炮口高速等离子气体及飞行弹丸对感应装定影响的试验研究

炮口感应装定是一个高速动态过程,在详细分析弹丸飞经感应区间过程的基础上,研究了测试炮口高速等离子气体和高速弹丸对感应装定系统影响的方法,设计了3项测试内容。通过耦合测试线圈,测得了炮口装定信号耦合曲线。结果表明高速电离气体形成的电磁场影响了感应装定系统信号传输,通过在炮口装置上开泄气孔的方式,可以减小它对感应装定信号传输的干扰;高速飞行的弹丸改变了感应装定区间的电磁场分布特性,使感应耦合信号幅值降低。     

炮口感应装定线圈的安装角度

炮口感应装定可以逐发修正炮口初速,炮口制退器形状不合或不允许使用炮口制退器时只好将装定线圈装在炮口侧面,作非共轴感应装定。非共轴感应装定对炮口线圈安装角度要求非常高,并且没有设计规范。为此,通过有限元分析软件 ANSYS 仿真优选出非共轴感应装定线圈的安装角度应为60°。仿真与测试表明,在炮口装定线圈与身管夹角为60°时,磁场分布最为合适,空间装定窗口区间最大。     

引信炮口感应装定系统中的接地技术

炮口感应装定式引信系统包括炮口的信号发射模块和弹丸中感应接收模块,两者之间没有有线连接。由于安装在炮口这个特殊位置,工作过程中受到复杂的电磁干扰。发射模块中编码器和解调及解码器是数字电路,驱动及发送电路和起爆控制电路为模拟电路。针对抗干扰设计中的接地方式,通过分析电源的瞬态干扰、系统内不同方式接地易造成共阻抗干扰和共模干扰的原因,发现地线产生的干扰和工作电流相当。谐振回路、模拟电路和数字电路、小功率信号处理电路和大功率做功电路和起爆电路各模块内采用单点串联接地,模块与模块之间采用单点并联接地并就近与引信壳体连接。高频电路模块应各自形成回路,减小与地线间的耦合。     

小口径火炮引信弹链电磁感应装定仿真分析

小口径火炮在防空反导近程防御中得到了广泛的应用,要求其在很短的反应时间内,必须实时地通过火控系统及弹药引信的快速信息交联技术实现引信的快速自动感应装定。炮口感应装定和弹链感应装定是目前国内外常用的方式,其中后者更适用于转管火炮,由于装定磁场不规则,理论研究非常重要。初级线圈缠绕在弹链发送器上,次级线圈在引信中,构成电磁耦合回路;采用电磁感应方式将火控信息及时地传递给引信;引信电路经过解码分析得到装定信息,从而实现对弹丸的精确控制。利用ANSYS建立弹链电磁感应装定分析模型,讨论架体材料和输入频率对耦合回路输出的影响,完成了准动态感应装定过程分析,对工程化设计具有指导意义。     

考虑弹体中涡流影响的引信感应装定能量和信息传输通道模型

针对引信电磁感应装定中能量和信息传输通道建模时,忽略弹体中涡流影响,模型不准确的问题,基于分离式变压器能量与信息同步传输理论和涡流理论,提出采用分离式变压器的互感模型耦合涡流回路,描述通道传输特性的方法.通过对传输通道等效电路分析,推导出系统最佳工作条件和涡流损耗功率,并探讨了漏感补偿问题.最后针对两种不同型号引信,实验对比弹体中有无涡流时次级回路输出电压的差异,结果表明该模型能较准确描述装定过程中能量和信息的传输特性.     

射前引信感应装定技术研究

为了实现在炮口不便于安装炮口装置的武器平台进行信息装定,提出了一种在弹链上进行射前引信感应装定技术。针对引信感应装定的能量和信息一体化传输的特点,建立了基于电磁感应耦合的引信电路能量与信息非接触同步传输技术的通信模型,进行了射前装定信息感应耦合回路模型分析与匹配计算,具体介绍了装定信息编码、装定信息发送与引信电路信息解码控制流程。最后通过试验验证了该方法能有效、正确地实现引信信号的装定,具有一定的抗干扰能力。     

引信炮口感应供电技术研究

引信感应信息装定时，由于要在出炮口瞬间之前建立引信装定电源，采用常规化学电源不能满足快激活的需要，文章提出，在不更改炮管材料且炮口不安装磁钢条件下，在信息装定线圈之前加装强电磁供电线圈，采用电磁感应先行建立引信装定电源的方法，并分析了其两种实现途径：一是恒流装定线圈炮口感应供电，二是变流装定线圈炮口感应供电。前者的效果等同于磁后坐电机，但引信上只安装线圈，后者即为空芯变压器。仿真结果表明，采用感应供电，能量可以满足低功耗电子时间引信工作需要。感应供电技术为无（储备）电源引信的供电提供了一种可行途径。     

引信静态感应装定系统中的信息双向传输研究

装定器和引信之间的信息双向传输技术是可编程引信研究中的一项关键技术。提出了三种实现信息双向传输的数字通信模型，分析了它们各自的特点和应用场合。以中大口径引信静态感应装定系统为应用平台，根据引信静态感应装定系统的特点，选用半双工方式来完成装定器和引信之间的信息双向传输，并具体介绍了引信静态感应装定系统的设计。最后通过试验验证了这种方法的可行性，介绍了该技术的应用前景。     

SICG驱动线圈间距对弹丸初速的影响

为了分析同步感应线圈炮(SICG)驱动线圈间距对弹丸初速的影响,建立了SICG系统的数学模型,以一个3级系统为例进行了仿真分析,获得了不同驱动线圈间距情况下弹丸所受3级驱动线圈推力及弹丸初速的曲线.分析结果表明,随着驱动线圈间距的增大,弹丸初速先减小后逐渐增大;当驱动线圈间距增大到一定数值时,弹丸初速增幅逐渐减小直至趋...     

小口径引信膛内感应储能磁场穿透特性

为解决小口径电子引信设计空间小的难题,结合引信可编程感应装定技术,提出在弹丸发射前进行信息装定的过程中存储感应能量为引信供能。该方法节省了安装电源所需的空间,为小口径弹药的电子引信电源设计提供了一种新的思路。为此建立小口径膛内电磁感应数学模型,并分析非铁磁性金属炮管内电磁场穿透特性。分析得出,外激电源谐振频率只有小于5 kHz,才能保证穿透后的磁场强度为信源磁场强度的80%;随着信源磁场频率的增加,穿透后的磁场强度呈指数规律衰减。实验表明,利用上述理论设计的某小口径感应储能引信原理样机,性能满足引信的技术要求。该结论能够用来指导膛内小口径引信感应装定及感应储能的设计。     

负载阻抗特性对引信磁共振耦合无线装定系统传输特性影响

接收端负载阻抗特性对引信装定系统的能量传输性能有重要影响,针对该问题建立了非纯阻性负载条件下的磁共振耦合无线装定系统电路模型,理论结合试验分析了负载阻抗特性对系统传输性能的影响规律。结果表明：负载中的容性或感性成分会使共振频率产生偏移,并对传输性能带来不利影响,其根本原因在于负载阻抗通过耦合映射会引起中继回路等效电容值或电感值的变化;负载阻抗角小于0°时,共振频率较纯电阻情况向下偏移,共振频率变小,随着阻抗角的增大,频率偏移量及对传输性能的影响程度逐渐减弱,当负载中电容成分增大到一定值后,这种影响可以忽略;阻抗角大于0°时,共振频率偏移特性相反,随着电感值的增大,负面影响越来越严重,最终会破坏收发端的共振耦合状态,造成装定结果失败;理论分析结果与试验结果吻合较好。     

基于副载波的负载调制技术实现引信感应装定信息反馈的方法

针对现有感应式装定引信电路在装定信息反馈过程中能量利用率低的问题，通过分析副载波的频谱特性和引信装定的传输信道电路特性，提出一种基于副载波的负载调制技术实现装定信息反馈的方法，并经过电路设计，验证了该方法可以在可靠反馈装定信息的基础上有效提高装定信息反馈过程中的能量利用率。     

随机起爆子母弹引信数据无线装定系统设计

为了实现随机起爆子母弹引信超近距一点对多点的数据装定,根据电磁感应原理,建立了子母通信模型,设计了母弹发射单元、子弹引信接收与控制单元;通过对无线数据装定系统仿真和无线感应供电与无线数据传输过程实验,表明利用电磁感应设计的随机起爆子母弹引信数据装定系统能够完成预定的功能。     

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。     

炮弹引信炮口保险性能指标分析

炮弹引信炮口保险性能是一项重要的安全性能 ,因而其设计指标也一直是广泛关注的焦点。本文根据《引信安全性设计准则》关于延期解除保险的要求 ,运用弹丸弹道学、爆炸力学和威力设计理论 ,分别从爆炸冲击波和破片杀伤两个方面分析了弹丸安全距离的大小 ,并依此讨论了炮弹引信的炮口保险性能指标。炮弹引信炮口保险距离设计指标不但与弹丸威力有关 ,还涉及弹丸初速。而影响炮弹引信炮口保险性能指标的弹丸特性主要是破片杀伤作用。对于中大口径火炮榴弹和小口径舰炮、高炮榴弹 ,引信炮口保险指标一般可按弹径的4 0 0倍确定。对于初速较低且炸药装填量又较大的某些航炮榴弹 ,引信炮口保险指标从战术需求角度来看则应远一些 ,应达 1 5m甚至 50 m。弹头引信炮口保险距离指标应比弹底引信长 ,预制破片弹引信炮口保险距离指标应比普通榴弹引信的长     

一种用于引信装定的自适应匹配信号与能量传输方法

针对电子时间引信信息的快速装定问题，采用了近场电磁感应和电路分析方法，对装定过程的能量传输效率和信号传输特性进行了分析，提出了一种用于引信自适应匹配信号与能量传输的快速有效方法，并经过电路设计，验证了此方法的正确性。     

信息装定和精确炸点控制技术在引信中的应用

提出了一种新颖的应用信息装定和精确炸点控制技术的引信，在弹药发射时通过信息非接触同步传输技术，实现引信和火控系统之间信息的动态同步传输。通过GPS接受机将弹药飞行实时信息传递给炸点控制模块，在预定的炸点发出起爆命令，并对信息非接触传输电路、GPS接受机、炸点控制模块、起爆电路以及系统的软件设计分别进行了详细论述。     

引信非线性宇称时间对称无线装定系统信息双向传输方法

非线性宇称时间对称无线电能传输原理应用于引信无线装定领域,可提高装定系统灵活性和适应范围,但需解决收发端间信息双向传输问题.基于互感耦合理论建立装定系统微分方程,求解出收发端回路电压和电流瞬态响应特性与各传输参数间的理论关系.提出一种非归零调幅的能量与信息同步传输方法,能量不间断传输的同时可有效缩短回路起振、停振过程;...     

引信用磁耦合谐振系统复杂环境能量损耗分析

针对复杂铁磁环境中磁耦合谐振装定系统无法有效工作的问题,基于电磁准静态场基本理论,推导磁耦合谐振装定系统涡流损耗解析表达式,分析该系统能量传输的影响因素。对不同介质环境中的装定系统进行数值模拟和实验研究,研究结果表明：理论分析与数值计算、实验结果趋于一致;涡流损耗为该系统不能正常工作的主要原因,且与系统的谐振频率、介质材料的磁导率和电导率相关;若在钢介质的开槽间隙中加入铁氧体磁环,装定系统20 ms后可以正常工作,能满足引信的装定要求;该结论对磁耦合谐振装定系统在复杂环境下的工程化设计提供参考。     

光纤水下动态信号传输系统技术研究

针对光纤在水下实际工程环境中动态损耗较大,会影响水下光纤动态传输系统可靠性的特点,使用了模场直径较小即弯曲损耗较小的1.3μm传输窗口,在光纤动态损耗估计的基础上,设计了基于光循环器的单波长1 310 nm双向传输系统和蝶形大功率光发射机,并验证了单波长双向传输系统性能,在长光缆信道衰减模拟装置衰减不小于数十分贝时,系统误码率小于10-9,试验结果表明,系统性能优良,水下远程单波长光缆双向动态传输的工程应用是可行的。