[發(fā)明專利]用渦輪發(fā)電機(jī)作為傳感器的超寬帶引信測試系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610045969.X
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105737695B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王朝珉;何宏章
• 申請（專利權(quán)）人: 北京宏動科技有限公司
• 主分類號: F42C21/00
• 分類號: F42C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及常規(guī)彈藥引信測試領(lǐng)域，特別地，涉及一種用渦輪發(fā)電機(jī)作為傳感器的超寬帶引信測試系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有采用渦輪發(fā)電機(jī)作為物理電源的近炸引信一般可分為電容體制近炸引信、連續(xù)波多普勒體制近炸引信和超寬帶體制近炸引信。電容近炸引信、連續(xù)波多普勒體制引信僅能在未安裝渦輪發(fā)電機(jī)前使用目標(biāo)回波模擬器進(jìn)行測試，不能在渦輪發(fā)電機(jī)安裝后進(jìn)行半實物仿真測試，兩者均無法實現(xiàn)在渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動條件下真實噪聲環(huán)境中的動態(tài)測試。對于超寬帶體制近炸引信，在安裝渦輪發(fā)電機(jī)后雖然從理論上存在通過目標(biāo)回波模擬器進(jìn)行仿真測試的可能，但目前尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于如何基于渦輪發(fā)電機(jī)及超寬帶仿真測試儀對超寬帶體制近炸引信進(jìn)行真實彈道環(huán)境噪聲下動態(tài)測試的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N用渦輪發(fā)電機(jī)作為傳感器的超寬帶引信測試系統(tǒng)和方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)無法對超寬帶體制近炸引信進(jìn)行真實彈道環(huán)境噪聲下的動態(tài)測試的問題。

本申請?zhí)峁┑囊环N用渦輪發(fā)電機(jī)作為傳感器的超寬帶引信測試系統(tǒng)，所述超寬帶引信設(shè)置有渦輪發(fā)電機(jī)，所述系統(tǒng)包括氣動加載裝置、微處理裝置和超寬帶回波信號模擬裝置，其中：所述氣動加載裝置包括依次通過氣流通道連接的空氣壓縮機(jī)、電磁開關(guān)閥和氣嘴，用于將所述空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣動力通過氣嘴加載到所述超寬帶引信的渦輪發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣口，驅(qū)動渦輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動：所述微處理裝置用于根據(jù)加載在渦輪發(fā)電機(jī)上的風(fēng)速與渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動頻率曲線解析典型彈道曲線，生成用于控制電磁開關(guān)閥的氣壓控制信號；所述超寬帶回波信號模擬裝置用于在渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動頻率滿足預(yù)設(shè)遠(yuǎn)距離接電條件時，產(chǎn)生超寬帶目標(biāo)回波信號。

優(yōu)選的，所述電磁開關(guān)閥為高靈敏度電磁開關(guān)，通過接收所述微處理裝置生成的氣壓控制信號來調(diào)節(jié)和控制氣流通路的通斷間隔時間，以模擬彈道氣流的變化。

優(yōu)選的，所述渦輪發(fā)電機(jī)設(shè)置有供電模塊和方波產(chǎn)生模塊；所述微處理裝置具體包括AD轉(zhuǎn)換模塊、頻率變化特性提取模塊、計時模塊和彈道參數(shù)計算模塊，其中：所述方波產(chǎn)生模塊用于將渦輪發(fā)電機(jī)的輸出電壓經(jīng)過衰減后加載至AD轉(zhuǎn)換模塊；所述計時模塊在所述AD轉(zhuǎn)換模塊檢測到方波信號輸入時開啟定時器進(jìn)行計時；所述AD轉(zhuǎn)換模塊用于根據(jù)等長時間片內(nèi)方波信號電平變化次數(shù)計算渦輪發(fā)電機(jī)的電壓頻率；所述頻率變化特性提取模塊用于根據(jù)所述渦輪發(fā)電機(jī)的最大頻率f₀及其相應(yīng)時刻t₀、轉(zhuǎn)折點時的頻率f_mid及其相應(yīng)時刻t_mid，計算出彈丸的等效初速v₀和等效射角θ₀，確定彈丸類型；彈道參數(shù)計算模塊用于根據(jù)彈丸類型計算彈道參數(shù)，生成引信遠(yuǎn)距離接電時間和用于控制電磁開關(guān)閥的氣壓控制信號；所述彈道參數(shù)包括彈丸全彈道飛行時間、落速和落角；所述供電模塊根據(jù)所述遠(yuǎn)距離接電時間為待測超寬帶引信遠(yuǎn)距離接電。

優(yōu)選的，所述彈丸的等效初速v₀采用如下公式計算：

其中，f表示渦輪發(fā)電機(jī)的電壓頻率，v表示風(fēng)速，a表示方波的最大頻率，τ表示速度的阻尼系數(shù)。

優(yōu)選的，所述等效射角θ₀是、最小速度v_mid和最小速度出現(xiàn)時間t_mid的函數(shù)，即：θ₀＝θ(v₀，v_mid，t_mid)；所述最小速度采用如下公式計算：

其中，f_mid表示渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)折點時的頻率，v_mid表示最小速度，a表示方波的最大頻率，τ表示速度的阻尼系數(shù)。

優(yōu)選的，所述彈道參數(shù)計算模塊采用如下方式計算彈道參數(shù)：將輸入變量f₀、t_mid、f_mid形成的三維表格降為由變量f₀、A形成的二維表格，其中A為t_mid和f_mid的耦合變量；遍歷二維表格，以二維插值的形式確定所需要的彈道參數(shù)。

優(yōu)選的，所述電磁開關(guān)閥的導(dǎo)通時間通過控制所述微處理裝置生成的氣壓控制信號中高電平持續(xù)時間來調(diào)整。

優(yōu)選的，所述氣動加載裝置的空氣壓縮機(jī)和電磁開關(guān)閥之間還設(shè)置有通過氣流通道連接的氣壓調(diào)節(jié)閥，所述氣壓調(diào)節(jié)閥上設(shè)置有氣壓表，用于手動調(diào)節(jié)加載在待測試的超寬帶引信上的氣流壓力。