[實(shí)用新型]炮塔轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測試裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00262463.X
• 申請日: 2000-12-01
• 公開（公告）號: CN2498598Y
• 公開（公告）日: 2002-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳三靈;王寶元;溫波
• 申請（專利權(quán)）人: 王寶元;吳三靈;溫波
• 主分類號: G01M1/10
• 分類號: G01M1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種炮塔轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測試裝置。具體地講，本實(shí)用新型涉及自行火炮炮塔和坦克炮塔繞其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測試裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭的發(fā)展使得火炮自動化程度越來越高，快速精確地跟蹤目標(biāo)或快速準(zhǔn)確地定位定向是檢驗(yàn)火炮隨動系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的主要標(biāo)志，同時也是消滅敵人、保存自己的重要條件之一。炮塔繞其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動特性的優(yōu)劣直接影響著隨動系統(tǒng)的動力學(xué)特性，它也影響著隨動系統(tǒng)的跟蹤精度和火炮的射擊精度。炮塔轉(zhuǎn)動慣量是火炮隨動系統(tǒng)的一個重要設(shè)計(jì)參數(shù)，精確快速地獲取炮塔轉(zhuǎn)動慣量是提高火炮隨動系統(tǒng)性能的重要條件保障。火炮炮塔是一個結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體，它里面不僅安裝著各種電子儀器設(shè)備，同時也鋪設(shè)了各種通訊線路和管路，彈藥和部分乘員也是炮塔的組成部分。

過去，人們獲取炮塔轉(zhuǎn)動慣量參數(shù)時，常用簡化計(jì)算的方法。由于炮塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算值與實(shí)際值有一定誤差。盡管計(jì)算機(jī)技術(shù)和火炮CAD技術(shù)的發(fā)展為炮塔轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算提供了強(qiáng)有力的工具，但更精確地獲取轉(zhuǎn)動慣量值也非易事。

實(shí)驗(yàn)測試手段和技術(shù)的發(fā)展，為物體轉(zhuǎn)動慣量的測量提供了各種方法。常用的方法有擺動法、扭振法、滾擺法和落體法等。

采用擺動法時，將被測構(gòu)件支承在水平的三角刀口上，使它作微幅擺動或者將被測構(gòu)件用軸承置于水平位置，在軸承的一端懸掛一已知轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件，使它與被測構(gòu)件一同作微幅擺動。扭振法就是將被測構(gòu)件用一根扭轉(zhuǎn)剛度已知的鋼絲懸掛起來，使構(gòu)件作微幅扭振，或用三根等長的鋼絲把被測構(gòu)件懸掛起來，三個懸掛點(diǎn)三等分圓周，使構(gòu)件作微幅扭振。滾擺法就是將被測構(gòu)件放置在一圓弧形支架上，使構(gòu)件作微幅滾擺。落體法就是將被測構(gòu)件用軸承置于水平位置，軸的一端安裝在細(xì)繩上，當(dāng)重物下落時，帶動被測構(gòu)件轉(zhuǎn)動。除落體法用測量重物下落時間來求取被測構(gòu)件轉(zhuǎn)動慣量外，其余方法都是測量被測物體運(yùn)動周期。上述測量方法要求：①被測構(gòu)件與其安裝支架分離；②被測構(gòu)件一般重量和體積不能太大；③要有專用的測試臺架。自行火炮炮塔重量一般有數(shù)噸重且體積龐大，只有在射擊狀態(tài)時，炮塔內(nèi)外所有的附加物才比較齊全，在這種狀態(tài)下測試轉(zhuǎn)動慣量更具實(shí)際意義。因此現(xiàn)用的轉(zhuǎn)動慣量測試方法都不能直接應(yīng)用于炮塔轉(zhuǎn)動慣量測量，必須另辟蹊徑。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提出一種炮塔轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測試裝置，以解決自行火炮炮塔和坦克炮塔繞其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測試。

本實(shí)用新型的目的是通過下述方法和裝置實(shí)現(xiàn)的：炮塔和底盤不分離，炮塔和底盤處于正常工作狀態(tài)。首先解除炮塔方向機(jī)約束，使炮塔能繞其回轉(zhuǎn)中心自由轉(zhuǎn)動。然后在炮口兩外側(cè)且與炮膛軸線垂直方向上各連接一彈簧，彈簧的另一端與固定不動物體相連。這時，炮塔為一轉(zhuǎn)動彈簧系統(tǒng)，在某一外界初始擾動條件下，炮塔會發(fā)生自由衰減振動。當(dāng)已知彈簧剛度系數(shù)且測出炮塔振動周期后，就可確定炮塔轉(zhuǎn)動慣量。

振動理論指出，當(dāng)一振動系統(tǒng)為弱阻尼時，阻尼對振動系統(tǒng)周期影響較小，可以滿足工程測量精度。解除方向機(jī)約束的炮塔彈簧振動系統(tǒng)就是一個弱阻尼系統(tǒng)。

本實(shí)用新型與傳統(tǒng)方法相比有明顯優(yōu)點(diǎn)。如果一個回轉(zhuǎn)體重量輕、體積小，那么，現(xiàn)有轉(zhuǎn)動慣量測試方法就可以直接采用。但由于自行火炮炮塔不但重量很重，而且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，炮塔上的某些結(jié)構(gòu)和底盤連接，不便于分離，則沒有現(xiàn)成方法可以采用。本實(shí)用新型提出的轉(zhuǎn)動慣量測試方法不必使炮塔和其底盤分離，由于底盤相當(dāng)于一個測試平臺，故本實(shí)用新型不必建造專用測試平臺。綜上所述，本實(shí)用新型與傳統(tǒng)方法相比，方法簡單，數(shù)據(jù)可靠，快速準(zhǔn)確，對測試環(huán)境要求低，可以現(xiàn)場測試。

本實(shí)用新型可用于自行火炮、坦克等炮塔繞其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測試。

附圖說明

附圖為炮塔繞其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測試裝置結(jié)構(gòu)圖(俯視圖，底盤未畫)。本實(shí)用新型的炮塔轉(zhuǎn)動慣量測試系統(tǒng)主要由炮塔1，身管2，彈簧3，加速度傳感器4和記錄儀器5組成。附圖中o點(diǎn)為炮塔回轉(zhuǎn)中心，A點(diǎn)為炮口。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案。

設(shè)炮塔(包括炮管)繞其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動慣量為I，炮口相連的彈簧剛度為k，炮口彈簧作用點(diǎn)A距炮塔回轉(zhuǎn)中心距離為l。在靜平衡位置取坐標(biāo)系xyo，規(guī)定逆時針轉(zhuǎn)動時，炮塔繞其回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的角位移θ為正。在時間t＝0時，使炮塔按圖示方向發(fā)生一微小角位移θ，這時，炮口便受有彈性恢復(fù)力2klθ，它對o點(diǎn)力矩為-2kl²θ，系統(tǒng)依靠這種彈性恢復(fù)力矩維持自由振動。由炮口安裝的加速度傳感器4測量系統(tǒng)振動周期，并由記錄儀器5記錄。