高射速火炮连发初速测试技术

针对火炮连发初速测试的现状和需求,提出一种高射速连发初速测试方法及系统。利用数据采集仪代替计时仪,直接对天幕靶输出的弹形模拟信号进行采集,再经过广义相关算法,测试出每发弹丸经过两靶的飞行时间,根据两靶的距离以及飞行时间,从而计算出每发射丸的飞行速度,实现了在高射速、长连射发数、多目标等环境下的火炮连发初速测试。经在高射速小口径火炮上进行多次验证表明,该方法能满足高射速连发初速的测试需求,实现初速、立靶密集度与测试项目相结合,减少试验用弹量,提高工作效率。     

高射速火炮连发弹丸回波的降噪方法研究

由于高射速火炮弹丸连发时会在炮口产生持续的火光,使得红外传感器容易造成误判和漏判,其他现有的弹丸出膛时刻获取方法也均已失效。针对此问题,文中通过对回波信号进行短时傅里叶分析,根据信号的短时谱图,提出了最小统计噪声估计降噪算法,可以有效降低炮口连续的火焰噪声,并通过对实测信号处理验证了算法的正确性和可行性,为高射速连发弹丸出膛时刻参数的提取和初速的测量工程实现奠定基础。     

一种超高射速武器连发初速测试方法

针对超高射速武器连发初速测试需求,建立了一种高速相机与初速雷达联合测试的方法.采用两台高速相机、一台初速雷达构建测量系统,将光学测试高时空分辨能力与雷达高精度测速能力相结合,在利用高速相机测量瞬时速度的基础上,通过特定距离相对速度降标定,实现连发初速精确测量.实验结果表明:该方法适用于9 000发/min射速情况下连发初速测试,测量精度优于1‰;该方法适用于武器性能试验中超高射速武器连发初速测试工作.     

基于短时傅里叶变换的高射速火炮弹丸出膛时刻测试方法

高射速火炮由于射速高及连发时炮口连续火焰等影响,传统的出膛时刻检测方法已经失效。通过分析高射速火炮弹丸的回波信号特性,提出基于短时傅里叶变换的弹丸回波分析方法,给出了相应的窗函数、窗口宽度、帧移长度关键参量的设计原则。通过理论分析和实测数据验证了该方法可以得到射速在7 500发/min的高射速火炮近似的系统时间零点,同时为获取精准的系统时间零点奠定基础,并为工程应用提供有益的参考。     

高射速转管炮炮口速度测量传感器的研究

设计了一种体积小、结构简单、可靠性高、成本低的新型炮口测速传感器，介绍了该传感器的结构及其工作原理，建立了基本的测试系统，并给出了实测曲线。实验表明这是一种直接的、有效的测量方法，这种传感器为在高射速转管武器上随炮实时测量弹丸炮口速度提供了可能。     

炮口初速测量技术

利用线圈靶测速原理,采用激光CCD位移传感器对炮身后座位移进行测量。通过对测量结果的分析,得出火炮后座位移引起的误差是影响线圈靶测速误差的主要原因。根据所测炮身后座的数据,采用炮口测速修正系统对炮口初速进行修正。通过对实验数据进行分析,证明了该修正方法的正确性和可行性。     

激光实时测量炮口初速技术研究

弹丸初速的实时测量在火炮特别是小口径火炮中具有重要的使用价值,是火炮数字化进程的一部分,本文研究了适用于弹丸初速膛口实时光学测量的、安装于炮口的光强度调制器,研究了火药气体的光学污染和炮口各元件的耐高温高压、抗强冲击等关键技术问题,得到了有价值的实验数据。     

基于组合模型预测火炮初速的研究与应用

火炮初速决定着在复杂战场环境中能否准确打击敌人,而准确预测出火炮初速关系到在不经试射的情况下能否成功命中目标。预测火炮初速往往采用某种单一模型,虽然建模简单但是只能提取出火炮初速中的某一特征,从而导致预测精度并不理想。针对这种情况,选取了某型火炮3组不同的初速数据进行分析,提出利用ARIMA时间序列模型、GM(1,1)灰色模型及BP神经网络模型进行预测,既能提取出火炮初速中的线性成分又能提取出非线性成分,同时为了最大限度发挥出单一模型的预测优势,利用3个单一模型建立了组合模型,并利用实测数据对各个模型预测精度进行了检验。结果表明,组合模型能更好地发挥出所有模型的预测优势,预测精度更高,更适合作为火炮初速预测的有效模型。     

炮口初速测量校准与修正方法

弹丸炮口初速与实际炮口初速存在差异,此误差影响火炮的射击精度,因此有必要对弹丸的炮口初速进行测量校准并修正。对影响多功能炮口装置测速精度的因素进行了研究,得出自动机后坐速度对初速测量引入误差较大,据此提出一种炮口初速测量校准与修正系统方案来对多功能炮口测速装置进行测量校准与修正。最后,对实验数据进行分析,证明了该方法的正确性和可行性。     

火炮药室参数测量技术的研究

长期以来，我国欠缺准确测量火炮室参数的能力，方法比较原始，所测数据可信度低，为了改变这种与兵器试验水平不适应的局面，我们开展了有关研究工作，提供了一套全新的火炮药室参数测量设备，通过对火炮结构，药室参数特点的分析，有我对地设计了相应的传感器，解决了测量药室直径传感器体积与量程之间的预先矛盾，变长度测量为角度测量，以确定测径传感器在身管轴线方向上的位置，从而构筑成空间直角座标测量仪，可以同时测量火炮     

基于双激光幕的弹丸初速测量系统研究

弹丸初速的标称值与实际值存在着差异,此误差影响火炮的射击精度,因此有必要对弹丸的实际初速进行测定。基于双激光幕区截原理的弹丸初速测量系统,采用激光测距机和光栅尺进行距离的测量和标定,选用ARM和CPLD对测速过程进行全过程记录采集,通过平均测速法计算得到弹丸初速,对系统的测量误差进行了分析,系统样机经过实弹射击试验得到某口径弹丸的试验数据。对系统的误差分析及实弹射击证明,双激光幕测速系统在弹丸初速测量的精度和可靠性等方面有了显著的提高,可较好地进行初速的校准测量。     

基于红外区截法的高炮射弹初速测量技术研究

针对高炮初速闭环校射中炮弹初速测量的需要,研究了利用红外区截法实现高炮射弹初速实时随动测量技术。在炮口后效区设置两个相邻的光电靶,利用炮弹出炮口飞行时对红外线信号的遮挡效应,检测炮弹经过两个光电靶的时刻,经过解算得到射弹的炮口初速。经外场实弹射击试验证明,该技术可在后效区内实现射弹初速测量。     

数字化激光弹丸速度测量技术研究

数字化激光光幕将互相关算法应用到弹丸初速测量领域,明显提高了在复杂干扰环境下弹丸速度测量的精度和可靠性。实现了一套测量系统满足所有平射弹丸速度测量需求的目的。     

高射速火炮带弹序立靶密集度测试技术研究与实践

针对常规的立靶密集度测试方法为靶板法,无法实现对着靶弹序、着靶速度等重要参量的同步测试,同时存在工作效率低、不安全隐患等问题,提出了一种带弹序立靶密集度测试方法及测试系统。采用光电测试系统在空间构成的无形靶代替有形的木板靶,通过探测飞行弹丸穿越空中某一预定位置的时间参数,计算出射击状态下每发弹丸的着靶顺序、飞行速度和着靶坐标等,并在计算机上进行输出显示。以上测试方法,既可适应于单发,又可适应于高射速连发的立靶密试验测试。     

首发浮动的高初速榴弹机枪发射性能研究

为研究采用首发浮动技术的榴弹机枪(GMG)的动力学特性,建立GMG刚柔耦合动力学模型,并进行了20连发动力学计算。通过动力响应研究了浮动参数对射击密集度的影响。采用外弹道理论计算了20连发射击密集度,并与实验值进行比较,对动力学模型的准确性进行了验证。研究了浮动参数对武器架座力及射击密集度的影响规律。研究结果表明:建立的仿真计算模型可以有效预测GMG射弹散布,并可通过合理匹配浮动参数达到提高武器射击密集度、降低武器后坐力的目的。     

火炮装填系统实时三维人机界面显示技术研究

实现了一种火炮装填系统三维实时显示的人机界面,将传统虚拟现实与总线通信技术结合起来,形成一种三维模型+数据驱动的模式。通过CAN总线采集现场传感器数据并根据通信协议进行数据处理,再将运算后的数据赋予部件模型对应的变量,使界面显示出当前部件模型的实时运行状态,从而在操作终端实现与实际装填系统状态准确一致的虚拟视景。此方法达到了可视化的实时显示效果,增强了操作手的真实感,以及作战指挥人员的真实性和交互性,提高了指挥自动化系统的实用性。     

火炮炮管静态定向角测量系统研究

本文提出了一种用激光光电经纬仪来测量火炮炮管静态定向精度的方法.应用组建的测试系统对炮管的高低角、水平角静态定向精度进行了测试,并对测试结果进行了精度分析与计算,最后绘出了精度曲线图,结果表明,此方法的测量精度满足0.1mil的精度要求.此外本文利用旋转矩阵的通用表达式推导出了火炮竖轴倾斜误差Δr1、炮耳轴与竖轴不垂直度误差Δr2和炮膛轴线与炮耳轴不垂直度误差Δr3三种误差对炮管定向精度影响的关系式,以此作为火炮生产时建模的依据,可以用来指导火炮的生产,具有较好的实用价值.     

火炮弹丸捷联式地磁—太阳方位姿态测量模型研究

为了测试火炮弹丸飞行资态,采用捷联式地磁-太阳方位传感器,利用地磁场和太阳方位作为参照作,解算弹丸飞行姿态,本文给出了解算弹丸姿态的数学模型和测试方法以及解算所应满意的条件,提供了对高过载,高转速弹丸姿态测试的有效方法。     

高炮口动能大口径火炮中多点点火技术试验研究

为研究高炮口动能大口径火炮装药设计中的点火问题,进行了大口径炮用点火管多点点火的试验研究.设计了点火管的结构,设计加工了点火管多点同时点火试验的模拟装置,在模拟装置上测量了多段点火管多点同时点火的压力-时间曲线,分析了试验研究结果.进行了大口径长药室平衡炮的射击试验,结果表明,由多个点火头、黑火药点火药盒、蛇形黑火药袋、可燃中心传火管组成的多点点火系统的点火时间短,一致性好,能够满足高炮口动能大口径火炮装药设计的要求.     

基于蛙跳式坐标变换原理的火炮零部件变形量测量技术

针对火炮零部件变形量进行测量时存在着结构复杂、几何尺寸范围大等特点,基于蛙跳式坐标变换原理、柔性三坐标测量原理、移动式测量基座技术和计算机实时控制与数据处理技术,提出了一种用于火炮零部件变形量测量的方法,并研制了测量系统．还建立了相应的数学模型,通过实际测量对测量系统的精度进行了验证．测量结果表明,测量系统精度能够满足火炮零部件变形量的测量精度要求,该测量方法是切实可行的．