弹载加速度数据记录仪抗高冲击设计

针对弹载加速度数据记录仪在侵彻环境下受到高冲击力易变形或损坏导致测试失败的问题,提出弹载加速度数据记录仪两级缓冲保护结构,一级为高强度钢的机械外壳防护,二级为薄壁金属管填充泡沫铝的缓冲装置。通过实体弹侵彻3层混凝土试验,弹载加速度记录仪能够可靠存储并回读实验数据,证明了在100 000 gn高冲击环境下记录仪的工作可靠性。

石英微机械陀螺抗高冲击能力的优化研究

石英微机械陀螺敏感芯片通常为一体式音叉结构,为实现特定的功能,常在芯片中设计开槽结构,开槽拐角处是应力集中的部位。在高冲击情况下,该部位的最大应力可能先达到石英晶体的屈服强度,导致芯片结构断裂损坏。通过在敏感芯片的开槽结构末端设计圆弧台阶结构,降低了该部位在高冲击环境下受到的最大应力,提高了敏感芯片的抗冲击性能。通过综合优化后,石英微机械陀螺的抗高冲击能力可达到10 000g,并保持了较好的性能。

回收式固态弹载记录仪抗高冲击设计

针对某型导弹参数测试装置需弹载、硬着陆回收的要求,本设计重点对回收式固态存储记录仪的抗高冲击性进行了深入研究。机械壳体采用经特殊热处理后的高强度35CrMnSiA材料,内部电路用环氧树脂灌封,有效地提高了存储记录仪的抗高冲击的能力。首先采用有限元软件ANSYS/LS DYNA对记录仪机械壳体模拟了冲击过程进行了仿真,然后对环氧树脂不同灌封工艺进行对比,并做了马歇特锤冲击试验,最终找到了最佳灌封工艺,使固态存储记录仪达到了最佳抗冲击能力。

堆叠式微型数据采集系统抗高冲击结构设计

堆叠式微型数据采集系统广泛应用于航空航天试验分析、汽车安全测试、生物力学研究、车载黑匣子等,这些应用场景要求采集系统具有抗高冲击、质量轻等特点。针对该需求设计了一种新型的堆叠式抗高冲击结构。首先通过有限元建模对铝合金、炮钢、碳纤维新型复合材料下的抗高冲击结构进行了对比分析,然后针对不同壁厚下由碳纤维新型复合材料构成的结构的抗冲击能力进行了仿真,最终通过冲击实验证明了其抗冲击能力不低于4 000 G,实验结果表明该结构具备质量轻、可随意增减堆叠数量、易安装等优点。

双层壳体防护结构抗高冲击可靠性研究

针对回收式弹载记录仪在硬着陆瞬间因高冲击会使记录仪扭曲变形而导致内部电路损坏失效的问题,提出了一种抗高冲击的双层壳体复合防护结构。结合先验数据模拟仿真记录仪硬着陆侵彻受力过程,确定垂直侵彻记录仪承受最大冲击过载,以此为基础设计落锤冲击试验研究双层防护壳体对高冲击过载能量传递的衰减特性。试验结果表明在瞬时冲击过载峰值小于25 000 g时,双层壳防护结构能有效衰减冲击能量,吸能效果可达50%,可以保护内部电路安全。

爆炸抛撒记录仪的设计

为准确测量子母弹子弹爆炸抛撒时的冲击过载,文中设计了一种可置于子弹内部或充当子弹的抛撒记录仪,并分析了仪器功能和特点;研究了仪器的低功耗、强化处理及高效缓冲结构,通过实验室模拟环境下的校准,成功获取了子母弹爆炸抛撒时的冲击过载;最后,利用小波处理及频谱和模态分析相结合的数据处理方法,分析了数据的有效性和正确性。

基于FPGA的小型弹上三向过载记录仪

在弹箭研发试验中,对弹体侵彻过载特性的测试具有重要意义。为获取弹体在膛内和整个飞行过程中的过载曲线,设计一种小型化、耐高冲击的三向过载记录仪。该记录仪以FPGA作为主控芯片,Flash作为存储介质,并采用MRAM备份关键数据以提高可靠性,通过回读数据的方式获得过载数据;采用高强度钢配合填充橡胶的复合结构提高记录仪的抗冲击能力。经某型号平衡炮测试表明:该记录仪能承受膛内和穿靶的高冲击,并有效记录轴、径、切3个方向的过载数据。实际测得最大过载峰值为2.6×10~4g,表明记录仪在弹上恶劣环境中具有较高的存活能力。

弹载遥测防毁采编存储系统的设计

在航天航空的导弹数据采集领域中,针对遥测系统受环境因素影响较大,检测区域存在的“黑障”等问题,设计一种将遥测系统与防毁记录仪相结合的弹载遥测防毁采编存储系统;该系统通过设计防毁记录仪的内外层防护结构保证系统的抗高冲击性和稳定性;硬件方面通过设计56路模拟量信号的调理电路、模数转化电路以及多路RS422、LVDS数字量信号的光耦隔离式接口电路,实现多通道高压模拟量的采集和数字信号接收的功能;软件方面通过对系统总体逻辑设计及遥测发送模块的设计,实现对数据的采集、存储、发送与读取;最后通过实验测试,表明系统能够实现对多路高压模拟信号的采集以及数据准确完整回读的功能,保证了导弹飞行数据的正确性与完整性。