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。

采用万向开关的马歇特锤击零时刻确定方法

针对电子时间引信马歇特锤击测试过程中信号检测时采用加速度传感器频繁故障问题,提出采用万向开关确定马歇特锤击零时刻。根据马歇特锤击试验条件选定了万向开关关键参数,并设计低通RC滤波电路,采用将万向开关固定于马歇特锤击头部位,锤击时通过模拟信号滤波电路模块对万向开关闭合信号进行滤波,并采用示波器或中断采集电路进行监测,实现锤击过载零时刻确定,为测试信号提供零时基准。实验测试结果表明,该方法能够有效测量电子时间引信起爆输出计时精度,其采用的硬件简单,工程可行性强,可靠性高,可完全替代加速度计产生零时刻的方案。

高速旋转弹丸引信全链路环境信息测试方法

针对弹-引-机构弹道环境信息及响应传递规律不明确的问题,提出一种高速旋转弹丸引信全链路环境信息测试方法。在弹体头部和尾部分别安装测试系统,测量在弹丸发射和飞行过程中弹体、引信、引信机构形成的全链路弹道环境。炮射试验证明,膛内阶段弹体过载通过螺纹传递到引信体,过载峰值增大16.45%。在出炮口半约束期阶段引信径向过载比膛内过载分别增大8.1倍、2.8倍,引信机构过载以低频分量为主,含有少量频率为262.5 Hz的信号,周期约4 ms。

基于恒比定时甄别的引信测试系统定时点优化方法

考虑到引信点火脉冲输出的电信号波形具有极短的上升时间和较长的衰落时间特征,对其进行采样时,定时精度往往会存在较大误差。该文提出基于恒比定时甄别的定时点优化策略,其将原始信号通过FIR低通滤波处理,并对采样点进行波形重构,之后进行寻峰并在线消除基线漂移,最后根据重构后波形,进行衰减、延迟与叠加,最终获得恒比定时点。测试结果表明,所提方法将定时点的测试精度提高40%,具有较好的性能。

电子时间引信电路部件全流程测试系统设计

为验证引信产品的主要功能和性能,提高产品生产中的检测效率,设计了一种引信电路部件全流程测试系统,完成对引信电路部件时间装定功能、测速修正、触发、延期和自毁功能的全流程测试。采用继电器控制模块准确模拟引信开关信号和上电信号,采用外接信号发生器模拟引信测速所需的地磁信号,增强引信测试的可信度并减少设计的复杂性。采用一键式操作技术,依次对引信时间装定、触发、延期、自毁等不同的工作模式进行模拟测试,一套测试系统就可以对2种外观状态的引信进行测试,测试输出结果由示波器直接读取,测试时间短,误差小,大大提高了产品测试效率,降低了成本。实验结果表明:测试系统可完成对引信功能的全流程测试,检测结果满足测试系统所要求的误差范围,符合功能设计的要求,达到了引信电路部件测试的预期效果,可为其他引信测试设备提供设计经验。

基于数字射频存储平台的调频毫米波引信自动测试系统

针对调频毫米波引信测试启动性能过程中利用传统推板、拉距和滑弹试验存在交会速度低、测试效率不高且偏差较大的问题,提出基于数字射频存储平台构建调频毫米波引信自动测试系统替代传统测试手段完成引信电性能测试。该系统运用数字射频存储技术、自动控制技术和专用控制软件,实现调频毫米波引信电性能的自动化测试。实验结果表明,该系统能够在模拟引信真实交会速度下测试引信电性能,提高调频毫米波引信测试效率,减少试验过程中外部环境影响,提升调频毫米波引信的可靠性和工艺稳定性。

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。

引信电源双环境力等效模拟测试方法

针对引信电源分步式测试导致电源测试与实际使用环境不等效的问题,建立过载与转速同步实现平台,提出基于双环境力的引信电源工作环境等效模拟测试方法。首先利用压缩空气和旋转台产生电源测试模拟弹丸飞行的动力和转速,进而通过模拟弹丸发射和阻尼发生器进行过载和离心力的复合加载,最后通过机械结构实现模拟弹丸的无损回收。试验结果表明,与传统分步式测试方法相比,双环境力测试方法利用过载和转速的同步实现,提高了测试精度,达到了与工作环境的基本等效。

Numerical Calculation of Artillery-Fuze System Dynamic Characteristics

A numerical calculation method based on the finite element analysis of dynamic characteristics of artillery-fuze system is discussed in detail. Pretension element is used to mesh the couple structure between artillery and fuze to analyze the change of dynamic characteristics of artillery-fuze system when pre-tightening force varies between artillery and fuze. Numerical calculation of the finite element analysis and actual hammering test of a artillery-fuze system are carried out with the same input to verify the accuracy of numerical calculation. The results show that the finite element model of artillery-fuze system is credible and the calculation accuracy is perfect.

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。

侵彻引信过载特征等效低成本考核方法

围绕对高速侵彻引信在不同工况下功能充分考核的需求,针对全尺寸弹体侵彻试验成本高且难以实现多工况考核的问题,提出基于低成本火炮缩比弹和原型弹在过载峰值、持续时间以及粘连度三个特征量等效的引信等效试验方法。建立了基于125 mm加长弹的等效缩比试验,通过仿真和试验验证表明在低成本火炮基础上,可通过构建弹、靶、工况的缩比模型,实现全尺寸战斗部侵彻过程中引信动态响应特性的等效,实现引信不依赖全尺寸战斗部的独立考核试验,为引信多工况下功能考核验证提供支撑。

基于双核架构的全电子引信测试仪设计

传统的全电子引信无源导通电阻测试均采用外接电阻测试设备或通用的导通电阻测试电路设计,与全电子引信通电工作的电气性能测试毫无关联,无法避免故障产品加电后烧毁的风险。为此提出了能对无源导通电阻和全电子引信通电工作电气性能综合诊断的系统性设计思路,设计了一种基于ARM芯片和FPGA双核架构的全自动测试控制架构和24 bit高精确度四线制无源导通电阻测试电路,对全电子引信的对外接口部分的无源导通电阻及引信加电工作特性进行全面测试。测试结果表明,该设计能够进行无源导通电阻高精确度测试及通电后工作性能的综合测试,电阻测量精确度为±0.1%。

应用兰利法的机电引信逐渐解除隔离试验

针对目前机电引信内部传爆序列隔爆可靠性研究的不足,提出应用兰利法的机电引信逐渐解除隔离试验方法。该方法将感度试验兰利法与逐渐解除隔离试验相结合,通过正态分布参数对爆轰传递概率与隔离件运动位移关系进行拟合,计算任意刺激值对应的引信作用概率。仿真数据与试验结果表明,应用兰利法的逐渐解除隔离试验方法理论计算值与仿真数据、试验结果相近,该方法可在小样本条件下对引信传爆序列隔爆性能做出评估,可用于指导机电引信隔爆机构与传爆序列设计。

基于FPGA的引信测试系统设计

针对机电引信的测试需求,论文介绍了某型引信测试系统的结构组成及技术应用。该系统以FPGA为核心组件,采用Verilog HDL描述语言,在QuartusⅡ软件开发平台上,对控制、采样、显示等功能模块进行编程设计,并依据FPGA设计流程,完成了从设计输入到系统验证的全部调试过程,总体性能满足设计要求。

引信安全与解除隔离装置二维过载模拟试验系统

针对引信安全与解除隔离装置后坐过载和离心过载的加载难题,设计了引信二维过载模拟试验系统。综合运用离心机旋转储能、撞击加速模拟法以及等效离心旋转模拟法,通过离心机带动冲击锤高速撞击装有引信安解装置试件的滑车并使其瞬间加速,模拟后坐过载加载;通过电磁制动器控制冲击锤瞬间收回,使滑车绕轨道离心旋转,模拟离心过载加载。建立模拟试验系统的动力学方程和冲击锤的运动方程,计算并选定离心机的转速和电磁制动器的制动力。利用研制的模拟系统完成二维过载加载模拟试验,测得后坐过载和离心过载加速度曲线,试验结果表明:该系统能够实现上万g后坐过载和上千g离心过载的二维过载加载模拟。

内置式引信气动发电机气压标定密封测试技术

针对现有气压标定装置无法满足内置式引信气动发电机的气压标定测试需求,提出一种内置式引信气动发电机气压标定测试装置。通过气压标定装置的气压室体及其腔内堵头、顶杆、压簧等结构部件解决了内置式引信气动发电机气压标定测试的密封性问题,可进行正压/负压两种气压标定。测试结果表明,该装置气压标定的线性度好,实际气压测试的准确度能达到95%以上,同时具有操作简便、测试范围大、可靠性好等特点,能够满足内置式引信气动发电机的气压标定测试需要。

引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况贮存寿命评估

目的针对某引信加速寿命试验出现无失效数据情况无评估方法问题,开展贮存寿命评估研究。方法根据某引信特点和样品条件,选取采用步进应力加速寿命试验。因本次样品量过少,不能进行摸底试验来确定合理的应力和步长,加速寿命试验只能采用其预估值,因而试验结果出现了无失效情况。为此提出先对无失效数据按贝叶斯统计方法将零失效比率(失效数/样本数)数据转换为非降序失效比率的失效数据,再按有失效数据的处理方法评估贮存寿命。结果以此方法编制计算程序,对某引信无失效试验数据进行处理,评估其贮存寿命为20.1a。结论采用贝叶斯统计规律处理无失效数据的方法有效可行,解决了引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况下的贮存寿命评估难题。

基于虚拟仪器的电子时间引信自动化测试系统

针对电子时间引信特征参数进行批量化测试时传统的人工测试方法效率低且精度差的问题,提出了多通道并行异步测试的电子时间引信自动化测试系统。为完成波形数据采集、引信供电以及流程控制等任务,硬件部分采用ART PCI565X系列数字采集板卡、PCI235X系列光隔离输入/输出(Input/Output,I/O)卡、4NICXTC109程控电源以及STM32F103VE单片机。软件部分选择LabVIEW开发平台,实现测试界面显示、参数计算以及数据存储等功能。经试验评估,测试参数指标均满足要求。该测试系统表现出较高的稳定性和可靠性,在批量产品参数测试中具有较好的应用价值及前景。

基于步进应力加速寿命试验的引信贮存寿命评估

在简述步进应力加速寿命试验原理的基础上,通过对某引信贮存状态、失效机理分析和摸底加速试验,确定进行该引信步进应力加速寿命试验的试验应力和应力水平,建立数据处理数学模型和贮存寿命预测方法.依据该引信步进应力加速寿命试验结果和数据处理方法,计算出该引信在正常应力水平下的可靠贮存寿命约为17a.

全弹道电磁信号测试与分析技术研究

全弹道电磁环境对引信特别是电引信的设计非常重要。该文分析了弹丸在全弹道飞行过程中的运动规律及电磁环境特性 ,并利用装载于弹丸内的线圈敏感全弹道的电磁信号。利用弹内存储测试系统开展了射击试验并获取到有效信号。结果表明 ,该方法获取的信号可反映出弹丸的加速、出炮口、弹道上旋转、碰靶等各个阶段的运动特性。该研究结果可用于引信设计 ,为引信发射环境识别与点火控制提供有效手段。