基于光幕靶的便携式弹丸速度测量系统

根据光电转换原理及单片机中断技术与定时计数的思想，设计了一套便携式弹丸速度测量系统．在单片机及计算机的控制下，该系统可以实现弹丸速度的自动测试功能．当弹丸通过光幕靶区时，将引起光幕强度的变化．系统将捕捉到的变化发送给单片机进行处理．单片机对弹丸穿过光幕的时间进行计数，计算出弹丸通过光幕靶的区截时间，实现单片机与计算机的串行通信．最后，根据光幕靶间的距离与单片机的记时误差分析了系统对弹丸速度的测量误差．     

分离型激光启动靶光电探测系统及信号处理电路

介绍了一种用作分离型激光启动靶的光电探测系统及信号处理电路．半导体激光光源经准直、扩束形成激光光幕，再经距光幕一定距离(3—5m)外的具有原向反射特性的微珠玻璃屏反射回来后经球面反射镜的会聚由光电探测器接收．当弹丸飞越光幕后，光电探测系统可以获取弹丸过靶信号，实现对弹丸运动的研究．章给出了56式7．62mm弹丸实测波形．结果表明该系统有效靶区大，使用灵活方便，适用于大口径或弹道散布较大的弹丸速度的测量，也可用做其它设备(如狭缝相机等)的触发信号源．     

基于临近空间探测的TBM红外辐射特性研究

为了解决中段反导作战对TBM的远距离探测识别问题,提出了基于临近空间平台协同雷达对目标进行远距离探测的作战思想.对临近空间大气的特点以及临近空间大气对红外辐射传输的衰减作用进行了定性分析,在综合考虑临近空间平台部署高度,地球曲率以及大气红外辐射传输特性的基础上,构建了临近空间大气透过率计算模型,在此基础上,建立了基于临近空间探测的TBM红外辐射特性模型,最后,利用MATLAB对所建立的大气透过率模型及红外辐射特性模型进行了计算仿真.仿真结果验证了临近空间大气透过率计算模型的有效性,同时表明:基于特定高度的临近空间平台对TBM具有很强的远程红外探测能力.     

大气中气溶胶颗粒对红外激光的散射特性研究

在利用红外激光雷达探测大气中各种成分浓度时,研究大气中气溶胶颗粒在该红外波段的光学散射特性有重要意义.特别是大气中气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率是基于红外激光雷达探测大气后向散射回波信号的重要参量,直接影响探测系统的测量精度和有效探测距离.根据等效球的米氏散射理论,分析大气气溶胶颗粒在该波段的散射效率因子和散射相函数,可准确计算出不同半径和不同密度时大气气溶胶颗粒的散射系数和后向散射率大小.利用仿真模型计算得出,当大气气溶胶颗粒的半径增加时,其散射效率因子的数值振荡衰减,最终稳定于2.04处;而当入射激光波长不变时,大气气溶胶颗粒的后向散射率数值与其半径的变化呈反比.     

能见度对激光周界警戒系统影响

以高斯光束为例,推导了激光对射周界警戒系统接收平面光强分布和探测器接收功率的表达式,数值模拟了不同情况下探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度的变化曲线。结果表明：大气能见度小于1km时,探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度增大迅速增加且受波长影响不明显;大气能见度继续增大为20km的过程中,探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度增大而增加的速度减慢,且激光波长越小探测器接收功率和系统布防距离越小;之后,探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度增大基本保持不变。对于某一大气能见度,减小激光束发散角和增大探测器入瞳直径,可有效增大探测器接收功率和系统布防距离。     

能见度对激光周界警戒系统影响的数值研究

以高斯光束为例,推导了激光对射周界警戒系统接收平面光强分布和探测器接收功率的表达式,数值模拟了不同情况下探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度的变化曲线。结果表明,大气能见度小于1 km时,探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度增大迅速增加且受波长影响不明显;大气能见度继续增大为20 km的过程中,探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度增大而增加的速度减慢,且激光波长越小探测器接收功率和系统布防距离越小;之后,探测器接收功率和系统布防距离随大气能见度增大基本保持不变。对于某一大气能见度,减小激光束发散角和增大探测器入瞳直径,可有效增大探测器接收功率和系统布防距离。     

硅基阻挡杂质带红外探测材料与器件研究进展

红外探测在天文物理研究领域具有极其重要的应用前景,由于天文深空探测对象的特殊性,对红外探测器的性能要求十分苛刻.阻挡杂质带(BIB)红外探测器,因其具有响应波段宽、噪声低、灵敏度高以及抗辐射性能好等优点,在过去30年中发展成为国际上天文领域首选的红外探测器.BIB红外探测器的探测波长覆盖中红外到远红外波段,它的推广应用促进人类在天文深空探测领域取得了一系列重大的科学成果.我国在BIB红外探测器的研究起步较晚,近年来也取得了较大进展,但是与国际领先水平相比尚有较大差距.本文主要回顾、评述了过去5年多我国在BIB红外探测器领域的研究进展,对BIB红外探测材料及其相应BIB器件的制备工艺、物性表征和光电响应特性,以及表面等离激元对器件光电响应的调控等做了详尽介绍,为我国BIB红外探测器的发展提供参考和实验依据.     

女性乳腺红外热图像特征分析及其与超声影像的对比

利用一种新型的红外热成像技术,实验获得女性乳腺的红外热图像,结合乳腺组织温度场的数值模拟,分析乳腺体表的红外热辐射特征,同时将红外热成像技术的探测结果与超声诊断结果进行比较,获得较好的一致性. 研究结果有望为乳腺红外热图像的解读提供参考,具有重要的临床应用价值.     

动态红外图像的计算机仿真技术研究

针对红外探测系统,进行了动态红外图像的计算机仿真生成技术研究.主要解决了以下四个问题:1.分析了飞机目标的红外辐射特性,包括发动机尾焰、尾喷口及飞机蒙皮的辐射计算方法;2.讨论了大气衰减对目标红外辐射特性的影响,对利用理论模型得到的目标红外辐射图像进行了修正,获得了较接近实际的模拟红外热图像;3.对探测成像系统的噪声仿真进行研究;4.完成软件编程,实现动态红外图像的仿真生成.     

光电感烟探测器抗粉尘颗粒干扰的研究

简要介绍了散射型光电感烟探测器的光散射原理及粉尘、烟雾颗粒的分布。根据不同波长对相同颗粒的散射特性的差异,通过无因次粒径参量简单计算分析,采用双波长比较方式,对不同散射区特性进行分析。说明利用双波长比较方式,实现光电散射型感烟探测器抗粉尘颗粒干扰成为可能。     

土中弹道的试验与数值模拟研究

弹丸在侵彻自然土壤过程中很容易产生弹道失稳现象,对弹丸的侵彻与毁伤目的造成很大的影响,因此,分析弹丸侵彻自然土壤的弹道特性是十分重要的。本文通过56式枪弹和125mm弹侵彻自然土壤的试验,得到了弹丸侵彻土壤的弹道轨迹图像,并对其进行了分析研究。其中发现弹丸侵彻自然土壤时,会迅速失去姿态稳定,在土壤中产生较大空腔,并增加与土壤的接触面积,增大阻力,使弹丸速度迅速降低,影响弹丸的侵彻深度。同时,根据试验条件,利用LS-DYNA建立了计算仿真模型,获得了弹丸在侵彻过程中的姿态和运动特征。计算获得的弹丸姿态与弹道特征与试验图像比较吻合,对弹丸的速度、位移和负加速度做了分析研究,表明数值计算结果具有较高的可靠性,可以为弹丸侵彻土壤研究提供参考。     

不同头部形状弹体高速侵彻混凝土试验研究

为研究高速撞击条件下弹体侵彻能力、弹体侵彻极限速度、弹体质量损失等问题,在高速弹道炮上开展了不同头部形状弹体对混凝土靶体高速正侵彻的模型试验,试验最高弹速达到了1 420 m/s,获得了侵彻深度与侵彻速度之间的关系. 结果表明,随着弹体速度的增加,弹道的稳定性逐渐变差,弹体头部侵蚀加重,当弹体初速度大于弹体极限速度时,弹体出现弯曲破坏,侵彻深度下降;不同的头部形状对弹体弯曲变形、弹体头部侵蚀、弹体侵彻深度有着很明显的影响.     

二级抛撒火箭子母弹散布场及弹道特性分析

针对子母弹的散布场及子弹飞散过程,使用Gurney公式的修正公式计算中心药管式二级抛撒机构的径向抛撒速度。对二级子弹进行受力及运动分析,建立无旋子弹的3D弹道方程组。使用二级子弹等比例模型风洞实验测量值计算二级子弹气动力参数,为弹道及落点散布计算提供数据支持。使用VC++编写子弹弹道及落点散布程序;得出亚音速抛撒时,随着一级子弹弹道倾角的减小,单枚一级子弹的散布场向正圆变化且二级子弹的横向及射向速度迅速衰减至零,纵向速度衰减至某一值后趋于稳定,二级子弹进入稳定的垂直下降阶段。     

基于虚拟仪器技术的弹丸初速测量系统

介绍一种基于虚拟仪器技术的弹丸初速测量系统，阐明系统工作原理，实现方法及系统的硬件和软件结构，利用小波变换空间局部化性质，探讨小波变换模极大值检测信号突变点的方法在确定天幕靶弹丸信号特征点的应用，大量实验表明了该系统的可行性及实用性。     

典型相似结构柱壳装药殉爆响应数值模拟

为了研究相似结构柱壳装药殉爆响应的差异,选用常用于考核炸药殉爆不敏感性能的两种具有几何相似特性的典型柱壳装药结构,并采用数值模拟方法对φ60 mm和φ120 mm两种弹体的殉爆过程进行了分析.结果 表明,两种弹体壳体破裂形成的自然破片长宽比约为3.5:1,破裂前壳体壁厚与破片厚度的比值在1.5～1.75;φ60 mm弹体主发弹壳体破裂后形成尺寸较小的自然破片,被发弹发生殉爆是由于相邻多枚小破片撞击后压力叠加的结果,单枚小破片由于撞击后侧向压力波稀疏效应明显而无法起爆被发弹,增加弹间距降低了多枚小破片同时击中被发弹同一区域的概率;对于φ120 mm弹体,随着壳体厚度的增加,主发弹壳体破裂后形成尺寸较大的自然破片,单枚较大质量的破片撞击被发弹壳体的压力波汇聚效应较强,侧向稀疏区域较小,因此可以冲击起爆被发弹,增加弹间距只是降低较大质量破片击中被发弹的概率.研究结果为不敏感炸药殉爆考核的试验方法设计及结果分析提供参考.     

带尾翼爆炸成形弹丸成形机理初探

爆炸成形弹丸装药采用3点起爆,运用爆轰波理论和数字模拟对3点起爆的爆轰机理和带尾翼爆炸成形弹丸的成形机理进行研究.研究结果表明：3点起爆后,爆轰波相互作用而形成超压.正是由于超压的形成,使得药型罩表面受到非均衡爆轰载荷作用,在有超压作用的药型罩的区域压合程度小,最终形成了带尾翼的爆炸成形弹丸.最后采用实验对数值模拟结果进行了验证.     

基于双目视觉模型的炮弹落地姿态测量方法的研究

炮弹的落地姿态和速度等对炮弹的威力有很大的影响，本文通过放置在炮弹落地区域附近的双目跟踪测量系统测量炮弹的序列图像获得炮弹的姿态、速度和轨迹等参数。由于双目摄像机左右两幅图像上对应区域的灰度值并不相同，所以灰度匹配方法难以得到炮弹图像的正确匹配；并且由于视差的原因，同时获得左右两幅图像上的炮弹轮廓线，不是炮弹的同一轮廓线。本文提出提取炮弹的中轴线计算炮弹的俯仰角和偏航角的方法。通过获得的亚像素精度的炮弹顶点坐标计算炮弹的运动速度和轨迹。为了进行多目标测量，本文还对多目标匹配测量进行了研究，模拟实验结果表明本文提出的方法有结构简单和精度高的优点。     

基于接触理论的弹体偏航机理

为了从本质上揭示弹体偏航作用机理,在已有弹塑性接触模型的基础上,运用接触理论和撞击理论,推导了接触刚度和恢复系数,建立了弹体与异形体弹塑性碰撞的宏观本构关系。进一步导出了弹体与异形体碰撞的攻角和角速度表达式,计算分析了弹头与异形体曲率半径比、弹体命中速度及入射角等因素对弹体攻角和角速度的影响规律。结果表明,异形体曲率半径越大,弹体攻角和角速度越大;弹体攻角随速度增大而减小,而角速度随速度增大而增大。     

弹丸侵彻混凝土和钢筋混凝土的实验

实验用100 mm反坦克滑膛炮分别对混凝土靶和钢筋混凝土靶进行了射击,直径100 mm,长666 mm的卵形头部弹丸内部固定有一套加速度记录仪,以便测试并记录侵彻混凝土和钢筋混凝土过程中弹丸的加速度时程关系.研究发现侵彻混凝土和钢筋混凝土过程弹丸的加速度时程曲线可按其本身的规律划分为3个部分,各个部分代表了弹丸与靶体作用的不同阶段.侵彻混凝土和钢筋混凝土过程中弹丸的加速度规律基本相同,但加入钢筋后靶板的结构更加复杂,使得侵彻过程中弹丸的加速度震荡更加剧烈.侵彻深度和靶板局部破坏实验结果表明,钢筋混凝土比混凝土抗侵彻能力强,有较强抗二次打击的能力.     

活性弹丸对混凝土靶的毁伤效应实验研究

设计并制备了由活性材料内核（PTFE/AL）、高强度钢外壳组成的活性弹丸,基于25 mm口径弹道炮发射平台进行了该弹丸对混凝土靶的毁伤效应实验.实验结果表明：在941~1 679 m/s着速下,活性弹丸撞击混凝土靶后均发生了剧烈爆燃反应.从混凝土成坑效应结果可以看出,活性弹丸毁伤效果比同规格惰性材料内核（PTFE）弹丸有大幅提高.活性弹丸依靠自身动能与强度侵入混凝土靶体,侵入过程中活性材料内核在靶体内部爆炸并释放大量化学能,这种“侵爆耦合效应”是造成混凝土靶高效毁伤的主控机制.