一种无线电引信仿真测试系统

文档序号:1769691 发布日期:2019-12-03 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 一种无线电引信仿真测试系统 (A kind of electronic fuse emulation test system ) 是由 *** 陈玲 谢全民 王小巍 邵喜春 郭鹏飞 张宝华 赵东华 张帅 李润敏 于 2019-08-07 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种无线电引信仿真测试系统,包括双环境力仿真装置、近炸信号仿真装置、碰炸仿真测试装置、信号采集装置和控制装置,双环境力仿真装置、近炸信号仿真装置、碰炸仿真测试装置和信号采集装置分别与控制装置电连接。本发明的有益效果是:在保持技术状态不变的情况下(不做任何分解和改装,保持引信内部原始状态)可对全引信进行检测,模拟了引信在弹丸发射过程中经历的双环境条件,仿真程度高;单人手工操作便可完成引信的更换、检测;安全性、可靠性高,测试精度高;可以替代真实的弹丸完成引信的功能检测、故障分析、检验验收,将极大地提高弹丸引信的检测效率,节约大量购置同类专用检测设备的经费。(The present invention relates to a kind of electronic fuse emulation test systems, including double environmental forces simulators, closely fried signal simulation device, touch fried simulation testing device, signal pickup assembly and control device, double environmental forces simulators, closely fried signal simulation device touch fried simulation testing device and signal pickup assembly is electrically connected with control device respectively.The beneficial effects of the present invention are: (not doing any decomposition and repacking in the case where keeping state of the art constant, keep reset condition inside fuse) full fuse can be detected, double environmental conditions that fuse is undergone during pellet injection are simulated, emulator is high;Single manual operations can complete the replacement of fuse, detection;Safety, high reliablity, measuring accuracy are high;True bullet can be substituted and complete the Function detection of fuse, accident analysis, inspection and acceptance, the detection efficiency of Projectile Fuze will be greatlyd improve, save the funds for largely purchasing similar special inspecting equipment.)

一种无线电引信仿真测试系统

技术领域

本发明涉及枪弹领域,具体涉及一种无线电引信仿真测试系统。

背景技术

随着火箭弹储存时间的逐渐增长,处于储存状态下无线电引信受到环境应力的影响,其内部性能(安全性能和战技术性能)必然发生变化,质量状况逐步下降,直接影响弹药的储存性能和使用性能,如何准确的、适时的掌握它们的质量状况,以便总部做出其使用、技术处理等决策,成为我军弹药管理和使用部队急需解决的重大问题,也成为直接关系到能否确保火箭弹平时的储存安全和战时可靠使用的现实问题。但是,目前没有相应的仿真测试方法和设备,能够全系统的综合考核无线电引信的性能以确定其质量状况,导致该无线电引信的储存管理和使用无据可依。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无线电引信仿真测试系统,以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种无线电引信仿真测试系统,包括双环境力仿真装置、近炸信号仿真装置、碰炸仿真测试装置、信号采集装置和控制装置,双环境力仿真装置、近炸信号仿真装置、碰炸仿真测试装置和信号采集装置分别与控制装置电连接;信号采集装置用于在引信内电池激活后对电子头所发射的电磁波信号进行采集、用于近炸测试时采集引信产生的***声以及用于对无线电引信中定时器所设定的时间进行测量。

本发明的有益效果是:在保持技术状态不变的情况下(不做任何分解和改装,保持引信内部原始状态)可对全引信进行检测,模拟了引信在弹丸发射过程中经历的双环境条件,仿真程度高;安全性、可靠性高,测试精度高;可以替代真实的弹丸完成引信的功能检测、故障分析、检验验收,将极大地提高弹丸引信的检测效率,节约大量购置同类专用检测设备的经费。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

进一步,双环境力仿真装置包括惯性加速度仿真组件和离心加速度仿真组件,离心加速度仿真组件设置在惯性加速度仿真组件上,离心加速度仿真组件和惯性加速度仿真组件分别与控制装置电连接。

进一步,双环境力仿真装置还包括电磁屏蔽组件,电磁屏蔽组件设置在惯性加速度仿真组件上,电磁屏蔽组件与控制装置电连接。

进一步,惯性加速度仿真组件包括底座、电主轴、第一转盘、驱动机构和电磁定位销,第一转盘布置在底座的上方,驱动机构设置在底座上,电主轴转动设置在底座上,电主轴的两端分别与驱动机构的输出端和第一转盘相连接;电磁定位销设置在底座上,电主轴上设有定位孔,电磁定位销在得失电过程中其内部的插销交替的脱离和***至定位孔内,驱动机构和电磁定位销分别与控制装置电连接,离心加速度仿真组件和电磁屏蔽组件设置在第一转盘上。

进一步,离心加速度仿真组件包括转角电机、第二转盘、基座和旋转电机,转角电机设置在第一转盘上,第二转盘布置在第一转盘的上方且与转角电机的输出轴相连接,第二转盘的旋转中心线与第一转盘的旋转中心线共线,基座设置在第二转盘上,基座内转动设有用于与无线电引信相旋合的螺管,旋转电机设置在基座上,且旋转电机的输出轴与螺管相连接;转角电机和旋转电机分别与控制装置电连接。

采用上述进四步的有益效果是:将待测试的无线电引信装载在离心加速度仿真组件上,启动惯性加速度仿真组件和离心加速度仿真组件模拟无线电引信发射与飞行过程当中的惯性加速度和离心加速度,从而可以有效解除无线电引信的保险,结构简单,效率高。

进一步,电磁屏蔽组件包括防静电套筒和第一直线移动机构,第一直线移动机构设置在第一转盘上,防静电套筒设置在第一直线移动机构上,防静电套筒为内部中空、一端开口的柱状结构,防静电套筒的开口端朝向螺管,防静电套筒在第一直线移动机构的驱使使得旋在螺管上的无线电引信的电子头经由防静电套筒的开口端进入到防静电套筒内和完全脱离防静电套筒;第一直线移动机构与控制装置电连接。

采用上述进一步的有益效果是:由于测试对象为无线电引信,在进行双环境力解除保险试验时,电池由待激活状态转为激活状态,增设电磁屏蔽组件后可以防止外界对无线电引信造成干扰。

进一步,近炸信号仿真装置包括反射板和可移动式电动轨道,可移动式电动轨道布置在地面上,反射板设置在可移动式电动轨道上,反射板与无线电引信的电子头等高,可移动式电动轨道驱使反射板进行移动的方向与螺管的旋转中心线相平行;反射板和可移动式电动轨道分别与控制装置电连接。

采用上述进一步的有益效果是:在试验中根据试验法要求反射板向无线电引信电子头方向可作二次移动运行,确保无线电引信近炸功能可靠实现。

进一步,碰炸仿真测试装置包括机械人、拆卸夹爪和碰炸投掷管,拆卸夹爪设置在机械人上,机械人通过拆卸夹爪将螺管上的无线电引信取下并投入至碰炸投掷管内。

进一步,拆卸夹爪包括驱动电机、主动齿轮、压缩器、套管、锥形管和四爪夹头,压缩器固定设置在机械人上,四爪夹头通过套管与压缩器相连接,锥形管套在套管上,驱动电机固定设置在压缩器上,主动齿轮与驱动电机的输出轴相连接,锥形管的外圆周面上设有与主动齿轮相啮合的齿槽。

进一步,碰炸投掷管包括投掷导管、铁砧底箱、开关盖和转动电机,投掷导管布置在铁砧底箱的上方,且投掷导管的下端与铁砧底箱的内腔相连通,转动电机设置在投掷导管上;开关盖设置在投掷导管上端的开口处,并与转动电机的输出轴相连接,转动电机在旋转过程中促使开关盖打开和闭合投掷导管上端的开口。

采用上述进三步的有益效果是:可以有效的将引信从基座上拆卸下来,并投掷的进行碰炸,安全性高,效率高,结构简单。

附图说明

图1为本发明所述双环境力仿真装置的结构示意图;

图2为本发明所述碰炸仿真测试装置的结构示意图;

图3为本发明所述近炸信号仿真装置的结构示意图;

图4为本发明所述无线电引信仿真测试系统的电原理框图;

图5为本发明所述无线电波信号采集模块的电原理图;

图6为本发明所述导爆药***信号采集模块的电原理图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、双环境力仿真装置,110、惯性加速度仿真组件,111、底座,112、电主轴,113、第一转盘,114、电磁定位销,115、第一电机,120、离心加速度仿真组件,121、转角电机,122、第二转盘,123、基座,1231、螺管,124、旋转电机,130、电磁屏蔽组件,131、防静电套筒,132、第一直线移动机构,2、近炸信号仿真装置,210、反射板,220、可移动式电动轨道,3、碰炸仿真测试装置,310、机械人,311、第二直线移动机构,312、下立管,313、升降器,314、上立管,315、横臂,316、固定压套,317、偏转电机,320、拆卸夹爪,321、驱动电机,322、主动齿轮,323、压缩器,324、套管,325、锥形管,326、四爪夹头,330、碰炸投掷管,331、投掷导管,332、铁砧底箱,333、开关盖,334、转动电机,4、信号采集装置,410、无线电波信号采集模块,420、导爆药***信号采集模块,430、大转速信号采集模块,440、引信自转转速信号采集模块,450、时间测量模块,5、控制装置,510、中央控制器,520、计算机,6、配重块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

根据该无线电引信的性能、结构特点和确定的测试项目及判定标准,为了实现半实物仿真测试,拟设计双环境力仿真装置1,实现无线电引信解除保险所需环境力仿真,并且结合推板试验方法,拟设计近炸信号仿真装置2,模拟多普勒信号,测试无线电引信近炸功能,结合跌落试验方法,拟设计碰炸仿真测试装置3,模拟无线电引信碰击目标过程,测试无线电引信碰炸功能。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示,一种无线电引信仿真测试系统,包括双环境力仿真装置1、近炸信号仿真装置2、碰炸仿真测试装置3、信号采集装置4和控制装置5,双环境力仿真装置1、近炸信号仿真装置2、碰炸仿真测试装置3和信号采集装置4分别与控制装置5电连接。

实施例2

如图1、图2、图3、图4所示,一种无线电引信仿真测试系统,包括双环境力仿真装置1、近炸信号仿真装置2、碰炸仿真测试装置3、信号采集装置4和控制装置5,双环境力仿真装置1、近炸信号仿真装置2、碰炸仿真测试装置3和信号采集装置4分别与控制装置5电连接。

双环境力仿真装置1主要实现无线电引信发射与飞行过程当中的惯性加速度和离心加速度仿真,为此将双环境力仿真装置1设计成包括惯性加速度仿真组件110、离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130。电磁屏蔽组件130主要是确保无线电引信在仿真的环境力下进行试验时不受外界电磁信号干扰,提高测试安全性和可靠性。

双环境力仿真装置1包括惯性加速度仿真组件110、离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130,离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130均设置在惯性加速度仿真组件110上,离心加速度仿真组件120、电磁屏蔽组件130和惯性加速度仿真组件110分别与控制装置5电连接。

实施例3

如图1、图2、图3、图4所示,一种无线电引信仿真测试系统,包括双环境力仿真装置1、近炸信号仿真装置2、碰炸仿真测试装置3、信号采集装置4和控制装置5,双环境力仿真装置1、近炸信号仿真装置2、碰炸仿真测试装置3和信号采集装置4分别与控制装置5电连接。

双环境力仿真装置1主要实现无线电引信发射与飞行过程当中的惯性加速度和离心加速度仿真,为此将双环境力仿真装置1设计成包括惯性加速度仿真组件110、离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130。电磁屏蔽组件130主要是确保无线电引信在仿真的环境力下进行试验时不受外界电磁信号干扰,提高测试安全性和可靠性。

双环境力仿真装置1包括惯性加速度仿真组件110、离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130,离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130均设置在惯性加速度仿真组件110上,离心加速度仿真组件120、电磁屏蔽组件130和惯性加速度仿真组件110分别与控制装置5电连接。

惯性加速度仿真组件110包括底座111、电主轴112、第一转盘113、驱动机构和电磁定位销114,第一转盘113布置在底座111的上方,驱动机构设置在底座111上,电主轴112转动设置在底座111上,通常情况下,电主轴112通过多个轴承竖直固定在底座111上,各轴承的外圈与底座111相固定,而各轴承的内圈套着电主轴112,且与电主轴112固定连接,电主轴112的上端与第一转盘113相连接,具体连接方式可以是:电主轴112的上端通过多个螺栓与第一转盘113的下端面相连接,采用螺栓连接主要是为了方便拆装,电主轴112的下端与驱动机构的输出端相连接,通过驱动机构可以驱动电主轴112进行转动,驱动机构包括第一电机115和传动链,第一电机115固定在底座111上,传动链分别与第一电机115的输出轴和电主轴112相连接,传动链的传动方式可以是齿轮传动、皮带传动或链轮传动。在底座111底部有四个安装定位孔,用于安装时与地面固定,起到一定的稳定作用。

电磁定位销114设置在底座111上,电主轴112上设有定位孔,电磁定位销114与控制装置5电连接,控制装置5控制电磁定位销114得电时,电磁定位销114内的电磁吸合器使定位销脱离定位孔,控制装置5控制电磁定位销114失电时,电磁定位销114内的定位销***至定位孔内,驱动机构与控制装置5电连接,离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130设置在第一转盘113上。

双环境力仿真装置1还包括高转速多通道抗静电电滑环,高转速多通道抗静电电滑环安装在电主轴112上,在本实施例,高转速多通道抗静电电滑环具有至少18组通道,惯性加速度仿真组件110、离心加速度仿真组件120和电磁屏蔽组件130分别与高转速多通道抗静电电滑环的内组电连接,而高转速多通道抗静电电滑环的外组与控制装置5电连接,同时转速多通道抗静电电滑环的外组还与电源电连接。

离心加速度仿真组件120包括转角电机121、第二转盘122、基座123和旋转电机124,转角电机121设置在第一转盘113上,第二转盘122布置在第一转盘113的上方且与转角电机121的输出轴相连接,第二转盘122的旋转中心线与第一转盘113的旋转中心线平行,基座123设置在第二转盘122上,基座123内转动设有用于与无线电引信相旋合的螺管1231,旋转电机124设置在基座123上,且旋转电机124的输出轴与螺管1231相连接,螺管1231的旋转中心线与第一转盘113的旋转中心线垂直且相交;转角电机121和旋转电机124分别与控制装置5电连接。

由于测试对象为无线电引信,在进行双环境力解除保险试验时,电池由待激活状态转为激活状态,为了防止外界对无线电引信造成干扰,特别是影响近炸功能的检测设计电磁屏蔽组件130。

考虑到进行双环境力解除保险试验时要处于屏蔽状态,解除保险后,进行近炸功能测试时,要脱离屏蔽状态,根据此功能需求,将电磁屏蔽组件130设计成包括防静电套筒131和第一直线移动机构132,第一直线移动机构132设置在第一转盘113上,防静电套筒131设置在第一直线移动机构132上,防静电套筒131为内部中空、一端开口的柱状结构,防静电套筒131的开口端朝向螺管1231,防静电套筒131在第一直线移动机构132的驱使使得旋在螺管1231上的无线电引信的电子头经由防静电套筒131的开口端进入到防静电套筒131内和完全脱离防静电套筒131;第一直线移动机构132与控制装置5电连接,具体为:第一直线移动机构132与高转速多通道抗静电电滑环的内组电连接,高转速多通道抗静电电滑环的外组与控制装置5电连接。

要测试无线电引信的近炸功能,必须要向辐射无线电波的无线电引信发射模拟信号,才能产生多普勒信号,启动无线电引信的起爆机构,为此,增设近炸信号仿真装置2,其中,近炸信号仿真装置2包括反射板210和可移动式电动轨道220,可移动式电动轨道220布置在地面上,反射板210设置在可移动式电动轨道220上,反射板210与无线电引信的电子头等高,可移动式电动轨道220驱使反射板210进行移动的方向与螺管1231的旋转中心线相平行;反射板210和可移动式电动轨道220分别与控制装置5电连接,反射板210的电磁波与无线电引信电子头的电磁波相向运行并相叠加后,产生多普勒效应,使无线电引信近炸功能作用。

如果无线电引信近炸功能检测时无线电引信近炸失效,不能判定无线电引信失效,因其还具有碰炸功能,这就需要设计碰炸仿真测试装置3,为了确保安全可靠,将其设计成包括机械人310、拆卸夹爪320和碰炸投掷管330,拆卸夹爪320设置在机械人310上,机械人310通过拆卸夹爪320将螺管1231上的无线电引信取下并投入至碰炸投掷管330内。

拆卸夹爪320包括驱动电机321、主动齿轮322、压缩器323、套管324、锥形管325和四爪夹头326,压缩器323固定设置在机械人310上,四爪夹头326通过套管324与压缩器323相连接,锥形管325套在套管324上,驱动电机321固定设置在压缩器323上,主动齿轮322与驱动电机321的输出轴相连接,锥形管325的外圆周面上设有与主动齿轮322相啮合的齿槽。

机械人310包括第二直线移动机构311、下立管312、升降器313、上立管314、横臂315、固定压套316和偏转电机317,下立管312竖直设置在第二直线移动机构311上,上立管314通过升降器313与下立管312相连接,横臂315通过固定压套316水平固定在上立管314的上端,偏转电机317设置在横臂315的端部,偏转电机317的输出轴与套管324相连接,以驱动拆卸夹爪320进行转动。

信号采集装置4包括无线电波信号采集模块410、导爆药***信号采集模块420、大转速信号采集模块430、引信自转转速信号采集模块440和时间测量模块450,无线电波信号采集模块410、导爆药***信号采集模块420、大转速信号采集模块430、时间测量模块450和引信自转转速信号采集模块440分别与控制装置5电连接,在本实施例中,控制装置5包括中央控制器510和计算机520,其中,无线电波信号采集模块410、导爆药***信号采集模块420、大转速信号采集模块430、引信自转转速信号采集模块440、时间测量模块450、第一电机115、电磁定位销114、转角电机121、旋转电机124、第一直线移动机构132、反射板210、可移动式电动轨道220、偏转电机317、压缩器323、驱动电机321和第二直线移动机构311分别与中央控制器510电连接,而中央控制器510与计算机520电连接。

碰炸投掷管330包括投掷导管331、铁砧底箱332、开关盖333和转动电机334,投掷导管331布置在铁砧底箱332的上方,且投掷导管331的下端与铁砧底箱332的内腔相连通,转动电机334设置在投掷导管331上;开关盖333设置在投掷导管331上端的开口处,并与转动电机334的输出轴相连接,转动电机334在旋转过程中促使开关盖333打开和闭合投掷导管331上端的开口。

无线电波信号采集模块410是在引信内电池激活后,经过定时器延期时间后,电子头对外发射出410MHz的电磁波时,无线电波信号采集模块410准确收到410MHz的电磁波信息后经由中央控制器510反馈给计算机520,并将程序中的计时仪关闭(停止计时),计算机520通过中央控制器510给可移动式电动轨道220一个驱动信号,使反射板210向引信方向运行,同时计算机520通过中央控制器510给反射板210工作信号,该电磁波的采集是引信试验质量的一个重要指标。

无线电波信号采集模块410处理信号的步骤如下:

410MHz的信号被接收后,经放大和检试后,形成低频信号,送到执行级同时输出三个触发信号:即使计时仪停止计时计算机520显示电磁波接收结果(红灯变绿灯),同时给近炸信号仿真装置2工作信号,使反射板210向引信方向运动,并发射电磁波;若无信号接收(红灯不变绿灯),则引信有缺陷。

导爆药***信号采集模块420其主要功能是在无线电引信近炸试验中,当反射板210的电磁波与引信电子头发射的电磁波相向所产生多普勒信号,而触发引信近炸作用,即利用声传感器对引信产生的***声进行有效可靠的采集并反馈给计算机终端,该***声的采集是引信试验质量的一个重要指标,是判定传爆序列作用可靠性的重要判据,导爆药***信号采集模块420所采集的引信***声为模拟信号,导爆药***信号采集模块420内的拾音器的分辨率为20db~80db可调,采集后经放大和检波信号送到执行级并经由中央控制器510反馈给计算机520显示试验结果(红灯变绿灯),若无***声信号接收(红灯不变绿灯),则引信有缺陷。

时间测量模块450主要是对无线电引信中定时器所设定的时间进行测量,以对无线电引信远距离解除保险作用的质量判断,是无线电引信安全可靠性的重要指标,测量范围12S~120S,精度10-2秒,计时仪工作启始点:第一转盘113开始转动后的第3S步开始计时,到无线电引信的电磁波410MHz被采集后停止计时,即起始与停止之间的时间段即为定时器设置时间(误差值为前-6后+9秒)。

时间测量模块450主要由正弦信号发生器、信号转换电路、门电路、计数器组成,正弦信号发生器的作用是产生一个频率为1KHZ的正弦波信号,信号转换电路由施密特电路、微分电路、倒相放大电路等组成,其作用是通过施密特电路将正弦波转变成方波信号,再经微分电路将方波信号转变成正负脉冲信号,然后经倒相放大电路将正脉冲信号倒相放大后,变成计数器所需要的单向负脉冲信号,时间间隔为10ms的负脉冲波信号经触发电路送至计数器,计数器通过计算进入脉冲个数,并将其转化成时间后输出至计算机520显示上。门电路是一个类似“门”的双稳态电路,用来控制负脉冲是否进入计数器,当“门”打开的时候,负脉冲才能进入计算器,当“门”关闭时,负脉冲就不能进入计算器,而“门”的开闭,则由第一电机115上的第一转盘113转动(达到设置转速最高点)至接收到电磁波时发出的“开始”、“关闭”信号来控制。

大转速信号采集模块430用于采集第一电机115的转速,通常情况下大转速信号采集模块430可以为光电测速传感器;引信自转转速信号采集模块440用于采集旋转电机124的转速,通常情况下引信自转转速信号采集模块440可以为光电测速传感器。

以无线电引信为DRD23引信为例进行具体参数的设定:

根据无线电引信解除保险战技要求,对于DRD23引信而言其惯性加速度要求达到30g,离心加速度要达到24g,DRD 23引信电子头发射的电磁波为410MHz。针对DRD 23引信进行全系统(不含传爆管)综合作用可靠性测试。

DRD 23型火箭炮引信,代号为DRD23,DRD23配用于1981年式122毫米火箭炮杀伤***榴弹,DRD 23型火箭炮引信是一种分米波多普勒引信,具有双环境力解除保险、远距离接电、碰炸和近炸功能的引信,该引信由高频组件、低频组件、电源、触发机构、装定机构、后坐保险机构、离心保险机构、带无返回力矩调速器的钟表机构、远距离接电机构、转子隔爆机构和传爆序列等组成,平时,热电池电源的电解质处于固态,电源不工作,第一转盘被离心销和挡杆锁定在隔爆位,无线电引信处于保险状态。

DRD 23引信战术技术指标如下:

安全落高:3m(头向上,试验弹及引信质量8.5kg);2m(头向下、横放,试验弹及引信质量8.5kg);第一保险:后坐;第二保险:离心;解除保险距离:主动段末;正常作用率:≥85%(近炸);失效率:≤5%(含早炸与瞎火);炸高:6m~13m(组平均,落角9°~62°,中等反射强度地面);0.5m~30m(单发);远距离接电时间范围:6s~120s;远距离接电时间间隔:3s;工作温度:-40℃~+50℃;储存年限:15年。

其作用过程如下:

发射前,应根据射击目标需要对无线电引信进行近炸接电时间或碰炸装定。

发射时,在后坐力作用下,惯性滑块压缩滑块簧下移一定距离后,释放钟表机构的驱动件,驱动板在钟表机构的控制下,经过约0.8s转正到位,同时,离心销在离心加速度的作用外撤,释放第一转盘,解除对第一转盘的保险;驱动板转动到位后,释放保险板,在扭矩作用下,使保险板轴迅速转过一定保险角度,释放激活击针;激活击针在激活簧抗力作用下向上戳击撞头内的火帽,火帽发火产生的火药气体推动撞头撞击装于电池底部的撞击帽,使电池激活;在激活击针向上戳击火帽的同时,将锁定触发机构的挡杆释放,解除对爆第一转盘的第一道保险,此时,滑块插针在后坐力的作用下仍卡在第一转盘的保险孔内,第一转盘仍处于隔爆位置,无线电引信处于保险状态,激活后的电池开始给定时器供电,定时器工作,在未达到定时器装定时间前,高、低频电路不工作,无线电引信不会受到内部及外界的任何干扰,处于安全状态。

主动段末,滑块所受后坐力小于滑块簧克服其他阻力后的剩余抗力时,滑块在滑块簧抗力的推动下上移,插针解除对第一转盘的第二道保险,第一转盘转正到位,传爆序列对正,无线电引信处于待发状态,此时无线电引信虽已解除保险,但在未达到预先装定的接电时间之前,高、低频电路仍不工作,无线电引信依然不会受到内部和外界的干扰。

当达到装定的接电时间后,定时器将电源电压加到无线电引信的电子组件上,高频部分开始向空间辐射电磁波,低频电路中的点火电路的储能电容C开始充电,经2s左右,电容器C上的储备能量足以引爆电***,近炸作用部分处于待发状态。

接近目标时,无线电引信辐射出去的电磁波被目标反射回来后又被无线电引信天线所接收,经检波后输出多普勒信号,低频电路对信号频率及幅度加以识别,当弹丸到达预定高度时,点火电路输出点火脉冲,引爆***,无线电引信作用。

当无线电引信近炸功能失效时,在弹丸碰击目标时,碰炸开关闭合或触发机构作用,无线电引信作用,也可根据需要,直接选择触发作用,弹丸碰击目标时,触发机构作用,无线电引信作用。

控制122毫米火箭弹按照预定炸高适时作用,近炸失效时也可碰炸作用,是全弹寿命中的薄弱环节。

对于第一转盘113的尺寸来讲,要考虑转速与第一转盘113半径的匹配性设计,根据离心加速度计算公式A=0.0112Rn2(式中A为恒加速度单位g,R为引信安装计算半径单位m,n引信旋转速度单位r/min),由公式可知,当A为定值时,R和n成反比关系。

R越大,旋转起来稳定性不易控制,而且所占空间交大;R越小,需要的转速越高,对电机转速要求高,相应安装部件的剪切能力也要求高,综合考虑可靠性和安全性,采用小半径中转速的方式来实现,当引信安装半径为R=0.248m,n=330r/min,根据:A=0.0112Rn2,即:A=0.0112Rn2=0.0112×0.248×(330)2=302.5,G=302.5/9.8=30.86g,即;无线电引信在此距离和转速条件下其加在无线电引信上直线加速过载为30.86g,满足解除惯性保险所需的30g加速度。为了确保无线电引信的安装和便于加工,将整个大第一转盘113半径确定为R1=0.3m,在R=0.248m处安装底座111,为了确保旋转时设备稳定不晃动,在与底座111同第一转盘113直径上设计等重配重块6,与底座111成轴对称安装。

第一电机115的转速设计计算

一是功率问题,要确保该电机能够带动第一转盘113达到规定转速;电机功率需要5.5kW,具体可以选择电机型号GRF01,7.5kW;

二是启动时间问题,要确保启动时间越短越好,这样仿真出的惯性加速度更接近真实值,经过多次试验,加速启动时间为3s最合适,并且将其启动第3s秒作为无线电引信计时器启动时间,控制装置5开始计时;

三是速度可调问题,考虑该装置功能拓展问题,除了仿真火箭弹无线电引信的惯性加速度外,还希望能够仿真迫击炮弹发射时的惯性加速度,因此应用变频技术,通过设定频率改变磁极对数,有效的提高和可控制电机的转速。

根据公式:

n1=60s1(1-s2)/p1 (1)

n=fn/p2×n1 (2)

式中:n1——基本转速 p1——常规电机磁极

s2——基本参数量 s1——电源频率

fn——最高频率 n——最高转速

根据以上公式,设计计算和查表所得参数如下:

p1=2 p2=28(变频后的磁极对数)

s2=0.1(查表所得参数)

s1=50Hz(市电频率) fn=60Hz(设计频率)

代入(1)式得

n1=60s(1-s)/p1=60×50(1-0.1)/2=1350r/min

代入(2)式得

n=fn*n1/p2=60*1350/28=2900(r/min)

通过以上计算所得第一转盘113的最高转速为2900r/min,即第一转盘113可无级调速范围为0r/min~2900r/min,满足试验所需330r/min的要求,同时也满足迫击炮弹引信300g加速度拓展仿真需求。

为了确保该无线电引信可靠解除保险,要求其自身转速产生的离心加速度至少为15g,结合离心加速度仿真组件120安装位置,旋转速度按以下计算:

R=0.015m

n=1200r/min

根据:A=0.0112Rn2G=A/8

即:A=0.0112R×0.015=242

G=242/9.8=24.7g

即:无线电引信的离心加速过载在此转速条件下因无线电引信中的离心滑块距离中心距离为0.015m其加在无线电引信上的离心加速过载为24.7g,大于其解除离心保险加速度24g,满足解除离心保险要求,所以,选择的旋转电机124转速在1200r/min以上,旋转电机124可以选择直流变速电机,型号可为SBD-CI08-W,旋转电机124作为动力以旋转基座123带动无线电引信做回转运动,待试验无线电引信安装在旋转基座123中心螺管1231上(逆时针旋转,无线电引信在基座123上越转越紧,避免高速旋转时脱落)。

反射板210发射的电磁波为500Hz,高度为1.5米(与第一转盘113上的无线电引信同一高度),工作时可移动式电动轨道220带动反射板210向无线电引信方向移劝,移动距离为4.5米,反射板210移动速度为0.3m/秒,在试验中根据试验法要求反射板210向无线电引信电子头方向可作二次移动运行,确保无线电引信近炸功能可靠实现。

中央控制器510(微处理器)是整个电控系统的核心,它将计算机520发出的各种指令按设定程序要求分配给各个功能模块,使它们有效的发挥功能作用,并将各功能模块的运行和完成情况又反馈给计算机520,使计算机520能正确的判断试验设备的工作状态正常已否,使整个工作系统进行良性的循环运行,它还可发现错误的信息和指令,并具有纠错功能,并可自动终止程序运行,以防故障扩大,将损失减少到最小范围,我们现采用的中央控制器510为ADuC812,是集成12位数据采集系统,它具有在线调试和下载功能,其通过开发系统与ADuC812的串口通讯,直接对用户系统进行调试,并在调试完成后将调试好的程序直接下载到ADuC812中,具有良好的配置和可操作性及功能扩充性。

在计算机520内应用Visual Basie作为开发平台开发一套全自动操控系统,整个软件系统的设计采用面向对象技术,对端口直接读写,缩短了开发周期,能准确地采集数据的瞬时值,有效值等,经实弹试验和应用情况表明,系统工作稳定,操作简便、能适应控制系统各种应用场所,可大大提高试验工作效率(该系统能适应Windows系列视窗平台)系统还设置以下功能:自动备份功能,防止运行过程中现出偶发事故导致数据丢失,各种方式的保护措施,而且由于控制系统采用了DDP技术,不仅有效地利用了DOS的代码资源,缩短了开发周期,而且建立的通信类、数据类信息,都有良好的可重用性,便于新模块的开发和程序的升级。

本发明所具备的效果为:

1)仿真程度高

以往的专用检测设备只可对引信的机芯部件进行高启动速度条件下的解保检验,本发明在保持技术状态不变的情况下(不做任何分解和改装,保持引信内部原始状态)可对全引信进行检测,并设计加大转盘的强度、扭矩,从而大大提高了启动速度,可在2至3秒内快速达到解保过载,高仿真的模拟了火箭弹引信在弹丸发射过程中经历的双环境条件;

2)操作简单

在操作上非常简洁方便,在输入相应试验参数后,采用一键式操作对电子时间引信、无线电引信、机械触发引信等不同类的产品,通过加装不同的防护套(筒),可实现在同一试验腔体、同一接口关系下进行测试,测试方法可行,使用方便,安全措施得当,整个系统的设计采用面向对象技术,对端口直接读写,能准确地采集数据的瞬时值、有效值等,系统各项功能的实现由计算机控制,一类引信对应一个运行程序,系统也能预先设置运行键完成测试任务,单人手工操作就可完成多种引信的更换、检测;

3)安全性、可靠性高

能够确保试验过程中操作人员和设备设施的安全,提高了工作可靠性、减小了故障率;

4)测试精度高

检测设备内设置有引信完整的自动检测系统,以往产品只能实现引信电子头部件的自动检测,全引信的检测还要靠手工装定、人耳辨声、秒表计时来完成,该系统能检测引信准确的计时起点、起爆信号的捕获,硬件计时电路,将计时精度提高到毫秒;转盘旋转系统采用由变频器参与控制的闭环控制系统,能够准确设定试验参数,可大大提高系统的控制精度。

5)经济效益高

可以替代真实的火箭弹完成引信的功能检测、故障分析、检验验收,将极大地提高火箭弹引信的检测效率,节约大量购置同类专用检测设备的经费。

具体使用流程如下:

将待测试的无线电引信旋在基座123中心螺管1231上,启动第一直线移动机构132,使得防静电套筒131在第一直线移动机构132的驱使下可靠的罩着无线电引信的电子头,然后使旋转电机124开始按设定的转速运行(DRD23无线电引信为1200转/分),从而产生无线电引信解除保险的离心力,5秒后,启动第一电机115,第一转盘113开始运转,计时仪开始计时,在运行时间结束后,第一电机115和旋转电机124同时停止运行,电主轴112低速转动,电磁定位销114启动,以对电主轴112进行制动,第一直线移动机构132启动,第一直线移动机构132驱使防静电套筒131释放无线电引信的电子头,启动转角电机121,转角电机121带动第二转盘122以及安装于第二转盘122上的基座123和旋转电机124偏转90°,使引信电子头与反射板210成平行状态,同时无线电波信号采集模块410和导爆药***信号采集模块420开启工作,无线电波信号采集模块410收到无线电引信电子头电磁波信号计时仪停止计时,可移动式电动轨道220启动,驱使反射板210进行移动,反射板210开启,发射频率为500Hz的电磁波,导爆药***信号采集模块420收到***声信号,计算机520显示电磁波信号、***声和定时器时间,若无无线电引信***声,碰炸仿真测试装置3启动,碰炸仿真测试装置3将无线电引信取下进行碰炸。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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