火炮水弹试射性能参数检测与处理

火炮修后水弹试验水弹运动机理研究傅建平;张泽峰;韦有民;刘昆仑【摘要】针对部队火炮水弹试验工程实践多、机理研究少，新型火炮水弹试验难的现状，基于火炮修后水弹试验原理和水弹试验工程实践经验，借鉴基于低速连续射流的消防水炮研究成果，综合运用火炮内、外弹道学与流体力学理论，阐述了火炮水弹试验时水弹膛内加速运动与膛外惯性运动机理，建立了火炮修后水弹试验水弹运动计算模型，计算得到某大口径、高初速火炮的射程、射高及其运动轨迹。

计算结果表明，水弹试验并不需要很大场地，为火炮水弹试验靶场空间确定提供理论参考。

%The army artillery has much more practice of water-projectile test,and the mechanism research is few,and it is difficult to carry out the test of new-type gun.Aiming at the present situation ,the research results from the low-speed continuous jet of fire gun were applied as well as the interior and exterior ballistics and fluid mechanics theory .The acceleration of water-projectile in the bore and the mechanism of external inertia motion of the gun were described based on the theory of water-projectile test and the practical experience of water-projectile test project .The calculation model of the motion of water-projectile was established ,and the range ,shoot height and trajectory of high-speed gun with large cabiber were cal-culated.The calculation results show that the water-projectile test does not require large field ,and it offers theoretical reference for determining the water-projectile test range space .【期刊名称】《弹道学报》【年(卷),期】2016(028)002【总页数】5页(P57-61)【关键词】水弹试验;运动机理;轨迹【作者】傅建平;张泽峰;韦有民;刘昆仑【作者单位】军械工程学院火炮工程系，石家庄050003;军械工程学院火炮工程系，石家庄050003;军械工程学院火炮工程系，石家庄050003;驻国营167厂军代室，成都610000【正文语种】中文【中图分类】TJ307火炮大修与中修后,通常都需要进行水弹试验,以确定火炮的技术状态和综合考核火炮修理质量[1]。

1.火炮系统式样内容：火炮系统定型试验，一般分为基地定型试验（主要为技术试验和环境试验）和部队使用试验（寒区部队使用试验和热区部队使用试验）两个阶段进行。

2.火炮系统射击参数测试任务及内容：任务就是选用或研制合适的传感器，配用满足要求的放大器和记录仪器，通过对火炮系统设计现象的测试，给出完整精确的参数数据和曲线。

内容：1）内弹道参数测试2）反后坐装置参数测试3）结构参数测试3.直接测量：被测量直接与标准量进行比较，或者用预先标定好的测量仪器或测量设备进行测量，不需要对所获取数值进行运算而直接得到被测量值大小的方法。

例如，用直尺测量长度，用水银温度计测温，用万用表测电压电流电阻值等。

4.间接测量：被测量的数值不能直接由测量设备获得，而是通过直接测量其他物理量，而后根据一定的函数关系计算出被测物理量大小的测量方法。

例如，弹丸飞行速度的测量，通常是测量弹丸飞行过某段距离x的时间t，利用公式v=x/t计算出弹丸飞行过x距离的平均速度v的大小。

5.火炮系统的特点：高温高压高速瞬时性6.火炮系统测试的特点：1）测试工作条件差2）瞬时动态测试3）要求同步测试1 .火炮测试就是测量火炮在使用过程中各物理量和参数的变化情况。

通常利用测量装置或仪器，把变化的物理量转换成相应的信号，使之便于测量、分析和处理。

2.信号分类：1）有用信号和无用信号2）连续信号和离散信号3）确定性信号和随机信号3.信号分析就是采用各种物理或数学的方法从信号中提取有用信息的过程。

4.一般非电量测试系统组成：被测对象、试验装置、传感器、中间变换电路、信号分析仪器、显示记录仪器和标定装置等。

5.测试系统的特性在被测物理量不变或变化极慢的情况下，可以定义一组与运动微分方程无关的参数来描述测试系统的特性，这组参数称为静态参数。

静态参数表征测试系统的静态特性。

在被测物理量快速变化的情况下，就必须用测试系统的运动微分方程来描述其输入与输出间的动态关系，基于这种动态关系上的特性参数，称为动态参数。

浅析炮控系统性能参数测试方案【摘要】随着高新技术在坦克武器系统研发中的广泛应用，现行的测试手段已无法满足新型坦克武器系统鉴定试验的要求。

因此，迫切需要开展相应的武器系统总体试验技术的研究，通过研制高精度的坦克炮控性能测试系统，来满足试验鉴定的需要。

【关键词】炮控系统；测试参数；光纤陀螺鉴于目前落后的人工测试手段，为了提高测试精度，缩短实验周期，兼顾节约实验经费，依据炮控系统测试技术特点，可选择的测试方案有以下4种：（1）CCD+点光源；（2）激光器+PSD光学测量靶；（3）光纤陀螺；（4）电测法。

D+点光源将点光源和标尺安装在炮筒的前端，与CCD（Charge Coupled Device）正对的方向；由点光源在CCD中成像，以此来识别炮筒的位移；同时在点光源平面处设立标尺，来对CCD进行标定[1]。

其原理如图1所示，在这种方案下，点光源所成像的位移实际就是炮筒的位移。

影响测量精度在于两个主要的方面，一是CCD的单位像素，一是点光源与CCD之间的距离变化带来的非线性误差。

图1 CCD+点光源测试原理图2.激光器+PSD光学测量靶PSD（Position Sensitive Detector）是一种半导体位置敏感器件，其工作原理是基于横向光电效应，又称侧向光生伏特效应或殿巴（Dember）效应[2]。

将激光器固定在炮管上，发射激光照射到位于炮口正前方的测量靶上。

该激光光点经过光学系统成像于高精度PSD上，PSD输出的信号经过炮控系统测试前端机处理后，经CAN总线传送到计算机中，计算机计算出光点的位置，入射光点的位置及数据可以在显示器上实时显示。

火炮身管运动时，激光光点的运动轨迹就显示在计算机屏幕上，根据相应的公式便可计算出炮控系统的静态参数。

其原理如图2所示。

图2 激光器+PSD测试系统原理图3.光纤陀螺光纤陀螺FOG（Fiber Optic Gyroscope），是利用光纤构成的萨格奈克（Sagnac）干涉仪[3]，是一种纯光学、全固态陀螺仪。

两栖自行火炮水上横向射击稳定性仿真分析两栖自行火炮是一种同时具有陆地和水上作战能力的武器系统，能够在海洋、河流、湖泊等水域中进行战斗任务。

其中，水上作战是其重要的战斗能力之一。

然而，在水上进行水平方向射击时，枪口会受到水面涟漪的影响，从而影响枪管稳定性和射击精度。

因此，在研发两栖自行火炮时，需要对其水上横向射击稳定性进行仿真分析。

首先，我们需要了解两栖自行火炮的结构和工作原理。

两栖自行火炮由底盘、火炮系统和水上浮体组成。

它能够在水面上保持平衡，通过火炮系统进行射击，并且能够自主行驶到陆地上。

在水上射击时，火炮系统需要保持稳定，同时水上浮体也需要承受火炮反冲力。

其次，我们需要知道水面涟漪对枪管稳定性的影响。

水面涟漪是指水面上的波浪和涡流，它会导致水上浮体和火炮系统发生晃动，从而影响枪管的稳定性。

涟漪的大小和频率取决于水面的风力、流速和水体温度等因素，因此在仿真分析时需要考虑这些因素的影响。

然后，我们可以使用仿真软件对两栖自行火炮的水上横向射击稳定性进行分析。

仿真软件可以对水面涟漪进行建模，并计算火炮系统和水面浮体的运动轨迹以及枪口的稳定程度。

通过改变参数，如水面涟漪的大小和频率，我们可以得到在不同环境条件下的稳定性分析结果。

最后，我们需要对仿真结果进行验证和调整。

对于仿真结果的验证，我们可以通过实验对两栖自行火炮进行水上横向射击测试，并比较实测数据和仿真结果。

对于仿真结果的调整，我们可以调整水上浮体的末端装置、重心位置等参数，以获取更好的稳定性表现。

综上所述，对两栖自行火炮的水上横向射击稳定性进行仿真分析可以帮助我们更好地了解其工作原理，预测其性能表现，并优化其结构设计。

这种分析方法可以节省大量时间和成本，同时提高武器系统的可靠性和性能。

在进行两栖自行火炮水上横向射击稳定性仿真分析时，需要考虑的相关数据包括水面涟漪的大小和频率，风力、流速和水体温度等因素。

下面对这些数据进行具体的分析。

首先是水面涟漪的大小和频率。