抛物线弹道弹丸飞行参数测量模型与 精度分析

现有匀速直线弹道六光幕阵列测量模型无法满足终点抛物线弹道弹丸着靶坐标与飞行速度的测量需求。针对终点弹道测试试验中抛物线弹道的实际,提出一种变速抛物线弹道弹丸飞行参数的测量方法,建立六光幕阵列通用测量模型。综合考虑重力和空气阻力对弹丸运动轨迹的影响,建立弹丸的空间运动方程,结合光幕阵列平面方程和测量得到的弹丸穿过光幕阵列时刻序列,计算出弹丸在预定位置的着靶坐标和飞行速度矢量。对研究的抛物线弹道测量模型与现有的匀速直线弹道模型进行了比较分析,仿真计算了在不同靶距与不同飞行速度情况下2种模型测量数据的差值。对研究的测量算法进行了精度分析。采用六光幕阵列天幕靶和木板靶进行7.62 mm步枪弹的着靶坐标比对试验,结果表明在探测靶面内,着靶坐标测量误差不大于3.5 mm。建立的测量模型拓宽了六光幕阵列在终点弹道的测试领域的应用。     

九光幕阵列测量终点弹道弹丸飞行参数方法研究

终点弹道段弹丸飞行速度低,受外界因素影响弹丸运动轨迹为变速曲线运动,六光幕阵列测量模型无法准确测量弹丸的飞行参数,针对此类问题,提出一种九光幕阵列测量方法。在现有六光幕阵列阵形上增加了3个与原有光幕对应平行的光幕,通过两点速度衰减公式计算出飞行弹丸的阻力加速度,修正弹丸运动曲线方程,利用六光幕阵列测量公式,实现任意方向飞行弹丸飞行参数的准确测量。结合12.7 mm全弹道测速试验,验证了阻力加速度计算方法的有效性,采用七光幕阵列测量4.5 mm气枪弹着靶坐标,与纸板靶上的弹孔坐标进行比对,在2 m×2 m靶面内坐标测量误差小于3 mm。研究的方法拓宽光幕阵列在终点弹道测量领域的应用,特别适用于弹道系数未知的特种弹丸飞行参数测量。     

带弹序的弹幕武器立靶密集度测试

提出一种基于4个线阵TDI-CCD相机组成的三空间靶面结构对多弹丸着靶参数进行测试,以解决弹幕武器等高射速武器多弹丸同时着靶时的立靶密集度测试难题。测试时,2个CCD相机在空中交汇形成与预定弹道方向垂直的立靶靶面I;靶面II和靶面III分别由1个CCD相机的探测面形成,并分别与靶面I在竖直方向和水平方向上成一定夹角。根据三靶面的空间几何结构、飞行弹丸在4个线阵CCD相机上的成像时间和成像角度,分析了单发弹丸的着靶坐标、飞行速度和穿靶角度。根据多弹丸在三靶面间的成像位置关系以及弹丸飞行速度约束,推导出多发弹丸着靶时的时空散布参数,如弹序、弹丸存速和着靶坐标。仿真和实际试验验证显示测试的多靶面间目标匹配率达到100%。提出的测试方法有效地解决了多发弹丸同时着靶时出现的假目标问题并克服了单CCD立靶测试参数单一等缺点。     

多光幕法测量高空弹丸炸点坐标原理与分析

针对高空飞行弹丸命中目标爆炸时的坐标测量,低伸弹道立靶测量系统已不能满足要求,并且不能测出沿弹道方向弹丸爆炸时的坐标.为满足当前新研制的弹丸引信测量指标需求,提出采用高探测灵敏度光电探测靶的多光幕交汇测量原理,建立空间三维坐标测量数学模型,利用高灵敏度闪光探测靶测量弹道方向弹丸爆炸时的坐标,弥补立靶测量系统不能测量该参数的缺陷.运用微分法,从交汇光幕夹角、探测幕厚、测时、测距等方面分析测量误差.通过误差的分析,测量系统在高空工作时,达到指标要求.     

光幕靶探测灵敏度与响应时间测量方法

基于光幕阵列构建的光幕靶可用于弹丸的飞行速度、着靶坐标和飞行速度方向角的测量。光幕靶的探测灵敏度决定了其能探测飞行物体的最小尺寸,响应时间决定了可探测物体的最高飞行速度,是光幕靶的核心性能参数。通过分析光幕靶输出的过靶信号特征,建立光幕靶工作机理的数学表达式,提出了一种采用直流电机控制旋转码盘模拟辐射光能量的瞬态变化过程,可快速测量光幕靶的幅频特性参数。研究的方法也适用于其他光电探测仪器的动态响应特性测试领域。     

单列光源反射式光幕靶检测弹着点

为了降低弹丸着靶点检测的成本,提出了一种新的弹着点检测原理。采用单列光源,经两面条形表面反射镜反射后,形成"Z"型的三道光幕,用于实现对弹丸等飞行目标的测速及定位。弹丸的速度和着靶点水平方向的坐标可以通过对时间的测量得到,弹丸着靶点竖直方向的坐标可以通过单列光探测器获知。文中对检测原理进行了研究,对光源、探测器、信号特征、有效测试区域、射频测试能力等进行了分析,并在桌面进行了原理性试验。高速摄影机拍摄的小球坐标与"Z"型结构测量出的坐标相对位置误差为0.1～1mm,传统区截靶法与"Z"型结构测量出的小球速度相对测速误差为0.02%～0.2%,说明基于反射镜的"Z"型结构在定位和测速方面的应用具有可行性,提出的方法具有结构简单、解算方便、节省成本的特点。     

大靶面激光光幕靶研究

针对大靶面、高精度弹丸速度测量的要求,提出一种新型激光光幕靶弹丸速度测量系统。该系统采用大功率90°扇形线状激光器做为光源,两列高灵敏度光电二极管阵列作为接收装置,当弹丸穿越激光光幕面时,遮挡了部分投射在光电二极管上的光线,光电二极管产生微弱电信号,经放大、整形后输出一个脉冲信号,触发计时仪开始或停止计时。两台同样的装置配合测时仪,便可组成激光光幕靶测速系统。经实弹实验证明,该系统具有高灵敏度和高精度的特点。     

中长距离直线度测量中的激光标尺

开发了一种用于中长距离无衍射光直线度误差测量中的长度方向定位的激光标尺。它可精确地测量出长度方向(Z坐标)距离,同时通过它的激光反射光可以控制无衍射光直线度误差探测器与无衍射光直线基准的垂直度。文中基于相位法激光测距原理提出了激光标尺的电路系统设计方案,并进行了分析与说明,满足了直线度测量的大量程与高精度的要求。     

FMCW激光雷达几何结构精度模型与误差修正

为实现调频连续波（Frequency-modulated Continuous-wave,FMCW）激光雷达的高精度测量,针对激光雷达机械加工及装配过程中引入的几何结构误差,提出了基于激光雷达坐标测量误差的系统误差模型及误差修正方法。建立了激光雷达坐标系组,分析了空间坐标测量误差的来源。通过坐标系间的变换矩阵,实现了测量坐标的几何误差传递。然后,归并各坐标系的几何误差,建立了显式的激光雷达几何空间坐标误差表达式。并以此为基础,建立最小二乘优化目标,解算各项误差因子和修正后坐标。求得的误差因子可以用作后续坐标测量结果的修正。最后,基于该方法设计了一套以激光跟踪仪为高精度测量仪器、以靶球球心位置为标准点的标定场,使用激光跟踪仪与激光雷达测量相同位置的靶球完成系统误差修正。实验结果表明,经修正激光雷达空间距离测量的平均误差由0.044 8%下降到0.003 8%,误差极大值由4.17 mm下降到0.30 mm,验证了激光雷达几何结构误差标定和误差修正方法的有效性。     

小型化弹丸速度测试系统

提出了一种基于光幕测速和单片机数据处理的小型化的弹丸速度测试系统。采用半导体激光器、光电探测器、原向反射屏形成大面积光幕测试区,当弹丸穿越光幕时,光通量的变化被光电探测器转变为电信号,经过比较电路后送入单片机进行数据处理,并由LED进行速度显示。文中对测试原理和测试系统的光学设计单元、信号处理单元及数据采集、显示单元进行了介绍,并对该系统进行了壬7．62mm弹丸速度测试,给出了测试数据。试验表明,该测速系统具有灵敏度高、体积小、成本低、使用方便、灵活、工作可靠等优点。     

基于AHP的舰空导弹武器系统效能分析

在分析舰空导弹武器系统效能指标的基础上，运用层次分析法，对三种导弹武器系统的效能进行了分析比较．得出它们对于目标层的综合效能权重数，为决策者提供理论上的依据。     

转管武器外弹道特性的分析与计算

对某转管武器外弹道特性进行了分析,找出了影响外弹道的因素加以修正,并对某转管武器外弹道进行了计算,得出了理论结果,为其外弹道的修正提供了理论依据.     

基于龙格—库塔法的转管武器射速验算

转管武器是作战形式不断发展的产物。针对转管武器射速验算问题,提出了一种基于龙格—库塔法的方法。通过定性分析和定量计算,验证了模型的有效性和合理性。本结果为转管武器设计提供了参考。     

浅谈如何加强武器装备预先研究管理

预先研究在武器装备发展中具有重要的地位。随着武器装备研制需求的不断增加,预先研究已显得十分重要,其研究范围和工作任务也在不断增长。文中针对预先研究对武器装备发展的重要性,结合作者的工作经验和体会对预先研究管理的特点进行了分析和探讨,提出了加强预先研究管理的工作思路。     

非致命武器的人机工程学分析

非致命武器是现代武警部队作战中使用的一种重要武器,同时也是一种极具发展前景的武器。本文运用了人机工程学的观点对非致命武器进行了分析并提出了解决途径。对人机工程学在非致命武器上的应用做了展望。     

基于虚拟样机的摩擦缓冲器工作性能的模拟

摩擦缓冲器广泛应用于自动武器大口径机枪中，用来吸收自动机后坐到位时的多余能量。在对某机枪系统进行虚拟样机建模及仿真过程中，需要模拟摩擦缓冲器的作用，以真实反映整个自动机的运动特性。通过对摩擦缓冲器的工作特性进行分析，提出了一种对其进行模拟的方法，给出了仿真过程中摩擦缓冲器的工作特性曲线。结果表明：在一个自动机工作循环中，摩擦缓冲器作用力在自动机后坐和复进两个阶段的方向、峰值和变化趋势是不同的；仿真所得的武器自动机的运动特性数据与靶场试验数据吻合的较好，证明了该虚拟样机模型建立的准确性。     

钻地弹战斗部技术特点及发展趋势

结合国外钻地弹战斗部的研究现状,对各类钻地弹战斗部的工作原理和技术特点进行了介绍,同时分析了未来钻地弹战斗部将向大威力大侵深化、小型化、隐身化、智能化、多功能化、高超声速化方向的发展趋势.我国也在近年开始进行了钻地弹理论研究工作,积累了大量经验.同时还可以借鉴国外钻地武器的发展模式,加快钻地武器的研制.同时,了解国外钻地武器的技术参数和作战运用情况,可为重要目标的防护提供参考,便于有针对性地进行有效防护.     

武器装备信息集成支撑系统的研究

现代武器装备的性能日益增强 ,采用传统的书册式技术文档 ,已不能满足接收、分配和使用这些技术信息对武器维护的要求。笔者提出了信息集成支撑系统IISS(InformationInte gratedSupportSystem)方案 ,阐述了IISS所采用的关键技术 ,提出了IISS功能模型即采用数据库技术 ,将各种技术文档电子化 ,达到信息共享、产品数据集成 ,实现数据一次生成 ,多次传递使用 ,进而提出了数字式诊断系统和采用电子商务方式采购零备件 ,满足了现代武器装备维护的各项要求。     

基于环境健壮性的班组武器动力学优化

采用健壮性设计理论及优化设计策略,建立了基于环境健壮性的优化设计数学模型,针对在环境温度及洁净度因素干扰下班组武器动力学性能的健壮性进行了优化设计,分析了主要运动件质量及复进簧刚度对于班组武器运动特性的影响,依据SN比确定了最佳健壮性设计方案及设计因数最佳水平。方差分析结果表明,枪机总质量是最显著影响因数,通过合理调配可使武器的动力特性达到最稳定,研究所获结论为该武器样机的研制提供了重要理论指导。