激光损伤阈值测量装置同步触发模块研究

损伤阈值测量装置是强激光技术的重要技术指标,主要用于强激光光学元件的研制和测试,而同步触发模块作为模块之间时序的控制器,是研制损伤阈值测量装置的关键技术之一。介绍了一种用于激光损伤阈值测量装置的同步触发模块及方法。设计了基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)为主控芯片的硬件方案,通过上位机操控软件设置同步触发参数,来控制各路输出同步信号的宽度和各路信号之间的时序,可极大提高同步触发的精度和效率。通过实验验证,同步脉冲信号之间的调节精度为2 ns,同步脉冲信号的最小宽度为10 ns,满足激光损伤阈值测量装置的要求。

提升某高体积比能量、热散失严重热电池工作时间研究

为攻克某热电池高体积比能量、散热严重的技术难点,本文通过选用不同锂含量的LiB负极、电解质类型、调节硫化物正极的配比,并改变热电池壳体外形设计来减少热散失等方法装配热电池进行性能实验研究,同时进行了稳态和瞬态热学仿真计算分析及热电池试验验证。结果表明,选择锂含量为55%的LiB合金作为负极,使用低熔点电解质,选择FeS 2和CoS 2比例为1∶1的MS 2复合正极以及减小壳体散热面积可以有效提升热电池工作时间,为小体积自带外结构体的热电池设计提供了一种指导思路。

精密伺服电机制造过程控制系统

精密伺服电机制造过程控制系统是以精密伺服电机生产过程控制管理为核心,包含了生产过程管理、过程质量与成品质量管理、设备联网及数据采集管理等功能,并通过数据集成和共享,实现精密伺服电机研制、生产全生命周期的过程质量控制与管理。该系统可用于支撑精密伺服电机生产线及产品的信息交流及服务,满足对产品生产过程质量控制、质量追溯及交付数据包等要求,提高产品的质量可靠性、一致性和稳定性。该文对精密伺服电机制造过程控制系统的架构、功能、数据采集分析、过程控制及其在精密伺服电机制造中的应用等进行了论述。

LDA侧面泵浦固体激光器泵浦结构参数优化

为LDA侧面泵浦Nd∶YAG棒状固体激光器的优化设计、参数选取及后续试验提供了理论依据和参考,建立了环形侧面泵浦棒状介质泵浦光场分布数值计算模型,研究了LDA侧面泵浦固体Nd∶YAG激光器泵浦光场的分布特点。模拟分析了LDA的bar间距、玻璃管厚度、激光晶体半径等几个主要泵浦结构参数对泵浦光场分布的影响。通过对不同泵浦参数下泵浦光分布特性的数值计算,优化了LDA侧面泵浦固体激光器的泵浦结构参数,优化后的仿真结果表明:在泵浦距离为2mm条件下,晶体直径为4mm,玻璃管套筒厚度为1mm,冷却水层厚度为1mm时,泵浦光在晶体中心处强度相对值为40.8%,在晶体轴心附近分布比较均匀,且均匀分布区域相对较大。

未来空域窗弹丸散布中心配置方法

为对付机动目标,未来空域窗射击体制应运而生。未来空域窗的设计构造,是通过对弹丸散布中心进行合理配置实现的。提出了一种新的弹丸散布中心配置方法:散布角均分法,并提出了一种修正的空域窗半径计算公式,解决现有公式计算精度不高的问题。运用仿真算例对其效果进行验证,仿真结果表明,散布角均分法改善了空域窗内的平坦性、扩大了空域窗的有效面积,适于配置未来空域窗内的弹丸散布中心。

高精度激光微能量校准技术研究

利用斩波器将连续激光斩波成为脉冲宽度μs量级重频脉冲激光,利用选单器将重频脉冲激光转变成单脉冲激光,从而实现变连续激光为单脉冲激光。由陷阱探测器测量连续激光的输出功率,高速APD、高增益PIN探测器作为波形探测器测量脉冲激光波形,并通过示波器对脉冲宽度进行测量。依据测量得到的功率和波形就可得到脉冲激光能量,从而实现了0.2pJ激光微能量的测量和校准,通过不确定度分析,该装置的pJ激光能量测量不确定度达到了0.42%。

固体火箭发动机药柱主动段飞行时应力应变分析

为了探讨固体火箭发动机药柱主动段飞行时的形变、应力和应变变化规律,以星形药型发动机为例,采用三维粘弹性有限元法,根据推进剂药柱的燃烧规律,通过计算发动机药柱在整个工作过程中不同烧蚀情况下各构成部分的结构响应,得到了主动段飞行时发动机药柱在不同环境温度、燃气内压与轴向过载联合作用下位移、应力和应变场随时间的变化规律。结果表明,低温点火发射时,内压增压至峰值时为发动机最危险时刻。

破片和冲击波复合作用下靶板毁伤仿真

为了研究目标在破片和冲击波复合作用下的毁伤情况,应用有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立破片和冲击波复合作用下靶板毁伤模型。将两者作用分开研究,重点研究破片对金属靶板毁伤形成沟槽的前提下冲击波的毁伤作用效果,即简化了模型又保证了仿真精度,弥补了以往只以穿孔等效破片毁伤效果的不足,增强了模型的通用性,为战斗部设计、毁伤评估和目标防护研究提供参考。

基于fluent的弹丸外流场仿真计算

在弹丸弹道修正问题的研究中,弹丸外流场参数是其设计研制乃至应用分析阶段必须重视的空气动力学问题。同时弹丸外流场参数反映了弹丸的飞行状态,可作为引信解除保险的环境信息。然而在有些弹丸外形设计过程中往往只去仿制成熟弹丸外形,缺少弹丸外弹道外流场参数,造成计算精度差。为此。借助于商业CFD软件FLUENT,对某型弹丸在不同攻角、不同飞行马赫数的气动力进行了计算,得出了该型弹丸升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数随飞行马赫数和攻角的变化规律以及弹丸表面的压力分布、温度分布和来流速度分布,为相关研究提供了重要的外流场参数。并对各参数变化对比研究,得出可利用这种外流场参数随弹道位置变化规律作为引信解除保险信息或弹道修正信息的结论。

冲击载荷作用下抽筒子疲劳寿命预测与试验验证

在火炮发射过程中,抽筒子在冲击载荷作用下,经常产生疲劳断裂。为了实现有针对性的预防性维修,提出了一种冲击载荷作用下基于协同仿真技术的不规则零部件疲劳寿命预测方法。基于Pro/E和ADAMS建立了火炮射击过程的虚拟样机,并从定性和定量两个方面进行验证,仿真得到抽筒过程中抽筒子的载荷谱。结合有限元分析,计算抽筒子在静应力下的强度和寿命。在仿真载荷谱和有限元静应力分析的基础上,结合材料的S-N曲线,建立了抽筒子疲劳损伤与寿命预测模型,得到其危险部位的最小寿命。为了验证疲劳寿命预测模型的有效性,设计了由撞击试验台、传感器和信号测试分析系统组成的抽筒子疲劳寿命验证试验装置,根据抽筒过程和仿真载荷谱,合理确定撞击高度。试验结果验证了所建立的疲劳寿命预测模型的可信性。

二极管泵浦激光器中泵浦光分布对激光器模式影响程度的计算方法

在激光器中,通常泵浦光呈不均匀分布,由此引起介质的增益也相应地出现不均匀分布,导致振荡光通过增益区时其分布发生变化。提出一种计算不均匀的泵浦光分布对于激光器内振荡光模式的影响程度,可以近似获得振荡光对原来场分布偏离的百分比的方法。在此基础上,对准连续运转的三向侧面泵浦激光器进行研究,分析不均匀泵浦光分布对振荡光场影响的规律。结果表明:当泵浦功率增加或谐振腔内损耗增加时,振荡光通过增益区时对原来分布的偏离程度也同时增加,呈单调变化关系;泵浦光不均匀分布对振荡光场的影响,与其沿振荡光轴向上的分布无关,仅仅取决于其在与振荡光垂直方向上的不均匀分布程度。通过计算还获得了此类效应的数量级,在2 000W泵浦功率条件下,这种影响仅使振荡光偏离理想分布不到4%,而泵浦功率达到6 000W时这种偏离则高达20%以上。

用声光调制器实现的1W Nd∶YAG单纵模环形激光器

鉴于单向环形腔是目前获得较大功率单纵模激光最有效的方式之一,为使环形腔单向运行,需要在环形腔内插入对正反2个方向的光产生损耗差的光学元件。采用激光二极管泵浦Nd∶YAG晶体,用声光调制器作为光学二极管使环形腔单向运行,实现四镜矩形环形腔单纵模激光器。实验中谐振腔的稳定性由增益介质的热透镜保证,声光调制器给正反2个方向的光提供损耗差,这使得在竞争过程中有较大损耗的光不能运行从而获得单向输出。实验获得了连续功率1W、光束质量因子M2为1.21的1.06μm单纵模激光。

高原环境柴油机增压中冷一体化技术研究

针对某重型车辆柴油机高原环境(海拔高于3000m)进气密度下降显著的问题,考虑车辆动力装置结构紧凑、功率密度高等特点,提出增压中冷一体化技术:根据伯努利方程,采用计入摩擦与扩压的"等环量"设计方法对原机压气机蜗壳进行改型优化;采用对流强化传热技术与快速成型技术,设计了三种紧凑型水冷方案;从水散热器后取水,在改进后的压气机蜗壳内部冷却进气,实现增压系统上集成一体化中冷。通过数值仿真与水-汽中冷器传热台架试验,从柴油机高原进气冷却需求、中冷器传热效能、流动阻力特性等方面分析了环形中冷器的热流特性。针对改进前后的柴油机进气方案,进行增压器台架试验,将改进前后压气机特性与发动机的高原匹配进行对比分析,得出了一体化进气方案对发动机性能的影响。试验结果表明:在海拔3700m标定工况下,环形中冷器可使发动机压气机后气体温度降低30℃以上;在海拔4500m外特性工况下,采用一体化装置,取水量为10m3/h,中冷器进水温度90℃,可使柴油机功率最高提升4.5%。

基于未来空域窗的高炮点射效力仿真

为了对付机动目标,提高高炮系统的毁伤效能,以完成其担负的防空反导任务,提出了未来空域窗射击体制。以35mm高炮为例,用解析法分别仿真计算了,在集火射击体制和未来空域窗射击体制条件下的点射毁歼概率,并对6种不同目标的毁歼概率进行了统计。统计结果表明,对付小型化目标或机动目标采用未来空域窗射击体制更有优势。

一种面向机动的航姿测量系统设计

针对飞行器长时间飞行时,低精度陀螺、加速度计和磁强计组成的航姿系统容易受到运动加速度的影响而导致姿态精度较低,甚至发散的问题,将载体机动加速度描述为当前统计模型,将目前常用的6状态无迹卡尔曼滤波扩展为9状态,其状态变量包括3个修正罗德里格参数、三轴陀螺零偏误差和三轴载体机动加速度,量测量为三轴加速度计输出和三轴磁强计输出。实验结果表明,当飞行器长时间机动飞行时,9状态无迹卡尔曼滤波可以估计载体的机动加速度,保证姿态测量精度。

基于模糊层次分析法的装备采购风险评价

针对装备采购风险评价中的目标模糊、难以精确化问题,综合运用模糊D e lph i法,模糊数的排序理论和模糊语言变量决策方法,提出了装备采购项目风险评价的模糊层次分析法,较好地解决了传统层次分析法自身存在的问题及其评价过程中的模糊信息处理问题,算例分析结果证明了方法的合理性和有效性。

基于流体压力的解除保险方式综述

弹道流体压力环境与勤务处理环境区别明显,利用其作为解除保险的环境明显优于其它解除保险方式。为扩大其应用范围,梳理了利用流体压力解除保险的几种典型方式,主要有利用迎面与侧面动压差和利用引信内外压力差解除保险等,前者安全性和可靠性优于后者。国外已在鱼雷引信应用了基于MEMS压力传感器的安全系统,MEMS压力传感器在利用迎面与侧面动压差和利用引信内外压差两种解除保险方式中均可应用,其优点突出,应用前景广阔。

中小型无人机建模分析与仿真研究

研究中小型无人机在军事领域中的应用建模问题,由于飞行无人驾驶只靠精确导航控制,为研究低空、低速中小型无人机的飞行特点及控制规律,用传统C语言形式的无人机运动学模型和动力学模型开发周期长,工作量大等问题,提出了利用Matlab环境下的模块化仿真平台的快速的构建方案,并根据中小型无人机的具体气动参数设置了各个仿真模块的具体参数,通过所建立的仿真模型验证了构建的中小型无人机仿真平台的可行性与有效性,仿真结果表明:所建立的仿真平台不仅可以快速搭建中小型无人机的动态仿真模型并进行纯数字仿真研究,为将来无人机动态仿真模型的建立奠定基础。

马尔可夫理论在爆炸逻辑网络安全性与可靠性分析中的应用

将马尔可夫（ＭＡＲＬＫＯＶ）过程应用于引信安全系统爆炸逻辑网络的过程识别，通过状态转移过程分析和转移概率计算，得出爆炸逻辑网络的安全性与可靠性的计算方法。

基于RFID技术的车载武器信息采集系统设计

针对装备寿命评估中,对车载武器系统各配套设备都有全面的掌控的需求,设计一种基于MSP430单片机和射频芯片的数据采集系统,给出了系统构成和各个模块的实现方案,提供了采集端通过触发时钟记录装备使用过程的程序流程,并针对可能存在的干扰,设计了基于跳频通信的抗干扰方式;最后对系统传输性能进行了测试,验证了其在40m内能顺利完成读写。