战斗部动爆冲击波存储测试方法研究

针对动爆冲击波压力场分布不均、伴随有高速破片、爆点位置不确定等问题,提出了动爆冲击波测试方法。进行战斗部毁伤模拟船舱火箭橇动爆测试试验,研究了传感器测点的布设、综合触发方式等动爆现场测试的关键技术。结果表明动爆冲击波在舱室内传播是不均匀的,高动能和反射超压破坏了冲击波超压场的分布,速度分量的方向冲击波超压值大大增加。

舰用动爆冲击波记录系统的设计与应用

利用抗恶劣环境的存储测试技术,以单片机和CPLD为主控芯片,设计了一种舰用动爆冲击波记录系统。系统具备内、外触发功能,采用光纤传输触发信号,提高触发电路的抗干扰能力,确保系统具有同一时间基准和可靠触发。通过激波管校准实验和舰船实验,系统成功记录了冲击波信号,证明了该系统具有良好的实用性和可靠性。

战斗部动爆破片仿真及特性分析

相比静爆测试,战斗部动爆测试能够为武器系统评估提供更为准确的数据。这里通过对战斗部动爆破片运动的分析、建模与仿真,分析了动爆破片的飞散和运动情况。同时,针对利用雷达进行动爆测试的技术手段,分析了雷达波束内的动爆破片数量、速度、距离分布等特性。这种基于动爆破片的特性分析能为动爆测试技术的发展提供了一种理论依据。

基于战斗部动爆破片特性分析的雷达回波模型

针对战斗部动爆测试研究现状和静爆研究模型的不足,提出了基于战斗部动爆破片特性分析的雷达回波模型。该模型结合战斗部动爆破片特性,从归一化幅度系数、时间延迟计算和多普勒频率计算等方面全面地反映了破片运动情况,模型属于动态模型,更接近于真实情况。仿真实验表明,该模型能够较全面地反应回波信息和动爆破片的运动状态,对动爆测量有很大指导意义。

基于自适应窗长的动爆破片短时傅里叶分析

为满足计算引战配合和杀伤概率的需要,研究了战斗部破片的初速以及初速分布。结合外弹道学和空气动力学理论,在分析动爆破片受力和运动的基础上,研究了动爆破片的速度、加速度变化情况。针对此非平稳过程,结合动爆破片运动方程,提出了一种具有较高速度分辨率的自适应窗长短时傅里叶分析方法。该方法提高了战斗部动爆破片的测速精度,更适用于动爆测量,对战斗部动爆的测试有重要意义。

动爆环境下的多增益冲击波存储测试系统设计

弹药动爆威力测试中,测点处冲击波压力值动态范围大,固定单一的增益可能无法获得完整、准确的冲击波信号,而冲击波信号的瞬态变化特性使得自动增益控制(AGC)难以实现。针对上述问题,设计了一种多增益存储单增益读取的测试方案。通过不同增益倍数的调理电路并联,实现对同一个冲击波信号的多增益放大;对存储器进行分区,相同增益的数据存放到同一分区,读取数据时,从多组数据中选取最优数据发送给上位机。实验结果表明,相对单一增益的测试系统,设计的多增益测试系统可以方便地在动爆试验环境中应用,能更加可靠准确地获取冲击波信号。

动爆杀爆战斗部破片场计算

针对杀爆战斗部动爆试验破片场毁伤威力考核,为了找出最佳终点弹道参数,采用射击迹线法结合破片运动过程的方法计算了动爆时破片在地面的分布场,统计试验靶板上的破片数目,依据目标毁伤准则,筛选出能够有效毁伤的最远及最近靶板位置,以平滑连接方式将其围成大圈和小圈,两圈内的面积即为有效杀伤面积,计算出等效杀伤半径。通过该计算方法可计算不同终点弹道参数下的等效杀伤半径,并寻优找出最佳终点弹道参数,为战斗部动爆试验提供数据支撑。

舰用动爆振动记录装置的设计与应用

为了分析爆炸冲击对舰船结构的毁伤问题,利用抗恶劣环境的存储测试技术,设计了一种用于记录战舰结构振动加速度的装置。该记录装置由测点的采集存储探测头、以光纤传输采集数据的远端存储备份单元和主控制单元组成。通过现场试验,系统成功地记录了冲击振动加速度信号,测试结果对舰船结构抗毁伤设计具有重要参考价值。

圆支圆板在动爆冲击波作用下的动力响应

为研究装药运行速度对爆炸冲击波毁伤威力的影响,利用Autodyn软件对动爆冲击波作用下装甲钢圆形靶板的变形进行了数值仿真,建立了动爆冲击波作用下圆形靶板中心挠度的理论计算模型,并将仿真结果与理论计算结果进行对比.研究结果表明:装药运行速度极大地提高了沿装药速度方向爆炸冲击波的超压峰值,加快了沿装药速度方向爆炸冲击波的传播速度;建立的理论计算模型能准确计算周围固定圆形靶板在动爆冲击波作用下的中心挠度值,具有普遍适应性.

战斗部动爆破片雷达回波分析与建模

战斗部破片动爆测量是武器系统评估试验中更为有效的一种测量方式。相对于静爆测量而言,它能提供更为准确的靶场试验数据。基于战斗部动爆测试,分析了动爆破片的雷达特性,并通过建模与仿真,得出了破片回波时间延迟特性和多普勒特性,能够为战斗部动爆测试提供理论支撑。

动爆载荷作用下舱室结构毁伤效果研究

运用数值仿真计算方法,研究动爆载荷作用下舱室结构的毁伤效果。动爆载荷对舱室结构毁伤效果的不对称性主要体现在装药运动正、负向舱壁的破坏模式及破坏程度不同。基于仿真计算工况,总结出舱室结构的5种不对称破坏模式。依据量纲分析理论,提出一组适用于动爆载荷作用下舱室结构不对称破坏模式的无量纲表达式,并将无量纲表达式应用于动爆载荷作用下舱室结构毁伤效果的分析中,结合大量工况的数值模拟结果,拟合得到了舱室不对称破坏模式分布图及评估区间,实现了动爆载荷对舱室结构毁伤效果的快速预测与评估。

雷达波束宽度对战斗部动爆破片测量的影响

相比静爆测试,战斗部动爆测试能够为武器系统评估提供更为准确的数据。在进行动爆测试时,波束宽度的选择将会直接影响测试时间点的选择。通过对战斗部动爆破片运动的分析、建模与仿真,分析了动爆破片的飞散和运动情况。同时,针对利用雷达进行动爆测试的技术手段,分析了雷达波束内的动爆破片数量、速度、距离分布等特性,并重点针对雷达波束宽度对战斗部动爆破片雷达特性的影响进行了分析。分析结果能为动爆测试技术的发展提供进一步的理论依据。

基于Nios Ⅱ的动爆冲击波记录仪设计

为了提高动爆冲击波记录仪的可靠性,减小电路体积,缩短开发周期,该文提出了一种基于Nios Ⅱ的动爆冲击波记录仪设计方案。该方案以SOPC技术为基础,将整个控制系统构建在单片FPGA上。介绍了总体设计方案、接口电路设计、以Nios Ⅱ为核心的SOPC软硬件设计。为提高可靠性,采用硬制材料35CrMnSiA作为核心电路保护壳,且壳内采用环氧树脂灌封。通过激波管校准实验和有限元分析软件ANSYS仿真结果证明,该系统性能稳定、可靠性高,能成功记录冲击波信号。

静动爆冲击波数值仿真分析

研究采用AUTODYN对静爆、动爆过程进行了数值仿真,分析了TNT当量为9.53 kg,装药运动速度为0 m/s,421 m/s,675 m/s,1020 m/s的球形裸装药在无限空气域中爆炸情况。定量研究了不同装药运动速度下冲击波演化云图、冲击波压力峰值衰减曲面及冲击波压力峰值相对变化率曲面。研究结果表明:静爆冲击波压力以球形的方式均匀的向外演化;动爆冲击波在压力上升区域内,随装药运动速度的增大而增大,在下降区域内,冲击波压力随装药运动速度的增大而减小,并且动爆冲击波压力随时间的衰减速率要比静爆冲击波压力随时间的衰减速率快。同时,通过对比仿真数据分析可知,动爆冲击波压力峰值最大值出现在与装药运动速度正向成30°夹角区域内。

基于背景纹影技术的战斗部静动爆冲击波关联性研究

针对弹药动爆条件下冲击波超压场较难测试,不能精确表征弹药动爆毁伤威力场的问题,基于高速激光背景纹影成像技术对弹药战斗部静爆和动爆冲击波波阵面扩散过程进行高速成像,利用波阵面瞬时扩散速度和Rankine-Hugonoit关系解算出冲击波超压峰值,得到战斗部不同比例距离下与弹轴成0°、30°、150°和180°等4个不同方向上的静动爆冲击波超压峰值变化曲线。依据静态爆炸冲击波超压场计算模型和弹药运动牵连速度矢量,进行静动爆冲击波超压关联分析,结果表明:试验样弹静动爆冲击波超压关联值与动爆实测结果符合程度较好,相对误差小于20%,说明关联模型在弹药动爆超压威力场测试方面有较好的实用性。

静动爆火球分布特征研究

在实际作战过程中,弹药主要以动爆的形式对目标产生毁伤作用,因此,研究弹丸在运动状态下的火球分布特征对目标的毁伤效应分析更具有实际意义.利用高速摄像机采集静爆和同等条件下的模拟动爆火球爆炸过程视频,试验中弹药TNT当量为9.53 kg,装药的运动速度设置为335 m/s、680 m/s、930 m/s,利用图像处理获取火球轮廓、几何尺寸、质心迁移轨迹,并通过对比分析定量研究不同装药速度下火球分布表征参量之间的差别.结果表明,爆炸火球受装药运动速度的影响较为明显,主要体现为:静爆火球呈较规则的球体分布,而动爆火球受装药运动速度及弹丸攻角的影响,使得动爆火球向着弹丸运动速度的正方向迁移,呈现为椭球体分布状态;通过对静、动爆火球图像质心运动轨迹进行分析,得出可通过火球图像质心迁移状态来区分静爆和动爆.

装药动爆冲击波特性研究

导弹、炮弹等战斗部爆炸时具有一定的速度,较大的运动速度会使爆炸冲击波场分布发生变化,进而对弹药的毁伤威力产生影响。本文中采用AUTODYN软件对速度分别为0、272、340、680、1 020和1 700 m/s的TNT球形裸装药在空气中爆炸的冲击波场进行了仿真计算,定量研究装药在动爆条件下的峰值超压、比冲量和正压作用时间等威力参数特性。结果表明,方位角小于90°时装药速度与冲击波超压、比冲量成正相关,与正压作用时间成负相关;方位角大于90°时装药速度与冲击波超压、比冲量成负相关,与正压作用时间成正相关。超压峰值大小沿方位角成正弦变化。最后,分析了冲击波峰值超压数据,建立了动爆冲击波超压的计算模型,该模型计算结果与仿真和实验结果吻合较好。

基于地震波触发的战斗部动爆冲击波试验研究

提出了一种基于地震波触发的战斗部爆炸冲击波超压测试方法,该测试方法能可靠获取战斗部动爆冲击波超压峰值。采用提出的测试方法对着靶速度为0、535和980 m/s的战斗部空中爆炸冲击波分别进行了测试,并对战斗部动爆冲击波超压峰值测试结果和经验公式计算值进行了对比,定量分析了战斗部速度对冲击波压力场分布的影响。最后,在实测数据的基础上采用薄板样条插值方法重建了战斗部动爆冲击波超压三维可视化模型,为实战复杂环境下基于实测数据研究动爆冲击波特性提供了依据。

战斗部室内动爆冲击波超压测试数据处理方法

本文较为详细地介绍了战斗部爆炸时冲击波的形成过程、近壁面处冲击波的反射规律,并对动爆情况下的干扰因素以及对测试带来的影响进行了简要分析;同时,介绍了战斗部在密闭空间内爆炸数值仿真方法;结合试验实测数据,介绍了战斗部动爆冲击波超压测试数据的处理方法.

舰船水上动爆冲击波超压测量研究

针对舰船水上动爆冲击波超压测量研究,介绍了该领域的研究现状,以及装药量、带壳装药和装药运动速度对冲击波超压的影响,研究分析了动爆对着靶位置和冲击波超压峰值的影响,并分别用美国的捕鲸叉BlockⅡ反舰导弹进行实例计算。总结了自动增益控制、多增益技术等在数据获取方面的应用,多点存储和多途径传输等数据防护方法,组合同步触发技术等舰船水上动爆冲击波超压测量的关键技术。研究结果可以为相关测试的开展和装备建设提供参考。