旋转弹转速、炮口速度及章动参数测试技术研究

【摘要】高速旋转弹外弹道参数的测试为武器弹药的精确化设计提供了重要依据。弹丸炮口速度对于评定火炮系统的弹道性能有着重要作用；章动参数是判断弹丸的飞行是否稳定及飞行过程中是否发生早炸的直接因素。针对现有外弹道参数测试技术存在测试装置结构复杂、恶劣环境下数据难以获取、整个外弹道测试难度大，本文对旋转弹转速、炮口速度及章动参数测试技术展开研究。运用自行研制的柔性薄膜线圈式地磁传感器（原理为：安装在弹体表面的地磁线圈随弹体一起旋转切割磁感线产生周期性的感应信号），依据弹载存储测试技术设计了旋转弹转速测试系统。同时，提出了一种运用弹丸转速信息解算弹丸炮口速度及章动参数的新方法：运用弹丸炮口转速及缠度解算弹丸的炮口速度；提取转速曲线的包络解算弹丸的章动参数。本文的主要研究内容如下：（1）研究了地磁场理论，设计了薄膜线圈式地磁传感器；采用弹载存储测试技术设计了旋转弹转速测试系统，实现了弹丸外弹道转速信号的精确测量；（2）推导出弹丸炮口速度的解算公式，依据旋转弹的飞行稳定性理论，建立弹丸章动运动模型，推导出弹丸章动周期及章动角的解算公式；（3）研究了信号的HHT时频分析方法，运用该方法对转速信号进行时频分析；运用Hilbert变换提取转速信号的包络，运用包络解算出弹丸的章动周期和章动角。本文设计的弹丸转速测试系统具有安装简单方便、测量精度高、无需电源供电等优点。在此基础上提出的运用弹丸转速信息解算弹丸炮口速度及章动参数的方法，具有解算简单、可以解算整个外部弹道章动参数等优点，该测试数据为旋转弹的优化设计供了重要的依据。
【作者】岳晗；
【导师】裴东兴；张瑜；马亮星；
【作者基本信息】中北大学，仪器仪表工程，2014，硕士
【关键词】弹载存储测试；转速；章动；薄膜线圈式地磁传感器；无线射频；

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