火炮内弹道运动参数测量的国内外研究概况及发展趋势1 加速度测量国内外研究概况及发展趋势

目前，国内外主要有三种测试内弹道加速度的方法，分别是高g值遥测技术[ ]、硬线传输技术和动态存储测试技术。该方法是利用高压的气体推动弹体沿炮管加速运动，在测试阶段与装有存储加速度的测试电路模块装置(以下简称被撞体)发生碰撞，改变碰撞接触面，可以产生不同的加速度幅值n。持续脉宽的加速度信号，用来模拟弹体侵彻硬目标过程的加速度。碰撞接触面材料选用了工业纯铝，弹体分为两部分，碰撞端的材料为35CrMnSiA钢，后部是硬铝LYl2，被撞体材料是35CrMnSiA钢。记录碰撞的过程中被撞体的加速度，并分析存储电路模块在高g值的加速度冲击下的存活性。高g值存储系统可以对遥测数据进行实时的显示与处理，但这种方法受制于空间分布，中间过程比较复杂且容易在传输的过程中引入电磁、噪声等空间域无线干扰，测试精度较低，电路实现比较复杂。其测试系统原理框图如下图1.1所示：60590

图 1.1  测试系统原理框图

动态存储测试技术[ ]系统的原理结构框图如图1.2所示，由传感器、信号调理模块、电源模块、AD模块、控制模块、存储器、通信模块等七部分构成。传感器选用体积较小的kistler公司的8742A10型压电式冲击加速度传感器(如图1.3)，量程10 000 gn；灵敏度0.5 mV／g。；固有频率100kHz；工作温度一55～120℃；非线性误差1％KD；横向灵敏度1．5％；温度灵敏度系数0.06％／℃；激励电压18～30 V。传感器将加速度信号转化为电荷信号，再由电荷放大器将电荷信号转变为电压信号。电荷放大器事实上是一个具备深度电容负反馈的高增益运算放大器。当放大器开环增益环节和输入电阻、反馈电阻足够大时，放大器输出的电压正比于输入电荷q。因为电荷放大器输出幅值较小，还需要相应比例运算电路对其进行放大论文网。AD模块将信号调理模块输出的模拟信号转换为数字信号，控制模块完成对AD模块的控制、存储器的读写操作以及与上位机通信控制。存储器完成数据存储，通信模块完成数据上传功能。此测试方法虽实现了全程无线测试过程，但是考虑到其高度的集成化，以目前的技术手段还难以实现，特别是针对火炮武器系统这样的恶劣的测试环境，高温高压以及很强的震动无疑对整个系统的稳定性会是一个很大的考验。但是，作为创新性的思维方式，随着科学技术的发展，在未来的某个时候一定会得到很好地实现。

 存储测试系统原理框图 传感器

硬线传输技术是目前为止使用比较多，也是技术较为成熟的技术。它通过测量弹丸的炮口速度和质心的轴向实时加速度来获得弹丸射程修正量，然后根据测得的射程修正量对弹丸射程进行一定调整，以提高射击的精度。为了精确的测量弹丸质心轴向加速度[ ]，实验测试系统是采用安装于弹丸引信部位的双加速度计组合测量弹丸的质心加速度[ ]。双加速计测量弹丸质心加速度安装的位置如图1.4所示，两个加速度计装在引信轴对称线上，传感器的敏感方向与引信体的轴线保持一致且由弹尾指向弹头，两个加速度计之间有固定的距离。在弹体的坐标系下，安装在弹丸质心加速度计坐标为(0，0，0)，由于加速度计输出是比力，所以加速度计的理论输出为

                                （1-1） 

式中   为弹体坐标系 轴向的加速度；g为重力加速度； 为弹道倾角。设两个加速度计恰好分别安装在弹纵轴点( )和（ ）上，则其实际输出为 和