降低加速度信号粘连的传感器二次封装材料

针对战斗部高速侵彻多层硬目标时,时域内出现的加速度信号粘连影响引信计层准确性的问题,提出通过传感器二次封装降低侵彻计层信号粘连,而选择灌封材料的原则是提高振动模型的阻尼比;弹性模量相对较高、阻尼系数与刚度系数比值较大的灌封材料可以获得更高的阻尼比;仿真及试验表明:与石蜡相比,用环氧树脂灌封使振动模型阻尼比增大,战斗部高速侵彻多层硬目标时加速度信号衰减迅速、信号粘连程度降低,实现引信计层准确性的提高。

压装连接对加速度计层间信号粘连的影响

引信控制技术是战斗部研制的关键技术之一,层间加速度信号粘连可能导致计层引信错误决策。针对含压装连接加速度测量装置在弹体侵彻多层靶时信号粘连的问题,依托数值仿真获得了弹体结构动态响应。计算结果显示:无预紧压装时,装置与弹体的动态间隙最大可达25μm,形成间隙碰撞,加剧层间信号粘连;适当预紧压装可抑制层间间隙,使压装连接与理想刚性连接近似。适当预紧压装时,层间加速度计过载频响呈现单峰特征,响应频率峰值与弹体一阶伸缩固有频率接近。存在最小预紧力,可使压装连接与理想刚性连接近似,其值随撞击速度、靶板层数增加而增大。这是因为在层间阶段弹体中留存的应力波的最大值随撞击速度、靶板层数增加而增大。研究结论为压装连接时加速度层间信号粘连的机理识别与控制奠定了基础,同时也可在一定程度上指导压装连接的工程装配。

高速侵彻多层目标引信过载信号层间粘连特性

针对弹体侵彻多层目标过载过程中引信过载信号粘连的问题,采用数值仿真的方法,开展高速侵彻多层混凝土目标时引信过载信号层间粘连特性的分析。首先建立弹引系统侵彻多层混凝土靶板数值分析模型,通过与侵彻试验的对比验证模型的可靠性;在此基础上,对弹体以不同入射角及攻角侵彻多层混凝土靶板进行数值仿真,并引入层间干扰系数公式将过载信号的粘连程度进行定量分析。研究结果表明:侵彻速度增大,信号层间粘连程度最低点对应的弹体初始入射角降低;侵彻攻角增大,侵彻环境激励越复杂,冲击脉冲宽度增加,信号层间粘连程度加重。

基于应力波衰减材料的目标层特征凸现方法

针对多层侵彻过载粘连信号成分复杂、信号处理方法从中提取穿层特征压力大的问题,提出基于应力波衰减材料的目标层特征凸现方法。该方法采用灌封硅橡胶+纳米SiO_2颗粒制备的材料填充至引信壳体内侧,能够将弹体高速侵彻多层硬目标过程中激发的应力波快速衰减,避免了应力波沿着弹体多次重复叠加造成侵彻过载的层间粘连,从而凸现侵彻过载的目标层特征。试验验证表明,同一发弹内采用该材料缓冲测得的侵彻过载层特征较未采用该材料缓冲的侵彻过载层特征明显。

基于数据增强的侵彻引信准确层识别神经网络方法

针对目前侵彻引信中信号处理方法对先验参数具有不同程度的依赖性,且在复杂结构和高速状态下层识别准确度不足等问题,提出基于数据增强的侵彻引信准确层识别神经网络方法。该方法针对粘连过载特征构建全连接神经网络模型,通过对过载信号进行抽取、插值及添加自适应噪声将实测小样本数据扩展为较大样本,实现数据增强。层识别神经网络模型使用数据增强后的数据集进行学习与训练,自主认知战斗部侵彻多层硬目标的过程,自适应调整模型参数。仿真验证结果表明,该方法不依赖先验参数,能够对不同靶板、不同战斗部、不同工况下的侵彻多层过载信号实现准确计层。

基于包络预测的动态阈值计层算法

针对弹体高速侵彻多层硬目标过程中加速度信号出现的粘连及混叠现象而导致误计层,基于过载信号的指数衰减特征以及在多层穿靶时信号的不连续性,提出一种基于包络预测的动态阈值层数识别方法。该方法可以有效地排除扰动信号的干扰,增加层数识别的准确性和可靠性。MATLAB仿真表明:该方法能够实现准确计层,解决了固定阈值加时间窗法导致误计层的问题,可为实时精准起爆提供参考。