多普勒雷达测量电磁轨道炮内弹道速度

介绍了W波段多普勒雷达测量电磁轨道炮内弹道度速度的基本方法,并对口径30mm×25mm的串联增强型电磁轨道炮内弹道速度进行了实际测量。初步研究表明:雷达接收的信号易受到脉冲放电过程的干扰;雷达信号的信噪比取决于电枢与轨道电接触状态,在电源充电电压较低、接触面无电弧生成时测得了完整的内弹道速度,并与丝网靶和磁探针测量结果吻合;在较高充电电压条件下,由于电弧电接触产生的干扰,测速结果不够理想。

基于弹道速度最小点的弹道辩识快速算法

通过对大量弹道仿真数据的分析 ,提出了基于弹道速度最小点的弹道辩识快速算法 ,并从理论上证明了该算法的正确性。仿真分析表明 ,该算法对弹道的识别精度较高 ,非常适合于质点弹道模型为基础的常规火炮弹药的弹道辩识。

一种新型内弹道速度诊断技术

本文首次提出一种新型内弹道速度诊断技术──半导体激光微波多普勒测速技术。在理论分析的基础上，设计并组装了半导体激光微波多普勒测速计实验样机，对测速装置的实验研究表明，这种新颖技术完全可以用来诊断内弹道速度。

一种弹道速度识别方法

指出涡轮电机的输出特性是与弹丸的速度有关,可以作为速度传感器,用以实现弹丸的速度测量.本文提出了一种弹丸速度实时测量的方法;论述了将速度作为控制参数,实现引信弹道闭锁的可行性;并给出了基于嵌入式控制系统的有关软、硬件设计.

磁探针方法测串联增强型固体电枢电磁轨道炮内弹道速度

采用磁探针(B-dot)测电磁轨道炮内弹道速度的方法是,基于电枢经过探针线圈时引起感应磁通变化的原理,测出系列的电枢位移-时间离散点后拟合成电枢位移曲线,然后对位移曲线时间微分得到速度曲线。在串联增强型轨道炮中,磁探针感应磁通需考虑外轨及内外轨道连接导体中电流的影响,而磁探针输出的微分信号积分后除以电流,将得到一个与电流无关、只随电枢与探针相对位置变化的比值函数。电枢磁探针或轨道磁探针的比值函数在电枢经过时分别取最大值或中值,因此比值函数的此种特征可用来判断电枢到达相应探针位置的时刻。在双轨串联增强电磁轨道炮上设计了3发条件相同的实验,分别利用电枢磁探针和轨道磁探针并结合激光干涉测速方法(VISAR),测试并拟合了位移、速度曲线。比较结果发现三者一致性较好,拟合的炮口速度与测试速度接近。磁探针尺寸及位置、轨道及电枢中的电流分布以及杂散电磁干扰等,是影响磁探针测速精度的主要因素。

钢球侵彻钛合金靶板弹道极限速度

研究钢球垂直侵彻 TC4和 TA7钛合金靶板的弹道极限速度 v50 ,并建立了不同弹靶条件下 v50 经验关系 .实验结果表明 :在钛合金靶板厚度一定的条件下 ,v50 随钢球直径呈指数规律递减 ;在钢球直径一定的条件下 ,v50 随钛合金靶板厚度呈指数规律递增 ;在相同实验条件下 ,TC4靶板的 v50 明显大于 TA7靶板 .

钨合金球形破片侵彻陶瓷/DFRP复合靶的弹道极限速度

研究钨合金球形破片垂直侵彻陶瓷/DFRP复合靶的弹道极限速度v50。首先,利用弹道枪动加载设备,对钨合金球形破片垂直撞击不同厚度比的陶瓷/DFRP复合靶进行了实验研究,获得了弹道极限速度(v50)与复合靶面密度(AD)之间的关系;其次,根据量纲分析和相似理论,研究了钨合金球形破片侵彻陶瓷/DFRP复合靶的模拟律,并建立了弹道极限速度v50的经验关系式。经验关系的预测值与实验结果吻合较好。研究结果对破片式战斗部及轻型装甲防护结构的优化设计都具有十分重要的应用价值。

球形破片侵彻高强度装甲钢的弹道极限速度计算

为了研究弹道极限速度对高强度装甲钢抗弹性能的影响,依据A-B模型将球形破片对高强度装甲钢的侵彻过程分解为三个不同的阶段:初始压缩阶段、惯性压缩阶段和绝热剪切阶段,给出不同阶段的能量损失计算公式,进而推导出弹道极限穿透速度的计算公式,并将其计算值与实验值进行了比较.结果表明,实验数据和模型计算结果的误差在10%以内,证明了其计算公式的正确性.

航空用防弹复合材料弹道极限速度的估算

结合实验对物理模型法和统计模型法进行了分析。在分析误差原因的基础上 ,采用量纲分析法对S.Tsai的物理模型法做了有效的修正 ,解决了摩擦阻力项系数的表征和求值方法 ,并提出了用修正的物理模型法计算弹道极限速度的步骤。同时 ,考虑了弹速对能量吸收的影响 ,对统计模型法进行了合理的修正。通过实验验证得出 ,修正后的

破片斜侵彻靶板弹道极限速度分析

文中以球型破片为对象,采用实验和仿真方法研究了钨球斜侵彻不同结构靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化趋势。研究表明:钨球斜侵彻不同结构的靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化规律具有相似性;同时还研究了与钨球同质量、同体积的钢球斜侵彻同一结构靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化趋势,得出了相应结论:对于同一球型破片,直侵彻能贯穿的靶板,当侵彻角大于一定值时,即使侵彻速度很高也无法贯穿,直至破片碎裂嵌埋。上述结论,对战斗部威力设计、弹靶作用最佳位置的确定都具有十分重要的意义。

弹道极限速度试验值异常性检验方法研究

针对基于量纲分析获得弹道极限速度计算模型函数基础上通过若干试验值拟合获得计算模型的方法,研究弹体侵彻靶体试验所获弹道极限速度试验值异常性的检验方法.根据统计学原理,提出了特定置信水平下标准化残差值在标准正态分布置信区间落入度的弹道极限速度试验值检验方法;同时,进行了3.0,4.5,6.0,7.5,9.0,10.0g共6种质量35CrMnSi钢FSP弹体对4mm和5mm两种厚度典型高强度低合金(HSLA)钢板的侵彻试验,获得了12个弹道极限速度试验值,基于量纲分析及试验数据获得了相应的弹道极限速度计算模型;并以此模型为实例,根据95%置信水平下标准化残差值在(-1.96,1.96)区间落入度进行了弹道极限速度计算模型的检验和修正,研究结果表明所提方法可用于弹道极限速度试验值异常性的检验.

钨合金球形破片侵彻低碳钢的弹道极限速度计算模型

为得到更大速度适用范围的钨合金球形破片侵彻低碳钢板弹道极限速度计算模型,分析不同着靶速度下钨合金球形破片侵彻低碳钢板的侵彻破坏特征,建立了包含弹、靶主要力学参数的弹道极限速度计算模型,模型系统考虑破片刚性、塑性、侵蚀以及破碎侵彻等情况;根据模型求解需要,针对钨合金破坏特征建立对应速度阈值的计算方法;基于已有试验数据,应用信赖域方法获得模型系数,建立弹道极限速度计算模型;开展破片对Q235、Q345E钢板弹道侵彻试验,根据试验结果分析模型的计算精度。结果表明:该模型计算结果较试验结果平均误差和最大误差均低10%,较现有弹道极限速度计算模型计算结果平均误差减少了60%。

钢破片侵彻靶板弹道极限速度研究

使用数值计算与试验相结合的方法,首先利用非线性显示动力分析有限元程序LS-NYNA,建立了钢破片侵彻靶板的有限元模型,然后设计弹道极限速度(V50)试验,得到大量的试验数据。通过对比模型与试验结果,验证模型计算的准确性。最后利用模型计算结果拟合了弹道极限速度经验公式,并验证了现有的几种不同材料靶板等效厚度公式的准确性。

无量纲参数对破片弹道极限速度的影响

为开展93W钨合金破片对616装甲钢侵彻性能的研究,通过弹道枪试验分别对立方破片(底面为正方形)和圆柱破片进行了弹道极限速度测试,并基于试验结果对理论公式进行了修正,修正后的公式可应用于预测破片弹道极限速度。将仿真结果与试验结果进行了对比,验证了材料的可靠性,根据破片初速及剩余速度建立回归方程,外推得到破片的弹道极限速度,并进一步研究了无量纲弹长及无量纲靶厚对弹道极限速度的影响。结果表明,当确定破片及靶板的材料后,弹道极限速度仅与无量纲弹长和无量纲靶厚有关;当无量纲弹长与无量纲靶厚确定后,破片形状对弹道极限速度的影响非常明显,立方破片更容易穿透靶板。当无量纲靶厚为1.6时,破片正侵彻12 mm厚度的靶板,弹道极限速度随破片无量纲弹长的增加而加大,且无量纲弹长每增加0.1,破片的弹道极限速度增加约45 m/s;当无量纲弹长为1.0时,破片正侵彻不同厚度的靶板,弹道极限速度随无量纲靶厚的增加而加大,且无量纲靶厚每增加0.1,破片的弹道极限速度增加约50 m/s。

穿甲弹垂直侵彻陶瓷复合靶弹道极限速度的研究

为研究7.62 mm穿甲弹垂直侵彻陶瓷金属复合靶板的弹道极限速度,基于能量守恒提出一种改进的理论分析模型,进行了7.62 mm穿甲子弹侵彻陶瓷/装甲钢复合靶板的试验研究,并通过理论分析的方法对试验结果进行验证计算。研究结果发现:陶瓷/装甲钢复合靶板利用该理论分析模型计算出的弹道极限速度与弹道试验结果吻合的较好;综合理论分析和数值模拟分析结果,得出弹道极限速度与陶瓷锥质量正相关。基于理论模型的可靠性,可预测不同复合靶板厚度下弹芯剩余高度,得出陶瓷厚度是决定弹芯剩余高度主要因素。

基于弹道弯曲角速度单矢量的制导炮弹滚转角空中粗对准方法

制导炮弹内弹道呈现高转速、大过载的特点,其导航坐标系统滚转通道无法进行初始对准。针对以上难点问题,根据无控段飞行特性,提出一种基于弹道弯曲角速度矢量的滚转角空中粗对准方法。在无需卫星、机动辅助的条件下,利用重力引起的弹道弯曲角速度矢量作为基准,通过单矢量定姿实现滚转角对准。为消除低精度陀螺仪的零偏、轴偏角等误差的影响,分析了弹体姿态运动测量信息的频域特性,利用FIR带通滤波器提取角速率陀螺信息中弹体滚转频点处的有用分量,并采取对准起始时刻冻结弹体坐标系下的积分策略,平滑随机测量噪声,从而提高对准精度。通过数学仿真手段,探究了惯性陀螺误差对对准精度的影响。数学仿真结果表明:该方法仅利用低精度角速率陀螺即可实现在无控段快速粗对准滚转角,误差在1°左右;在飞行搭载试验中,滚转角对准误差可控制在2°以内。

陶瓷复合装甲弹道极限速度与抗重复打击性能研究

为研究某型轻质陶瓷/纤维复合装甲(碳化硼陶瓷/碳纤维/芳纶/超高分子量聚乙烯)抗12.7 mm穿甲燃烧弹打击的能力,试验得到了单发12.7 mm穿甲燃烧弹侵彻轻质陶瓷/纤维复合装甲的弹道极限速度。借助LS-DYNA软件建立枪弹侵彻陶瓷复合装甲的有限元模型,采用有限单元-光滑粒子耦合算法(FEM-SPH)计算了其极限穿透速度,分析得到了侵彻过程中陶瓷复合装甲的响应特性,仿真弹道极限速度结果与试验的误差小于5%,验证了模型的合理性。在此基础上进一步研究了靶板的有效防护区域分布和抗双发枪弹重复打击的能力及其影响因素。结果表明:陶瓷复合装甲平面内抗弹性能并不一致,受弹着点位置影响可大致分为中心区、偏心区和边缘区。偏心区整体抗侵彻性能优于中心区,但是背板变形量更大,平均增加了约30%,复合材料层间分层破坏明显;边缘区由于不能形成完整的陶瓷锥,抗侵彻性能最差,不能形成有效防护。靶板抗双发枪弹打击的能力受着靶间距的影响,当枪弹同时着靶时,若着靶间距不小于4倍弹体直径,靶板可以抗双发枪弹重复打击;当枪弹先后着靶时,若着靶间距不小于6倍弹体直径,靶板可以抗双发枪弹重复打击。

弹道极限速度V50在材料抗弹性能评价中的应用研究

本文详细介绍了防护材料和产品常用抗弹性能表征参量弹道极限速度V50,对弹道极限速度V50的概念特点、以及在材料抗弹性能表征中的应用和试验测定进行了分析。研究表明,弹道极限速度V50作为防护材料和产品的基准抗弹性能,是抗弹性能设计和抗弹安全评估的关键参量。对存在抗弹混合结果速度区的防护材料和产品,可以通过测定V50和标准偏差s得到不同置信概率下的弹道极限速度V0的估值。分析认为,只有在混合结果速度区内有效射击的分布偏差s计算得到V0才有意义,V50的试验评价速度差大小与V50试验值的精度没有必然的关联性。

引信外弹道加速度测量方法

为了实现弹丸外弹道切向加速度的有效测量,使加速度测量更具理论基础,在实际应用时更具参考价值,提出利用MEMS加速度传感器测量轴向加速度以代替切向加速度的测量方法。利用六维刚体外弹道模型分析了弹丸运动过程中攻角随着弧长和射角的变化规律,并以此为基础计算利用两种加速度进行弹道弧长解算的误差,仿真试验发现,攻角变化很小,两种加速度变化规律差异很小,利用两种加速度计算出的弧长误差也很小,在有限距离内可以利用轴向加速度进行弧长解算。利用MEMS加速度传感器进行测量系统设计,并进行实弹射击试验,试验结果表明该方法能准确获得弹丸外弹道的加速度,加速度变化规律和范围在误差允许的范围内与仿真试验结果基本一致,在弹丸外弹道性能分析、惯导系统设计以及精确制导弹药研制方面具有广阔的应用前景。

某弹丸45°攻角下侵彻装甲钢板的极限速度研究

文中使用数值模拟、理论分析与试验相结合的方法,分析某弹丸在45°攻角条件下对均质装甲钢板的弹道极限速度,以验证仿真模型的合理性及试验方法的有效性。首先通过仿真和理论公式预估45°攻角下侵彻均质装甲钢板的弹道极限速度;然后将所得结果与工程试验结果进行对比。通过对比分析可知,仿真和理论计算结果与工程试验结果一致性较好,可为今后相似研究提供有效数据支撑和理论依据。