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[博士论文] 陈江山
物理学 中国科学技术大学 2019(学位年度)
[硕士论文] 余丹阳
电子与通信工程 电子科技大学 2019(学位年度)
[硕士论文] 谢韦莲
机械工程 广东工业大学 2019(学位年度)
[硕士论文] 李洋
英语笔译 河北科技大学 2018(学位年度)
[硕士论文] 赵楠
行政管理 广东海洋大学 2018(学位年度)
[硕士论文] 马特
机械工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:激光武器的靶目标多为圆柱壳结构。承受的工作载荷主要包括飞行惯性过载、发动机内部工作压强以及发动机内部燃料燃烧时的高温载荷,同时还承受了周围流场引入的气动载荷,所以激光武器对靶目标的毁伤过程中存在着复杂的多场耦合效应,据此我们将其分为激光辐照下靶目标的热-力耦合毁伤以及激光辐照下靶目标的流-热-固耦合毁伤两种破坏模式,并对以上两种破坏模式选取了典型目标作为研究对象,开展了以下工作:
  1.激光辐照下靶目标的热-力耦合毁伤效应。
  首先,通过实验获得了轴压圆柱壳的临界屈曲载荷,并与理论上得到的轴压作用下圆柱壳的屈曲方程及解析解进行了对比,发现实验结果与大挠度非线性解析解相近;同时也对激光辐照下轴压薄壁圆柱壳的屈曲行为进行了实验研究,结果表明临界屈曲载荷随激光功率密度的增加而快速下降;并通过数值模拟更深入地分析了激光辐照引起的热-力耦合屈曲行为。
  其次,通过数值计算模拟了激光诱导充压柱壳的热-力耦合破坏效应,研究了典型结构的动态爆裂过程,获得的破坏模式与相应的实验结果基本一致。给出了三类典型破坏模式及其对应的参数范围,探讨了各类破坏模式的形成机理,并分析了不同光斑尺寸、壳体厚度条件下热软化效应对破坏内压阈值的影响,以及预内压与破坏时间的关系。
  然后,通过数值计算初步探索了激光辐照下轴内压联合作用时,不同计算条件下柱壳的损伤模式的种类以及柱壳损伤模式发生转变的原因。
  最后,通过热传导方程和热弹塑性静力学方程组,对其中的模型相似参数进行讨论研究,提出圆柱壳在承受耦合多项载荷以及各个载荷单独作用时均适用的相似准则。并根据需要遵循的相似准则条件对相似准则进行了考核与误差分析。
  2.激光辐照下靶目标的流-热-固耦合毁伤效应。
  通过流-热-固耦合模型对亚声速切向气流作用下激光辐照铝板实验出现的破坏现象进行了数值模拟,通过仿真得到的破坏模式、破坏过程以及破坏时间与实验结果基本一致;并与无气流时铝板由于热力耦合作用产生的结构响应进行了对比,研究发现切向气流产生的气动压差对激光诱导的铝板变形以及等效塑性应变都有着显著的影响。
[硕士论文] 郭巍龙
机械工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:目前,激光武器靶体的主要部件结构形式均为圆柱壳体。飞行过程中助推段承受的载荷情况复杂,主要包括飞行惯性过载、发动机内部工作压强以及发动机内部燃料燃烧时的高温载荷,所以激光对于助推段靶体的毁伤是复杂的多物理场耦合效应。由于靶体的工作环境恶劣,所以对于材料的要求较为苛刻。碳纤维环氧树脂材料,其比强度、比模量综合指标是现有的结构材料中最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域,在要求高温、高化学稳定性的场合,碳纤维复合材料都颇具优势,某些靶体已将其作为主要部件材料。据此我们将激光辐照导致复合材料靶体的毁伤分为热力耦合毁伤和烧蚀毁伤,并针对两种破坏模式进行研究。
  考虑温度对于本构关系的影响,对于复合材料圆柱壳在受到轴向压力载荷时的线性屈曲失效分析,通过理论推导得到了复合材料层合壳承受轴向压力屈曲失稳时的临界屈曲载荷解析解表达式。
  激光辐照靶体的热力耦合毁伤效应研究。首先,通过理论计算得到复合材料圆柱壳轴压屈曲载荷;然后,用ABAQUS进行数值模拟复合材料圆柱壳特征值屈曲,并提取其一阶模态做本征模映射作为圆柱壳的初始缺陷,进行准静态非线性屈曲分析;其次,考虑初始缺陷和径向扰动作用条件下进行非线性屈曲分析;最后,用ABAQUS软件模拟圆柱壳的热力耦合效应,分析了激光辐照对于复合材料圆柱壳临界屈曲载荷的影响以及激光辐照条件下相关参数对于临界屈曲载荷和屈曲模态的影响规律。
  激光辐照靶体烧蚀毁伤效应的研究。激光对于复合材料的破坏效应非常复杂,本文只考虑了热分解和氧化反应。采用ALE自适应网格方法,通ABAQUS的二次开发编写了控制烧蚀变化的UMESHMOTION子程序,模拟了碳纤维复合材料圆柱壳三维烧蚀过程并且得到了相关参数对于临界屈曲载荷的影响规律。
  通过热传导方程和热弹性静力学方程,对仿真模型尺度率进行讨论研究,得出复合材料圆柱壳在承受多项载荷耦合以及各个载荷单独作用时均适用的相似准则,并对相似准则进行了考核与误差分析。
[博士论文] 苗成
材料学 西北工业大学 2017(学位年度)
[硕士论文] 宋乃秋
动力工程 哈尔滨工业大学 2016(学位年度)
摘要:随着高能激光武器的逐步实战化,其在打击速度、命中率及经济性等方面的优势越来越受到各国的关注。由于高能激光武器破坏目标的瞬时性、反应的复杂性以及测试的成本高昂,使得通过实验评估激光武器的毁伤威力具有很大难度。通过数值模拟的方法对其毁伤威力进行建模仿真可以有效的掌握以及评估其攻防性能。对高能激光武器毁伤机理的研究是对其毁伤效果进行评估的基础和前提,基于对高能激光武器的毁伤机理的分析对其热、力学破坏效应进行数值模拟并进行分析。主要研究内容如下:
  建立了典型工况的瞬态一维温度场模型,通过对比解析解验证了数值解的准确性,在此基础上考虑由于相变导致热导率的变化以及熔化潜热对于温度场分布的影响,进而求解相应工况下的温度场分布情况。
  建立了表征材料熔化深度情况的位移场模型,并通过传统稳态熔化模型进行计算对比,进而给出较为准确的可以用于工程估算的简单算法,最后分析了切向气流对与位移场的影响情况。
  建立激光辐照下的圆型薄板应力场模型以及沿壁厚方向的管壳应力场模型,通过数值方法进行计算,分别就表面应力分布以及壁厚方向的应力分布就径向、轴向、环向、切向应力进行分析计算,并同对应温度下材料的许用应力进行对比,从而判断破坏的效果。
  基于高能激光武器的作战过程,将其进行模块化处理并建立相应仿真模块:武器描述模块、目标描述筛选模块、传输耗散模块、激光与目标作用模块。针对等效靶采用典型高能激光武器作战参数对其温度场、位移场、应力场进行计算,通过对影响毁伤威力的因素进行分析,对优化毁伤威力给出定量与定性分析。
[硕士论文] 叶朋峰
武器系统与运用工程 南京理工大学 2016(学位年度)
摘要:用于火箭、导弹、弹药等武器装备的橡胶密封元件具备密封性能好、可靠性高、使用寿命长等优良特性。但作为高分子材料,橡胶的主要缺点就是容易老化,随着使用时间的增加,橡胶的密封性能就会越来越低,如果不能准确预测其使用寿命,在其性能丧失之前及时维护更换,将会直接影响到武器装备的正常使用,历史上因橡胶材料失效酿成的惨剧不胜枚举,可以说密封圈密封性能的好坏直接影响了武器装备贮存寿命的长短。
  对于橡胶材料这种可靠性高、性能退化缓慢的长寿命材料,受时间和试验成本的约束,传统的寿命试验基本无法收集到足够有用的性能退化数据,从而很难建立相应的退化轨迹模型,对其使用寿命的评估造成很大的影响。
  本文以某弹用O型橡胶密封圈为研究对象,使用加速退化试验方法对其进行试验,研究了其性能参数退化规律并准确预测了其贮存寿命。在文中设计了四个不同温度条件下的恒加退化试验,并且收集了每个样品在不同的时间和不同的应力条件下的性能退化数据,采用基于性能加速退化数据的可靠性和寿命评估方法,结合阿伦尼斯加速方程,建立了相应的O型橡胶密封圈的性能退化轨迹方程,并由此计算出该O型橡胶密封圈的试验寿命在7年左右。文章中还设计了不同温度和湿度条件下的加速退化试验,试验结果表明,湿气有助于延缓橡胶材料的老化。总体而言,本文对橡胶材料的可靠度和使用寿命评估结果精度良好,达到了预期目的,可为橡胶材料的寿命评估提供有价值的参考依据。
[博士论文] 李鹏程
光学工程 重庆大学 2015(学位年度)
摘要:当今世界国际政治热点话题之一的“伊核问题(伊朗核问题)”、“朝核问题(朝鲜核试验)”,无不牵动着核扩散潜在危险这一敏感神经,这使得核武器的存在与核技术的发展所产生的一系列不确定因素严重地威胁着人类的安全与世界和平,无疑,屡屡引发了当今国际安全关系中反复涉及的一项重大政治课题—核军控核查。由此可见,能否掌握有效的核查技术手段,争得在核军控核查中平等的权力,此不仅关系到一个国家的安全利益,而且还攸关一个国家的主权。
  在诸多核军控核查方法或手段中,基于252Cf(锎)中子源驱动核部件或核材料的随机中子脉冲噪声分析法,因其是主动式测量方法,即,摒弃了被动式测量方法需要通过感应核材料或核部件的固有辐射来获取特征信息之弊端,倍受世人青睐。然而,长期以来,252Cf中子源驱动核部件或核材料的随机中子脉冲噪声分析法,则是基于传统的Nyquist采样定理进行设计的核军控核查系统,不仅硬件成本较高,而且实时性欠佳,已成为制约该技术发展与现场应用的主要瓶颈。诚然,关于现场核军控核查技术的研究工作,虽大多数是将信号分析与处理识别算法移植至嵌入式设备中,但并未从根本上降低核军控核查的成本,改善核军控核查的实时性。因此,研究核军控核查技术,如果从数据采集以及信号处理识别方法本身的新原理和新技术入手,则有可能从根本上突破上述技术瓶颈。
  有鉴于此,本论文依托国家自然科学基金项目(项目编号:61175005)和中央高校基本科研业务费资助项目(项目编号:CDJXS10120013)及国防军工项目(项目编号:GFZX02040307)等课题,研究力求追踪国外该领域的前沿,从252Cf源驱动核材料裂变的核军控核查理论、仪器及方法技术出发,突破传统的Nyquist采样定理,运用压缩感知技术和分形理论,率先在国内开展面向核军控核查的252Cf源驱动核材料裂变中子脉冲序列信号压缩感知技术研究,尤其致力于开展降低高速数据采集成本的研究,此将涉及裂变中子脉冲序列信号压缩感知重构方法、压缩降噪以及压缩信号处理等关键技术研究工作,同时,围绕核材料临界深度和浓度识别等核军控核查技术的研究,提高核军控核查技术或系统的实时性与准确性。
  论文的主要研究内容,包括:
  (1)研究了一种基于252Cf源驱动核材料裂变中子脉冲序列时间统计特征模拟方法。针对金属锎(252Cf)源驱动核材料,产生裂变中子开展核军控核查技术研究,这是一项成本极高,核辐射危害大的研究工作。为此,研究立足于核信号的统计特征,模拟产生了252Cf源驱动核材料裂变中子脉冲序列。即,在分析核信号的统计特征的基础上,采用循环移位法产生符合统计检验的高质量均匀分布随机数,运用Bernoulli试验模型,研究并分析了不同概率值p情况下,中子脉冲序列的统计特征模拟结果。借助于模拟的裂变中子脉冲序列,此可为后续章节开展基于压缩感知理论的核军控核查技术研究奠定了基础。
  (2)研究并构建了一种适合于裂变中子脉冲序列“0,1”特殊稀疏结构的压缩采样重构方法。针对裂变中子脉冲序列特殊“0,1”稀疏结构之特点,巧妙引入图论中的二分图模型,辅之于4个约束条件,构建了压缩采样观测矩阵。在此基础上,将压缩采样观测值,即校验节点分为四类,分阶段进行重构。随后,分析了观测矩阵的行权重和观测值数量对重构结果的影响,讨论了重构方法的算法复杂度及重构误差。裂变中子信号的压缩采样重构方法,不仅充分运用了其特殊的“0,1”稀疏结构,而且还获得了优于l1范数最小化方法重构结果,这对252Cf源驱动核材料的中子脉冲信号采集提供了一种新的方法。
  (3)研究了252Cf源驱动核材料裂变中子信号压缩感知降噪技术。从裂变中子信号噪声特性分析出发,在SPGL1-BPDN降噪方法的基础上,提出了EMDCSDN降噪方法。该方法充分利用了EMD分解的特点,自适应选择含噪IMF分量,使得降噪对象更有针对性,降噪范围明显缩小,从而避免了干净IMF分量压缩感知引入的重构误差,即二次噪声,有效提升了裂变中子信号的降噪效果。基于EMDCSDN的降噪方法,不仅在降噪性能上优于EMD小波阈值、小波阈值降噪和SPGL1-BPDN等降噪方法,而且使得降噪后的信号能更清楚地反映被测材料的浓度及临界深度特征,此为后续章节提高核武器/核材料识别准确率奠定了基础。
  (4)探索研究了一种基于压缩感知的核材料临界深度识别方法。针对不同临界深度下的裂变中子信号,运用分形理论直接提取压缩采样观测值的特征值,采用支持向量机对特征值进行分类识别,提出了一种CSMFSVM的核临界深度识别方法,分析并讨论了多重分形广义维数权重因子q和压缩采样比M/N对分类识别准确率的影响。CSMFSVM方法,无需重构原始信号,其采用的压缩采样分形特征提取方法,能取得与降噪小波包分解、Hilbert边际谱特征提取方法几乎相近的识别结果,甚至优于其他线性变换特征提取方法。可见,CSMFSVM不仅提高了核军控核查的实时性,而且还有效降低了采样成本,同时还获得了相当甚至优于其他特征提取方法的分类识别准确率,相关的技术方法有望应用于核临界深度的在线判读。
  (5)研究了基于压缩感知的核材料浓度识别技术。从252Cf源驱动核材料裂变中子脉冲信号自相关函数的间距出发,将压缩感知理论与KNN分类方法相结合,提出了一种基于压缩采样观测值的CSKNN分类识别方法。对于含噪的裂变中子信号样本来说,当K<20时,CSKNN方法均在较小的观测比(M/N=0.2)处收敛于较高的识别准确率。若运用EMDCSDN方法对裂变中子信号样本进行降噪处理,使得不同浓度样本的压缩采样观测值间距特征变得更加明显,这样当观测比M/N=0.05甚至更小时均能取得近似100%的正确识别概率。研究结果表明,基于CSKNN的核材料浓度识别方法,一方面有效降低了采样成本,另一方面还将改善核材料浓度识别的实时性,这对于核材料浓度识别的意义是不言而喻的,此为核材料浓度的在线分类识别提供了理论依据与技术基础。
  本论文的研究涉及中子物理学、光电探测技术、计算机技术、概率论、最优化、图论、分形理论和模式识别等,形成了一种处于多学科交叉的、新的核军控核查原理及方法技术,可有效降低数据采集成本,提升核查系统的抗干扰能力,改善核军控核查的实时性,这不仅为核不扩散条约的履行提供强有力的保障体系,而且对于遏制有关发达国家操纵核查结果,增强我国在核查领域的发言权和执行力,维护国家利益,具有重要的理论价值与现实意义。
[硕士论文] 亓刚
光学 电子科技大学 2015(学位年度)
摘要:随着激光武器在现代战争中的广泛应用,激光对抗技术也越来越受到重视。作为激光对抗技术中的重要组成部分,激光干扰已经成为对抗敌方激光制导武器袭击的重要手段。激光欺骗干扰通过转发或反射激光信号,产生具有欺骗功能的激光干扰信号,欺骗或搅乱敌方制导系统,使其得出错误的距离或者方位信息,进而达到降低激光武器系统作战效能的目的。
  激光角度欺骗干扰技术作为对抗激光半自动制导武器的有效手段,已经被广泛应用于地面武器平台上。激光角度欺骗干扰通过干扰机激光器向假目标发射干扰信号,假目标反射干扰信号,激光制导武器导引头的视场内会同时出现假目标与真目标,激光制导武器会被诱导,从而偏离预定打向真目标的方向。论文从角度欺骗干扰系统入手,分别对实现角度欺骗成功的各个条件及系统的效能进行分析,主要完成的工作为:
  1.介绍了激光制导的原理、特点,阐述了激光欺骗技术的组成。详细介绍及分析了激光角度欺骗干扰技术的原理、过程。
  2.假目标是角度欺骗干扰系统中最重要的部分。介绍了人工假目标和自然地物假目标的选取。重点研究了人工假目标的设置问题:仿真研究了地面假目标漫反射板的倾斜角与假目标和干扰机距离及干扰激光束散角的关系;对多个漫反射板假目标的布局进行研究分析仿真。对假目标放置在水面及空中的思路进行了仿真分析。
  3.具备与来袭激光信号模式相同或相关及合适功率的干扰激光是实现角度欺骗干扰系统成功的必要条件。本文简单介绍了制导激光的常见编码方式及激光编码识别技术。重点研究了对干扰激光功率的要求,根据面积大小,将假目标分为大目标跟小目标,分别研究其对干扰激光功率的大小要求。
  4.对激光角度欺骗干扰的效果检测有很多方法,一般有实弹打靶法、全过程仿真法、半实物仿真法、计算仿真法等。由于计算仿真法具有周期短、费用低、有效性高等优点,因此本文使用计算仿真法对激光角度欺骗干扰技术的效能进行研究。主要完成工作为:计算分析了激光角度欺骗干扰成功的概率以及当角度欺骗成功后,半主动激光制导武器对真目标的杀伤概率。
[硕士论文] 彭晨
电子与通信工程 西安电子科技大学 2015(学位年度)
摘要:本文以星载激光告警应用为背景,以激光武器系统的信标激光或照明激光为探测接收对象,研究星载激光告警接收技术,实现对反卫星激光武器系统的早期预警。目的是提升卫星系统激光威胁感知能力,提高我国卫星对激光武器威胁的规避及生存能力。为卫星激光告警系统的接收技术设计提供参考,并据此合理优化后续卫星激光告警系统的综合性能。
  本文首先分析了星载激光告警接收技术的主要影响因素,包括光电探测器、运算放大器及放大电路形式。分析得出了运算放大器噪声是接收电路的主要噪声源,对比了不同偏置电路和不同运算放大电路组合后的接收电路的优缺点,为星载激光告警设备接收电路设计提供参考。其次通过理论分析结合试验修正建立了光电探测器(GT101-Φ2)的电路仿真模型。理论分析了脉冲、连续激光信号共信道检测的可行性。最后通过试验验证了理论分析的正确性。
[硕士论文] 王文毅
仪器仪表工程 北京信息科技大学 2015(学位年度)
摘要:激光武器是一种快速的、高精度的指向性武器,它是通过引导激光来摧毁目标的。因此,如何快速地、精确地控制激光光束的方向是一个重要研究课题。
  论文根据对激光跟踪系统整体性能的分析,确定了伺服控制部分的设计方案,完成了激光跟踪伺服控制板的设计,并对跟踪控制算法进行了研究。
  本文的主要工作可概括为以下几个方面:
  1、对激光武器的背景、意义及发展现状进行了介绍。分析了激光跟踪系统整体的实施方案,并确定了激光跟踪系统伺服控制的组成部分。分析了光斑重心在像面上的坐标到激光扫描振镜中运动转角间的转换关系,在理论上建立了像面坐标与振镜运动转角间的变换关系。
  2、根据设计方案确定了以DSP芯片TMS320F2812为核心处理器、以激光扫描振镜JD2204为执行机构。根据功能需求扩展了外部设备,设计了激光跟踪伺服控制板的硬件电路。在DSP的软件开发平台CCS上构建了软件流程的整体框架,完成了坐标转换算法及振镜运动控制算法。
  3、搭建了激光跟踪实验系统,对激光跟踪伺服控制板、激光扫描振镜闭环控制部分及激光跟踪整体系统进行了测试。测试结果表明,设计的激光跟踪伺服控制板及闭环控制部分输出信号正常,可实现坐标转换和运动协议转换功能。在对整体激光跟踪效果的测试中,取得了良好的表现,转动角度的控制精度在20″。
[硕士论文] 贺海
机械电子工程 南京理工大学 2015(学位年度)
摘要:随着电工电子技术的迅速发展,军用电子系统也由综合化向集成化发展,战场指挥系统、通讯系统以及武器监控系统等也逐渐实现了数字化、信息化和智能化,这也提高了战场上武器系统的整体效能。现代战争是信息化的战争,战场上信息网中的任何一个节点的破坏都有可能导致通讯、指挥、控制系统的瘫痪。针对战场上电子系统的脆弱性,各国在开始发展常规电磁脉冲武器。为了评估常规电磁脉冲弹的毁伤效能,需要对常规电磁脉冲弹调试试验时的强电磁场进行测量。
  本文分析了常规电磁脉冲弹测试近场区电磁场的分布特点以及近场区磁场测量的特点;研究了磁场传感器的测量原理并分析了磁场传感器参数对磁场测量特性的影响;设计研发了一套光纤信号传输系统,并对光发射机的屏蔽效能进行分析。介绍了磁场测量系统的设计原理以及各部分的组成,重点研究了磁场传感器的测量原理、幅频特性以及负载电阻对磁场传感器性能的影响,设计了电光转换电路以及光电转换电路,并通过实验对该磁场测量系统进行测试试验以及标定。
  本文主要基于法拉第电磁感应定律,应用光纤传输技术,设计制造一套频带宽、测量动态范围大、ns级响应的脉冲磁场测量系统。经过电磁脉冲模拟器的测试,测得系统有效带宽为10k~100MHz,灵敏度为44.73V/T,测量动态范围为17.8A/m~1780A/m。
[博士论文] 王晖
机械电子工程 南京理工大学 2014(学位年度)
摘要:超近程主动防护系统是一个全新的武器系统,它被用于定点防护重要防护工程口部。它可以分层拦截对来袭的精确制导武器,弥补现有武器装备在超近程、超低空拦截高速飞行目标能力上的不足。第一层多联装火箭子母弹系统是一种低成本的火力系统,其核心技术是最佳空间撤布控制技术,它与第二层的更低防卫区域火力系统形成一个完整的连续防卫区域,以填补超近程防空区域无防护措施的空白。面对发展新型超近程主动防护系统的必要性和迫切性,为了降低未来型号研制的风险,缩短研制周期,节约研制经费,在开展系统型号之前,必须预先研究超近程主动防护系统火箭子母弹引信关键技术,重点解决其安全系统的核心问题,以确保将来系统研制的顺利进行。为此,本论文根据超近程主动防护系统的军事需求,以多联装火箭子母弹引信为研究对象,重点开展母弹引信安全系统关键技术研究,对提高防护工程等重要军事目标的抗精确制导武器打击能力具有十分重要的军事意义。
  首先,针对超近程主动防护系统火箭子母弹母弹引信安全系统存在冗余解除保险可利用环境少和开舱作用时间难以控制的关键问题,系统分析了母弹引信安全系统的时序、结构特点,得出了母弹引信安全系统解除保险安全距离、母弹开舱点、延期解除保险距离的极限指标。然后,基于子弹群中心命中目标,进行了固定发射机和改变发射时机的母弹最佳射角、方向角下的最佳开舱作用时间的优化计算,得出了最佳射击条件下的开舱时间,为延期解除保险时间的确定提供了依据。在此基础上,提出了适应超近程主动防护系统火箭母弹引信的安全系统新方案,以及复合式惯性制动后坐保险、燃气动力延期解除保险两个冗余解除保险技术。
  从考虑勤务处理安全性、发射时作用可靠性和对解除保险环境信息感知灵敏度方面,分析了制动后坐保险机构摩擦系数的影响。采用二维数值计算方法预测了复合式惯性制动后坐保险动力学特性,基于三维实体模型的仿真验证了其平时安全性和发射时解除保险作用可靠性。仿真和射击试验结果表明,与传统后坐保险机构相比,复合式碰撞制动后坐保险机构的稳定性、安全性更好,且工艺易保证。
  根据固体火箭发动机燃气压力快速骤升、稳定持续和骤降变化的特点,提出了应用于超近程主动防护系统火箭子母弹母弹引信安全系统的另一个解除保险技术,即燃气动力延期解除保险技术,解决了发动机喷口燃气推力大、启动时冲击大情况下活塞运动不稳定、开关动作易抖动的关键问题。利用电子延时器的设计柔性、普适性等优点,结合燃气动力活塞式解保开关能准确捕捉内弹道起点的特点,按节流孔减压、调节原理,设计了一种控制电子延期保险电路、电源、电火工品的多功能燃气动力控制开关。其创新之处,在于依靠一个刚性活塞零件的运动,实现了电路保险与解除保险、电源接电的“常开”作用;电路或电火工品短路的“常闭”作用。由缓冲盂结构的两个串联压力调节腔感知高压燃气,腔气体压力作适当节流降压、调节后使得启动开关的冲量稳定,保证了开关的动作可靠;采用切断销实现平时保险,受预先设计的燃气压力阈值控制。在火箭发动机压力的快速上升段启动所有开关,保证了勤务处理和非正常发射时安全性,也确保了在出炮口前给炮口感应装定电路、引信电路供电等。该装置无预压弹簧元件,结构简单且易于长期储存。
  采用N-S方程和k-ε湍流模型,将喷口作为计算边界,根据某型火箭发动机压力测试曲线,数值计算燃气射流作用下,缓冲盂压力调节结构气室流场,观察其输出压力稳定性,预测了保险开关的燃气压力调节特性。通过气室流动的数值计算、静动态试验验证,结果表明,燃气动力活塞式解除保险开关在燃气压力变化的情况下,启动快,具有压力调节鲁棒性,活塞运动稳定,保证了开关接通、断开不抖动,延期保险电路的电学性能好。
  采用高精度可编程电子计时和炮口感应装定开舱作用时间技术,严格控制计时起点,以减小内弹道弹丸运动不稳定带来的时间误差,保证了在超近程作战情况下,母弹引信开舱点精度。设计了超近程主动防护系统火箭子母弹引信的炮口感应装定装置,与高精度数字式电子定时器和燃气动力活塞式解除保险开关形成母弹引信的可编程电子计时系统,可以实时控制电源接电、延期解除保险和定时开舱的各个作用节点。提出了分布式引信电路抗干扰设计原则,采用单点串并联混合接地措施,提高了感应电路、延时电路、起爆电路的抗干扰性和作用可靠性。
  在理论研究的基础上,研制了母弹引信原型样机,进行了炮口感应装定、解除保险的联动射击试验。结果表明,母弹引信感应装定开舱作用时间正确,引信可靠解除保险,燃气动力活塞式解除保险开关密闭性良好,剪断销剪断可靠,接电开关和短路开关动作正确、接触稳定可靠。通过回收试验验证了母弹引信实现精确开舱的功能。
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