基于地磁信号的冗余保险方法研究

针对非旋或微旋弹引信第二环境力微弱和不容易识别的问题,考虑到地磁场强度的方向性,提出应用三轴磁传感器检测炮口地磁信号,获取弹丸出炮口信息,以此作为引信冗余保险激励环境信息.分析了基于地磁信号的冗余保险方法,建立了三轴磁传感器检测地磁信号的数学模型,通过对国内不同区域、不同发射情况的仿真分析,结果表明:应用弹丸出炮口的地磁信号作为弹丸引信的第二环境激励,方法可行;应用三轴磁传感器可避免单轴磁传感器敏感地磁信息的盲区问题,保证了基于地磁信号的冗余保险方法的可靠性.     

火箭弹引信MEMS后坐保险机构

针对现有小口径弹药引信MEMS后坐保险机构只能在高发射过载下解除保险,在火箭弹引信上使用受限制,提出了一种能够在低发射过载下作用的MEMS后坐保险机构。该后坐保险机构结构参数与小口径榴弹引信后坐保险机构的最大区别在于Z型齿齿数和弹簧刚度。仿真结果表明,该后坐保险机构能够保证火箭弹引信在勤务处理过程中遇到意外跌落时的安全,并能在火箭弹引信所受低过载的发射环境力作用下可靠解除保险。     

引信自旋式微电机旋转机架抗高过载结构设计

针对炮弹发射过程中的瞬时高过载造成弹道修正引信自旋式微电机旋转机架失效,导致引信无法正常工作的问题,结合当前弹载器件抗过载的主要方法与思路,考虑电机旋转机架的工作特点,根据旋转机架动力学模型和轴承在缓冲设计条件下的吸能原理,基于弹-炮-引信耦合有限元动力学仿真获取了旋转机架轴承的过载特性,结果表明了轴承主要承受轴向过载条件下的惯性力冲击。在此基础上,提出了在轴承处添加铜制缓冲垫片和改变外转子机架的轴肩与底螺尺寸两种抗过载设计方案,并通过弹-炮-引信耦合有限元动力学仿真分别获取了两种方案下球轴承最大应力值随时间的变化。结果表明,添加铜制缓冲垫片无法将球轴承的最大应力降低到轴承钢屈服极限以下,而通过改变外转子机架轴肩与底螺尺寸能成功将球轴承的最大应力值降低至轴承钢屈服极限以下,结合推力轴承形变量判定,该方案满足旋转机架的抗过载设计需求,保证了修正引信在炮弹发射后的正常工作。      

基于侵彻过载数值仿真的引信计层起爆控制方法

通过引信控制弹丸在多层防御工事的某一层中起爆,采用仿真软件对侵彻过程进行仿真。采用将弹体与引信分离建模的方法,获得引信部位侵彻过靶的加速度信号。通过分析正侵彻和斜侵彻2种条件下侵彻过载信号的特性,发现斜侵彻时会出现弹尾与靶板二次碰撞过载,可能导致多计层,提出采用弹丸识别入靶过载信号后短时屏蔽计层功能的方法,以实现正确计层。通过动态实验对该方法进行验证,表明引信计层起爆控制准确。     

引信机构动力学研究

该文利用发射动力学的最新成果,考察了引信机构在发射环境下的动力响应;从弹、炮、药、引信全系统的角度,建立了引信机构的较为精细的动力学模型和动力学方程;并以某型号引信为例进行了动力学仿真。仿真结果表明：引信机构在复杂的发射环境下其动力响应与弹、炮、药系统的参量具有紧密的联系。     

全弹道电磁信号测试与分析技术研究

全弹道电磁环境对引信特别是电引信的设计非常重要。该文分析了弹丸在全弹道飞行过程中的运动规律及电磁环境特性，并利用装载于弹丸内的线圈敏感全弹道的电磁信号。利用弹内存储测试系统开展了射击试验并获取到有效信号。结果表明，该方法获取的信号可反映出弹丸的加速、出炮口、弹道上旋转、碰靶等各个阶段的运动特性。该研究结果可用于引信设计，为引信发射环境识别与点火控制提供有效手段。     

磁流变液引信延期解除保险机构特性分析

针对准流体延期解除保险机构存在的缺陷,该文依据流体力学基本公式、磁流变液相关特性及引信环境参数,在合理假设基础上,建立了引信离心式磁流变液延期解除保险机构延期时间模型,推导出延期时间公式;利用磁导法进行了磁路设计,采用电磁场分析软件Ansoft对所设计的磁路进行数值仿真,通过仿真验证了在此磁路中磁流变液的平时安全性以及工作时泄流可靠性.通过综合分析,提出了一种使用磁流变液替代准流体的新型延期解除保险机构,该机构具有在中大口径引信中推广应用的价值.     

直接频率合成技术在引信时间装定中的应用

小口径速射炮系统 ,通过炮口快速装定 ,达到对目标更高的毁伤概率。该装定系统在弹丸发射时 ,根据弹道参数解算出装定时间信息 ,然后将这一时间信息经编码、调制后向外发送。在弹丸飞离炮口的瞬间 ,将这一时间信息传输该引信 ,实现引信的实时炮口快速装定。该文通过对引信的装定系统进行分析 ,结合直接数字频率合成技术 (DDFS)的特点 ,将DDFS用于引信装定系统中 ,实现对编码信号的FSK调制 ,以满足装定系统数据传输率高、数据传输实时、快速的要求。     

大口径轨道炮弹药运用中多物理场环境表征

当前轨道炮相关研究主要集中于小口径轨道炮,对于大口径轨道炮发射过程中弹药的多物理场环境表征缺乏认知。针对该问题设计了一种大口径轨道炮发射一体化弹丸的动态仿真模型,充分考虑了组件之间的接触特征、材料属性变化以及结构变形等实际因素,讨论了发射过程中发射组件的电磁场、温度场以及结构场的时空分布特性。基于仿真结果,对发射过程中弹药运用的可靠性进行了评估。研究结果表明,该型130 mm轨道炮能够将26 kg弹丸加速至1 023 m/s,最大过载约为6 700g。此外,在发射组件出炮口的瞬间,引信感应电流以及TNT药柱所受应力会急剧增大,导致弹药运用存在安全隐患,而温度场对弹药的影响较小。     

基于量子粒子群算法的惯性保险机构优化设计

针对子母弹子弹引信的工作特点,根据引信设计要求和引信安全性设计准则,提出了一种新型的引信惯性保险机构. 建立了引信惯性保险机构的数学模型,并利用量子粒子群算法对其设计参数进行了优化. 通过运动学仿真模拟试验表明,引信惯性保险机构可以正常工作,验证了其设计原理的正确性.     

某安全系统炮口失效机理分析

通过有限元方法,研究了安全系统在某大口径火炮的瞬态高过载下的动态特性. 基于膛内过载的试验测试结果,在软件中建立了安全系统有限元虚拟样机,并输入测试的弹道环境,利用有限元法进行仿真计算,得到安全系统在炮口处的强度特性;结合钟表机构的在膛内的运动,对安全系统的失效机理进行了进一步分析. 结果表明,炮口段作用在弹丸径向上的瞬态高过载是安全系统失效的主要原因.     

磁流变液延期解除保险机构的延期时间调控

针对小口径弹药引信磁流变液延期解除保险机构通用性的问题,分析了机构结构、磁流变液特性和环境参数对延期时间的综合影响,通过旋转等效实验确定了该机构延期时间的调控能力.在机构结构分析中,分析了孔型、孔径和孔长对延期时间调控的影响,选择孔径作为时间调控参数.在磁流变液特性分析中,基于Herschel-Bulkey模型,推导了磁流变液黏度表达式,并通过黏-温特性实验,确定了磁流变液泄流时黏度的影响因素.通过旋转等效实验深入研究了在60 000~90 000 r/min转速条件下孔径和磁流变液配比对延期时间的调控能力.研究结果表明:在磁流变液配比为7:1,8:1,9:1和0.26~0.30 mm孔径条件下,能够更有效地调控延期时间,并且这种机构在60 000~70 000 r/min转速条件下有很好的通用性.      

无线电测试中智能仿真系统的研究与设计

提出智能仿真系统的思想,是以单片机控制为核心,以程序控制的方式控制数据采集/数据输出速度与计算机之间的数据通讯,可任意指定区域存储或输出以及炸高计算显示等,而且进行硬件电路和相应软件的设计。该系统不仅可以作为瞬态记录仪和信号发生器使用,将它与计算机联机,可以作为频谱分析仪.该系统可用于无线电测试、自动控制和近炸引信仿真等领域。     

引信安全系统基本理论研究

在提出一系列有关引信安全系统新的概念和思想的基础之上,初步建立起引信安全系统的基本理论及其数学描述方法。基本理论包括:引信安全系统是由一些能够独立地影响系统状态的保险要素组成的开放系统,解除保险过程和待发过程是系统状态程度渐变的动态过程,安全系统的基本功能是控制系统状态转变的时机、速度,方式和趋势;数学描述包括:保险因子,保险敏感因子,保险度,解除保险度,隔爆因子,隔爆敏感因子,隔爆度,能爆度,临界解除保险度和待发过程时间等。并用上述理论和方法分析了引信安全系统的解除保险过程。     

电雷管在安全和解除保险装置中的应用技术研究

从安全和解除保险装置的结构入手,介绍了安全和解除保险装置传爆序列的组成,重点研究了电雷管在安全和解除保险装置的应用技术和电雷管的防静电技术,电雷管在安全和解除保险装置中的发展方向。     

子弹引信万向着发机构动力学分析

建立了惯性锤式万向着发机构的动力学模型,计算了以输入加速度为参量的机构解除保险角度与时间的关系。算例表明,在输入加速度较小时,采用高密度材料的惯性锤,能显著提高机构的着发灵敏度。     

井下钻柱受力实测接头研究

为了进一步了解钻进过程中钻柱在井下的实际受力状况 ,研制了井下钻柱受力实测接头。介绍了该接头的数据采集与处理方法、测量的参数、总体结构和基本工作特性。用所研制的测力接头在胜利油田进行了井下实际测量 ,得到了各参数的实测曲线。对实测结果的初步分析表明 ,下钻过程中钻柱轴向加速度的最大值可达到 98m/s2 ,由动载荷引起的钻柱轴向力的附加值最大可达到悬重的 5 %。     

冲击荷载作用下引信保险机构缸体变形规律的试验

通过对引信保险机构制体的超动态电阻应变测量,搞清了它在弹体穿透防护层时的动态变形规律,纠正了对缸体变形的一些错误认识,并得到了名义冲击力与应变关系的工程计算方程,为对保险机构的设计改进和理论计算,提供了可靠的实验依据。