双N型六光幕阵列弹丸斜入射速度测量方法研究

针对炮管仰角射击、枪弹扫射、弹丸末端弹道飞行等斜入射情况下的弹丸速度测量需求,提出一种双N型六光幕天幕靶弹丸斜入射速度测量方案,系统主探测器,两台三光幕天幕靶通过“N”型狭缝光阑和光学镜头在预定弹道空间形成六个探测光幕,弹丸以一定角度入射并依次穿越六个探测光幕时,六个探测光幕对应的六套信号处理电路依次输出六路弹丸信号,通过数据采集仪对六路弹丸信号进行采集和处理,得到弹丸穿过六个探测光幕的时刻值,再进一步结合系统光幕结构参数,计算出弹丸的飞行速度和飞行方向,并对系统速度测量误差进行了分析和仿真,最后通过实弹试验的方法验证了系统的速度测量精度≤1.1‰。

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。

六光幕结构立靶坐标测量原理

提出了一种六光幕结构,根据6个光幕布置的几何关系,运用空间解析几何的方法建立6个光幕面的平面方程,并与含有未知参数的弹道方程联立,将测到的弹丸依次穿过6个幕面的时间代入联立方程组,求得弹道方程中的未知参数,获得弹道线与预定光幕面的交点坐标.给出了测量原理并进行了测量误差分析.结果表明六光幕立靶与四光幕立靶相比更符合实际的射击情况,解决了弹道不垂直预定靶面入射的问题.

基于天幕靶的六光幕立靶测量原理

为了能够同时测量弹丸在斜入射时的速度和着靶坐标,基于天幕靶的六光幕交汇立靶测量原理,利用6套天幕靶在空中形成6个探测光幕,当弹丸以一定的角度入射并依次穿过6个光幕时,由信号采集与处理系统测得弹丸穿过各个光幕的时间间隔,再根据各时间间隔值和系统结构参数,便可以求出弹丸的速度、弹道俯仰角、弹道方位角。给出了测量原理及公式,并对测量误差进行了分析,结果表明,该方法具有精度高且易于工程化的优点。

基于工程模型的六光幕阵列天幕立靶弹头坐标测量不确定度评定方法研究

六光幕阵列天幕立靶是测量速射武器连发弹头着靶坐标的主要设备。针对现有光幕阵列理想模型下测量不确定度分析无法满足其工程实际中测量需求的不足,在理想模型和工程模型下综合考虑双N形六光幕阵列测量不确定度的影响因素,仿真分析了光幕阵列结构参数不确定度、布靶参数不确定度、过幕时刻序列不确定度、光幕垂直度不确定度、靶体水平和平行布放不确定度及弹头速度方向角等各项因素对着靶坐标测量不确定度的影响规律。通过建立的评价函数对各因素的影响作用进行评价。结合工程实际对所有因素影响下的不确定度进行合成,得到选定的1 m×1 m靶面内不确定度分布。试验表明,实弹测量结果与分析结果具有较好的一致性。

双V型六光幕阵列测试精度分析

光幕阵列测试射击密集度已在靶场得到应用,阵列的结构参数直接影响测试精度。本文针对双V型六光幕阵列,理论分析了结构参数、弹丸入射角度及弹丸入射位置对弹丸速度测试精度和坐标测试精度的影响,并建立测试误差传播公式,通过MATLAB仿真得到了各因素影响弹丸速度和坐标测试精度的规律和关系曲线。文中的结果为提高六光幕阵列测试精度和工程设计优化提供了参考。

基于平面方程的六光幕精度靶工程化建模及精度分析

针对传统几何法在六光幕精度靶测量模型解算及精度分析中因取近似结构参数而引入误差的问题,提出了基于平面方程的精确解算及精度分析法.依据工程实际,构建了高通用性的六光幕精度靶工程化测量模型及误差传递模型,系统地仿真比较了两类六幕结构中靶距及靶距误差、斜幕角度及角度误差、光源和接收对准误差等多误差源对弹丸速度及着靶坐标测量结果的影响,获得了一系列探测靶面内的测量误差分布数据,并结合实际给出了一个可满足坐标测量误差小于3 mm,相对测速误差小于0.3%指标的工程设计实例.研究结果可为六光幕精度靶的工程化设计与精度评估提供可靠的理论基础及数据参考.

六光幕阵列光幕夹角参数对测量精度影响规律分析及仿真

为了确定六光幕阵列中的最佳光幕夹角参数以减小对测量精度的影响,研究了双"N"形六光幕阵列测量精度,建立了误差传播公式,仿真分析了光幕夹角参数对测量误差的影响规律.仿真结果表明:在一定的实弹试验仿真条件下,坐标测量误差dZY较小时,对应的最佳夹角参数范围为44.5°≥α≥45.5°,57°≥β≥60°;速度误差dV较小时对应的最佳夹角参数范围为36°≥α≥38°,54°≥β≥55°.

基于双N型的六光幕天幕立靶测量方法研究

弹丸的着靶坐标一直是身管武器外弹道测试领域经常测量的参数,针对现有六光幕阵列天幕立靶存在的系统复杂,主探测器比较笨重的问题,提出一种集成化双N型六光幕立靶测量方案,在每台主探测器的一个光学镜头内集成三个探测光幕,两台主探测器在空中形成两个N型的三光幕探测阵列。当弹丸依次穿越六个探测光幕,对应的两台主探测器三光幕天幕靶的电路依次输出六个弹丸信号,采用数据采集仪对弹丸信号进行采集,并通过弹丸信号处理算法对采集到的弹丸信号进行处理,得到弹丸穿越六个探测光幕的时刻值,再进一步通过对应的探测光幕参数和靶距参数计算得到弹丸的着靶坐标值。对系统着靶坐标测量误差进行了分析,并通过两种不同口径的实弹测试验证了系统的弹丸着靶坐标测量精度。

采用六光幕交汇法测量弹丸速度的误差分析

采用六光幕交汇技术测量弹丸在空间飞行的速度矢量是近年来使用的一种新方法。本文首先介绍了该方法的测速原理，并且对采用该方法测量弹丸速度的误差源和大小进行了分析，最后得出了测速精度。

多管齐射武器弹幕参数的细分光幕阵列测试方法

针对准确测试多管齐射武器弹幕参数,提出了一种细分六光幕阵列测试方法。研究的细分光幕阵列将探测空间划分为多个子探测平面区域,通过采集多管齐射武器发射的多发弹丸穿过每个光幕时输出的信号并计算时刻信息,依据穿过对称光幕的时间间隔相等的原理,利用穿过同一光幕不同位置的时间差可从众多时间序列中识别出每发弹丸穿过6个光幕的时间序列组合,从而计算出每发弹丸相应的飞行参数。研究的算法经仿真验证,结果表明算法有效。此外还给出了光幕的实现方案,并对高射频连发射击试验进行了验证。

弹丸穿过梯形光幕过幕时刻提取算法研究

针对传统幕中触发时刻提取方法未考虑光幕幕厚分布不均匀而引入的测量误差,提出了一种弹丸以一定角度穿过光幕厚度呈倒梯形分布光幕的过幕时刻提取方法.通过分析光幕的空间分布,推导了相应的计算公式将弹尾到达光幕厚度中心面的时刻与弹丸穿过整个光幕时间的比值转换为中心面所在位置与弹丸在光幕中飞行距离的比值,利用迭代算法提取出弹尾到达光幕中心面的时刻,并计算出弹丸的外弹道飞行参数.实弹射击表明,算法在一定范围内可将六光幕阵列天幕立靶测量误差减小1mm.

光幕靶测量破片群初速的方法

针对计算战斗部杀伤概率和引战配合参数,提出一种六幕光幕靶对战斗部破片群初速进行测量的方法.给出了六幕光幕靶的测量原理.可以通过测量多个破片的飞行速度与飞行姿态角,推导出速度衰减系数.采用多台六幕光幕靶圆形放置,同时参与测试,再根据破片速度衰减公式确定破片群的初速.同时对沿战斗部轴向的破片初速进行了探讨,用其初速分布更准确地表示战斗部的初速分布,讨论了误差影响因素.

基于改进型六幕光幕靶的弹道测量技术研究

现有的六幕光幕靶测量系统实现了近距离弹丸速度、姿态以及着靶坐标的测量,而在实际工程应用中需要计算的是弹丸整个飞行过程中的速度、姿态以及远距离的落点坐标。针对现有系统工程部署中的不足,提出了双交叉结构的六幕光幕靶的设计原理。利用双交叉结构的六幕光幕靶的测量结果以及外弹道计算原理,通过四阶龙格-库塔方程建立了弹道测量模型,实现了弹丸飞行全过程的弹道测量和计算。通过使用弹道系数1.0的标准弹丸进行仿真实验和分析,计算出其射程和射高分别可以达到16 269m和3 672m,证明了其与实际的弹丸运动曲线相吻合,能够实际应用于工程部署。

弹丸穿过倾斜梯形光幕特征时刻修正算法研究

传统的幕中触发法在计算过幕时刻时是将光幕沿厚度方向的分布理想化为矩形,实际光幕由于镜头成像原理,其厚度呈梯形分布。当光幕之间存在夹角或弹丸斜入射光幕时会引入过幕时刻的提取误差。基于光幕探测器输出信号的幅值与弹丸在光幕中的位置呈线性对应关系,提出了一种弹丸穿过倾斜梯形光幕特征时刻修正算法。通过对光幕厚度的分析,采用迭代修正算法计算出半峰值点和弹道线与光幕中心面交点的时间差,得到弹尾到达光幕中心面的准确时刻。实弹射击表明,修正算法提取过幕时刻精度平均提高7.9%,可以直接用于六光幕天幕立靶测量系统。