[發明專利]一種利用音爆測量超音速彈體彈著點的方法

有效

• 申請號: 201611074749.6
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106595394B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 王剛;劉毅;陳鑫;王澤漢;李生蘭;邢宇
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F41J5/06
• 分類號: F41J5/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種利用音爆測量超音速彈體彈著點的方法，在預計的彈著點附近設置若干壓力傳感器，當超音速彈體飛躍壓力傳感器時，每個壓力傳感器采集音爆特征，所有壓力傳感器的音爆特征以及位置關系組成特征匹配面；選擇若干個處于彈體飛行包線范圍內的速度矢量，并根據靶場試驗中的流場環境，超音速彈體幾何外形，利用CFD數值模擬方法計算所選擇的每個速度矢量下的超音速彈體流場；在得到的每個速度矢量下的超音速彈體流場中，尋找能夠與特征匹配面最優匹配的流場，得出超音速彈體的速度矢量和空間位置，并確定超音速彈體彈著點。本發明通過測量超音速彈體引起的音爆現象來確定其彈著點位置，從而達到降低實驗成本、提高試驗效率的目的。

技術領域

本發明涉及實驗空氣動力學領域，具體是一種利用激波引起的音爆現象來測量超音速彈體彈著點的方法。

背景技術

導彈(炮彈)的靶場試驗是檢驗和考核武器系統的戰術技術參數，能否滿足預定的設計要求、戰術性能指標及使用要求的重要手段，是武器系統研制過程中極為重要的環節，同時也是全面評估武器系統特點，提出改進設計，編寫使用條令的科學依據。在導彈的靶場試驗中，彈著點的位置不僅直接反映著導彈的命中精度，同時也是評估導彈毀傷性能的重要參數。因此，彈體彈著點的精確測量對于靶場試驗十分重要。

目前，在導彈靶場試驗中對于彈著點的測量，通常采用發射模型彈，用模型彈擊中靶標形成的彈孔來測量導彈的彈著點位置。這種方法雖然在多數情況能夠給出正確的彈著點位置，但是也存在一些問題：首先，靶標的設置會增加試驗耗費、影響武器系統的研制周期。靶標的大小應與測試導彈的命中精度有關，因而在考察導彈命中精度的靶場試驗中，為了使試驗能夠順利采集到數據，靶標會設置的相對足夠大，但從時間角度看，設置足夠大的靶標會增加試驗的準備時間，此外靶標是一次性使用產品，針對不同實驗反復樹立靶標，從經濟角度考慮，耗費也是相當可觀的。而且，對于一個新武器系統的檢驗和考核，通常需要數十次的靶場試驗，反復樹立靶標不僅會增加研究經費的開銷，還可能存在拉長武器研制周期的風險。其次，若靶標在實驗中損壞或者被摧毀，則不能測出其彈著點的準確位置。靶標是被測武器的目標，如果靶標在模型彈的強烈沖擊下損毀，則很難從本次試驗中辨認其彈著點位置。甚至試驗中發射的是實彈，而非模型彈的情況下，則不可能通過樹立靶標的方法來測量導彈的彈著點。

發明內容

為了克服現有靶場試驗中，樹立靶標測彈著點技術存在的耗費大、準備周期長的不足，本發明提出了一種利用音爆測量超音速彈體彈著點的方法，該方法通過測量超音速彈體引起的音爆現象來確定其彈著點位置，從而達到降低實驗成本、提高試驗效率的目的。

本發明的技術方案為：

所述一種利用音爆測量超音速彈體彈著點的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：在靶場試驗中，在預計的彈著點附近設置若干壓力傳感器，且壓力傳感器處于超音速彈體彈道下方；當超音速彈體飛躍壓力傳感器時，每個壓力傳感器采集音爆特征，所述音爆特征包括脈動幅值ΔP、脈動持續時間Δt以及感受到音爆的時間t；所有壓力傳感器的音爆特征以及位置關系組成特征匹配面；

步驟2：根據超音速彈體的飛行包線，選擇若干個處于飛行包線范圍內的速度矢量，以及靶場試驗中的流場環境，超音速彈體幾何外形，利用CFD數值模擬方法計算所選擇的每個速度矢量下的超音速彈體流場；

步驟3：在步驟2得到的每個速度矢量下的超音速彈體流場中，尋找能夠與步驟1得到的特征匹配面最優匹配的流場，進而得出超音速彈體的速度矢量和空間位置；根據超音速彈體的速度矢量和空間位置確定超音速彈體彈著點。

有益效果

本發明的有益效果是：采用可以多次重復使用的壓力傳感器代替原實驗中僅能一次性使用的靶標，從而實現了降低實驗成本的目的，壓力傳感器的安裝相對靶標的設置更加簡單、便捷，使其具備縮短試驗準備時間的優勢。