[发明专利]弹丸的章动参数测量方法

说明书

一.技术领域

本发明公开的弹丸的章动参数测量方法属电子测试技术领域，具体涉及的是一种采用内测法利用弹丸转速信息测量弹丸章动参数的新方法。

二.背景技术

对于线膛炮，高速旋转的弹丸在空中飞行的同时弹轴绕着弹道切线做某种周期性的摇摆运动，即章动。假设弹丸的质心与坐标原点O重合，N轴为弹道的切向---质心运动方向，Z′轴为弹丸轴向，弹丸运动无章动时弹道的切向N轴与弹丸的轴向Z′轴重合，如图1所示；弹丸运动有章动时弹道的切向N轴与弹丸的轴向Z′轴间夹角δ即为弹丸运动过程中的章动角，如图2所示。

弹丸章动参数测量的研究意义如下：①章动角是外弹道测量中的一个重要参量，在飞行体稳定性测量理论中，章动角的变化是否正常是判断其飞行是否稳定的一个直接因素。章动角越小说明飞行体的稳定性越好，反之稳定性越差。②目标识别是现在非常热门的研究课题。目标识别是指：一个特殊的目标从其它目标中被分离出来的过程，在弹道防御理论中有重要的作用，尤其是目标真假的识别，其主要依靠目标的三个主要特性：目标运动状态、目标的尺寸和形状、目标的温度。章动角的研究是飞行目标运动状态及形状研究的基础，故其在目标识别中显得尤为重要。

章动的测量参数主要有章动角、章动周期。(1)章动角δ：章动角又称攻角，是指飞行体在飞行过程中轴线与其质心运动方向(弹道切向方向)间的夹角。章动角近似呈正弦规律变化，且最大章动角出现在炮口附近。章动角通常在几度到几十度的范围内。(2)章动周期T：需要大于10个章动周期来推算其周期。

目前常用的章动参数测量方法很多，常用的章动测量方法有：高速摄影、狭缝摄影、光学立靶法和纸靶法等。①高速摄影法：两台线阵CCD相机对称布置，当弹丸进入CCD视场时对其进行高速扫描摄像，将扫描图像实时存储在高速缓存存储器中，当弹丸飞离存储器视场时通过软件对图像进行处理，重构弹丸图形，进而得到弹丸的章动信息；②狭缝摄影法：利用狭缝相机对弹丸进行拍摄，进而在胶片上获得弹丸的章动角信息。狭缝相机是在成像平面前安装一个狭缝光阑，该狭缝垂直于弹丸目标的飞行方向；③光学立靶法：利用两台线阵CCD相机对称布置交汇成一光靶，当弹丸穿越靶面时两台相机会分别记录下弹丸位置信息，进而获得弹丸着靶坐标，通过着靶坐标计算出弹丸的章动角；④纸靶法：在离炮口适当距离的一定区间内，布置一系列纸靶，并使靶面与射线垂直，当发射弹丸穿过纸靶时，就会在纸靶上留下一个个弹孔，根据弹丸的几何形状及弹孔尺寸即可推出弹丸穿靶时的章动角。上述的方法中，高速摄影法和狭缝摄影法所得照片小而不清晰，给定量计算造成困难；纸靶法边缘破碎的孔型长短轴的判读本身不严密，故其测试精度较差。光学立靶法由于弹头和弹尾的着靶坐标位置的判断不严密，故其测试精度较差。上述各方法为外测法，难以获取弹丸飞行过程完整的章动参数。

本发明提出了一种利用弹丸转速信息测量弹丸章动参数的新方法，该方法属于内测法，即将地磁传感器和测试电路安装在弹丸的内部，在实弹试验后回收测试电路，读取存储器里的数据，对数据做分析、处理即可得出弹丸在飞行过程中的章动周期和章动角。通过对**口径弹丸实测数据的计算，验证了该方法是行之有效的，对弹丸章动参数的测量具有重要意义。

三.发明内容

本发明的目的是：向社会提供这种弹丸的章动参数测量方法的技术方案，因为弹丸章动参数的测量具有重要的实用意义。

本发明的技术方案是这样的：这种弹丸的章动参数测量方法，是采用内测法测量弹丸章动参数的新方法，所述的内测法是把测试装置安装在弹丸的内部，在实弹试验后回收测试装置，读取测试装置里存储的数据，对数据做分析、处理即可得出弹丸在飞行过程中的章动周期和章动角等参数。技术特点在于：所述弹丸的章动参数测量方法包括如下详细方法：(1).将测试装置放入待发射的弹丸体内，测试装置的结构示意图如图4所示；(2).测试装置测量并存储弹丸飞行过程中地磁传感器切割磁力线产生的感应电动势来测量弹丸的章动参数；(3).回收测试完毕的测试装置并把测试装置记录的实测数据读入计算机中；(4).处理录入计算机的数据，画出弹丸感应电动势曲线的包络线并求出弹丸的章动周期；(5).根据弹丸的感应电动势E及包络线上的感应电动势差值ΔE求出弹丸的章动角。