器毁伤评估提供技术支撑。

引信步进应力加速试验贮存寿命预测研究

目的 针对某机电引信加速寿命试验数据,采用传统统计分析方法存在计算量大、寿命预测精度难以保证的问题,开展与智能算法相结合的引信贮存寿命预测研究。方法 针对步进应力加速寿命试验数据,采用贝叶斯理论的环境因子法,对各级应力下的贮存时间进行折合计算。利用进化策略对粒子群算法进行改进,进而对所建立的BP神经网络预测模型的全局参数进行调整和优化,突破传统方法的局限。将折合后的试验时间、样本量、应力水平作为网络输入,失效数作为输出,来预测引信贮存寿命。结果 利用训练好的BP神经网络预测引信在正常应力水平下的失效数,计算其贮存可靠度。在迭代402次后,模型找到最优解,且预测误差在1%以内。结论 步进应力加速寿命试验与智能算法相结合的方法计算过程简单,预测精度较高,可有效提高引信贮存寿命的预测精度。

基于专利分析的精确制导技术发展

精确制导技术领域是各主要国家装备技术发展关注的重点领域。以incoPat全球专利数据库和Derwent专利数据库收录的精确制导技术领域相关专利为数据源,综合采用专利情报挖掘、大数据分析、可视化分析等方法进行总体态势、主要国家和主要机构分析。从公开专利的研发角度展示精确制导技术领域的发展态势,识别精确制导技术领域的热点技术、核心技术,系统把握精确制导技术领域领先国家、竞争态势、优势力量、研发重点。对结果进行总结分析,为我国精确制导技术领域发展布局提供参考。

引信章动模拟装置结构设计及模态分析

为了模拟研究弹丸章动对引信的影响,运用陀螺运动学理论,设计出一种模拟装置,把弹丸角运动分解为弹丸的进动、章动和自转三个分运动。利用二圆运动理论把弹丸的三个分运动分别进行机械合成,保证引信章动模拟装置实现完整的空间运动。通过模态分析找出模拟装置可能发生共振破坏的固有频率、振型以及对振动影响较大的零件,以此为依据,进行试验验证,设计出合理的结构,以确保所有零部件乃至整个机构设计尺寸的合理性,从而减小振动对模拟装置的影响。

免像控无人机数字航空摄影技术在获取高原湿地高精度影像中的应用——以祁连山国家公园酒泉片区甘肃盐池湾国际重要湿地为例

免像控无人机数字航空摄影是随着无人机和光学相机的发展,基于网络和地理信息技术的不断探索而形成的一种新的数字测绘航空摄影技术。该文以祁连山国家公园酒泉片区甘肃盐池湾国际重要湿地监测项目为例,采用飞马D2000S无人机,探讨免像控无人机在无网络RTK覆盖的高原湿地地区进行数字航空摄影获取高精度影像的作业模式,阐述其作业模式的技术方案和关键技术。

人工智能与大数据分析在新一轮找矿突破战略行动中的应用与挑战

在全球矿产资源的不断耗竭和社会经济发展的背景下,新一轮找矿已成为地质领域的重要议题。该文探讨人工智能和大数据分析在新一轮找矿中的应用与挑战,分析人工智能和大数据分析在地质领域的发展趋势和应用潜力,提出现阶段面临的问题及解决方案,阐述人工智能与大数据分析在新一轮找矿中的前景,并展望未来的发展方向。通过该文的研究,将有助于加深对新一轮找矿中人工智能和大数据分析的理解,为相关研究和实践提供指导,促进地质勘探行业的创新和发展。

基于模糊故障树的某高炮无线电引信安全评估

针对引信系统长期贮藏造成的性能下降、作用过程环境复杂、内部结构失效等情况,和传统的Bell故障树分析方法受限于二元的故障描述状态以及与或关系的限制,提出一种基于模糊故障树的引信安全性评估方法。对模糊故障树进行顶事件概率计算和底事件重要度分析,体现出引信系统故障机制和事件联系的模糊性和事件发生的时序性。利用该评估方法对某小口径高炮无线电引信在预定的解除保险和解除隔离流程开始前引信作用故障树进行实例分析,并与传统Bell故障树分析结果进行对比。结果表明:模糊故障树计算所得的失效率为2.1×10-9,Bell故障树计算所得的顶事件概率值为1.2×10-9,两者为同一数量级,且模糊故障树的重要度分析更加快速和高效,能更加科学地进行引信安全性评估和故障树诊断。

掺杂纳米铝粒子硼硝酸钾的激光点火性能探讨

采用纳米铝粒子掺杂的方法进行了硼硝酸钾激光点火阈值的调制研究,结果表明,随着纳米铝含量的增多,药剂发火阈值和作用时间呈现先降低后增加的趋势,当纳米铝粒子质量分数为1.0%时,发火阈值和作用时间达到最小值(0.25 W,12 ms)。分析表明,纳米铝粒子对药剂的光吸收特性无明显影响,药剂热导率随铝含量增多而呈近线性增加。

复合战斗部侵彻引信分布式探测过载响应

针对复合战斗部高速侵彻多层目标时,传统弹底引信过载信号出现振荡信号混叠,难以精确计层的问题,提出通过研究不同部位过载响应以提高计层精度。建立了复合战斗部分布式引信系统模型以及复合战斗部侵彻5层钢筋混凝土靶有限元模型,分析数值仿真获得的弹体过载信号,得到应力波在弹体中的传播规律:弹速越大,靶间距越小,弹长越长;层间飞行过程中应力波在弹体内部循环次数越少,侵彻过程更加明显;从频域角度分析了不同部位三轴过载信号的相关性,发现径向振荡对轴向过载有很大影响;对比900,1300,1700 m/s速度下不同部位过载信号,发现复合战斗部高速侵彻目标时弹体前段过载响应优于弹尾。获得了复合战斗部应力波传播规律,总结了不同部位过载响应特征异同,为基于分布式探测、数据融合的侵彻过程识别提供仿真数据支撑。

基于多源信息融合的引信可靠性评估方法研究

针对高价值弹药引信利用全弹飞行试验验证其可靠性弹药价格昂贵,全弹的靶试试验量很小,且引信的可靠性指标高于全弹的可靠性指标的问题,充分地利用模拟试验数据对小子样进行重要数据补充;采用继承因子、环境因子折算数据,将不同类型的数据折合为成败型试验数据,再用CMSR方法根据系统串并联关系将多源数据融合,并将所得的数据与靶试数据结合,减少靶试试验样本量;以混合Beta分布为先验分布,得到了评估引信可靠性的Bayes方法,该法解决了模拟试验数据与靶试数据融合的问题;以某引信为应用背景进行了可靠性评估,证明该方法比经典方法减少了一定的靶场试验量。

基于FMEA的ESAD测试系统设计

针对当前引信电子安全系统(ESAD)测试效率低、无法定位故障点和原因、不便于后续修复改善的问题,设计了一种基于典型引信故障失效模式与影响分析(FMEA)的ESAD测试系统。根据FMEA方法分析得出引信故障信息表,通过I/O接口与数模转换模块按照上位机中装定的时序输出解除保险所需激励信号并实时监测其状态。根据监测状态判断ESAD是否存在故障,与故障信息表中的故障模式进行比对,将测试结果和对应故障信息展示在上位机中。该测试系统已应用在引信产品中,效果良好。

现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火机构响应特性研究

针对现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火率偏低、未爆弹存在隐患的可靠性与安全性问题,开展现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火机构响应特性研究.建立了大着角碰靶发火机构的动力学模型,得到了发火机构作用的简易判据,基于有限元数值模拟方法,模拟了不同着速、着角、滚转角度及靶板厚度多工况下大着角碰靶发火机构的动态响应过程,数值模型有效性通过实弹试验对比验证.分析结果表明,着发球珠随机滚转角度为大着角碰靶时影响发火机构功能可靠的重要因素之一;随滚转角度增大,发火击针感受到轴向合力的幅值越小、时间越滞后,不利于大着角碰靶发火机构可靠作用;同时研究发现随着角、靶板厚度的增加,出现了导套“卡住”发火击针的故障模式.

基于泛函分析法的引信自毁时间散布

针对离心自毁引信自毁时间试验样本量少时无法反映出自毁时间散布的问题,研究初速、自毁转速和时间关系。利用泛函分析法对弹道模型的初速和自毁转速建立关于时间的关系,再根据欧拉-拉格朗日方程求解初速与自毁转速的相关参数,获得时间散布情况。仿真结果表明,泛函分析法能够确定初速和自毁转速的关系,通过假设检验验证方法的有效性,利用初速和自毁转速的联合分布求解自毁时间散布,从而获得战术技术指标的满足情况,为靶场性能鉴定试验提供更行之有效的方法,为部队训练安全性提供理论支撑。

Macro Meso Response and Stress Wave Propagation Characteristics of MCT High-Voltage Switch Under Shock load

In order to study the dynamic and electrical coupling response characteristics of Metal Oxide Semiconductor Controlled Thyristor(MCT)high-voltage switch under the synergic action of mechanical load and high voltage,the separated Hopkinson pressure bar(SHPB)test system was used to simulate different impact load environments,and combined with the multi-layer high-voltage ceramic capacitor charging and discharging system,the instantaneous electrical signals of MCT high-voltage switch were collected.Combined with numerical simulation and theoretical analysis,the failure mode and stress wave propagation characteristics of MCT high voltage switch were determined.The mechanical and electrical coupling response characteristics and failure mechanism of MCT high voltage switch under dynamic load were revealed from macroscopic and microscopic levels.The results show that the damage modes of MCT high-voltage switches can be divided into non-functional damage,recoverable functional damage,non-recoverable damage and structural damage.Due to the gap between the metal gate and the oxide layer,the insulating oxide layer was charged.After placing for a period of time,the elastic deformation of the metal gate partially recovered and the accumulated charge disappeared,which induced the recoverable functional damage failure of the device.In addition,obvious cracks appeared on both sides of the monocrystalline silicon inside the MCT high-voltage switch,leading to unrecoverable damage of the device.