光纤编码武器射击命中精度测试系统

研制一套用于测试武器射击准确度和射击密集度并识别多管齐射武器的管序与弹序的全自动实时测量系统.以光电转换原理为基础,采用光纤编码方法形成能够敏感弹丸空间坐标的无形光幕,同时由光电传感器与多路测试仪结合,测每发弹的管序与弹序.全部数据由计算机采集和处理.这种集光、机、电、计算机多种先进技术为一体的先进测试设备完全可以替代传统的木板等有形靶,实现测试过程的自动化、实时化.     

激光反射式光幕探测技术研究

针对现有天幕靶探测灵敏度低、易受天空亮度影响、夜间不能工作等问题,提出了一种基于激光反射的主动式光幕探测方案,该方案采用一字线结构光半导体激光器作为主动光源,采用光学镜头、狭缝光阑、滤光片和光电倍增管组成光路探测系统。当飞行弹丸穿越一字线结构光半导体激光器和光路探测系统共同组成的探测光幕时,弹体表面反射回的部分光线被光路探测系统接收,经光电探测器件光电转换,并经后续信号处理电路对光电探测器件产生的电信号进行处理,输出与飞行弹丸穿越探测光幕面时刻相对应的模拟信号和脉冲信号。对系统光能量进行分析和计算,并通过实弹试验测试,结果表明:系统能够在夜间正常使用,灵敏度达到200倍以上弹径。     

基于大面积双源激光光幕的射击密集度测试技术

针对超高射频武器射频高、弹丸空间散布大、飞行速度高的特点,设计了一种大面积高精度的激光光幕靶,用于射击密集度的测试。提出了由线激光器、光源整形系统、激光检测阵列共同组成的激光光幕靶设计方案,给出了弹丸坐标的求解原理和计算模型,得出不同大小靶面的x、y坐标计算误差,并对结果进行了分析,x坐标计算误差的标准差为0.015mm,y坐标计算误差的标准差为0.134mm,证明了测试靶有很好的可拓展性。通过实弹射击验证,得到x坐标最大误差为1.91mm,y坐标最大误差为1.92mm,表明测试靶可以有效满足超高射频武器射击密集度测试需求。     

红外光电立靶测试系统软件设计

介绍了红外光电立靶射击密集度的计算方法,设计了一种高效率的靶场测试软件。应用结果表明,该软件能够实时精确测量弹丸射击密集度,可提供多种射击密集度的数据。     

XGK-04型广角天幕靶

提出了一种广角天幕靶设计方法,改进了原来天幕靶的光学结构,在采用同样的光学镜头和光电接收器件条件下,视场角增大到40°,采用双镜头拼接,整机视场增大到80°。该装置可以用来测试弹丸末速,作为较大靶面的触发装置,为其他弹道测试仪器提供同步信号。经实弹射击验证,设计的广角天幕靶性能稳定、可靠,测试误差满足靶场测试中对弹丸速度测量要求。     

声学立靶弹着点测试数学模型与误差分析

本文根据空气动力学理论和超音速弹丸的激波特性，建立了在使用L型立靶基础上正向射击和任意角度射击时的数学模型，并进行了误差分析，提出了减小误差的修正方法。     

CPLD在红外密集度光电立靶测试系统中的抗干扰的应用

通过对光电靶原理的分析,证明了弹丸所引起的光电靶输出信号与声波、蚊虫等所引起的光电靶输出信号是不同的。在此基础上,提出了一种利用CPLD(complexprogrammablelogicdevice)器件实现抗干扰电路的方法。仿真分析和应用结果表明:该电路能有效地抑制声波和蚊虫等带来的干扰,明显地提高了电路的抗干扰能力,保证了测试结果的可靠性和精确性。     

超声速弹丸立靶弹着点定位模型研究

针对常规武器火炮直瞄射击时的弹着点测试问题,提出了一种双圆环形传声器阵列方法。该阵列将若干传感器布设在两个圆环上,并根据超声速弹丸产生的激波传播速度随传播距离增加逐渐递减的规律,对每个传声器阵分别引入一个视速度,建立了双视速度模型。计算机仿真分析表明,采用双圆环形传声器阵列及双视速度模型确定弹丸弹着点坐标,带来的模型误差优于3 mm,对于工程应用而言可以忽略。试验结果表明,双视速度模型明显优于将激波传播速度视为恒定的基本模型和交会模型。     

后效期火药燃气加速弹丸的数值研究

 弹丸出膛后受高压火药燃气作用将继续加速并达到最大速度,后效期内弹丸增速大小及增速规律对于武器系统的设计和射击精度等具有重要的影响。采用基于动网格的有限体积方法,对不同装药量、弹丸质量和口径等9种条件下的发射过程进行了数值模拟,讨论了弹丸出膛后的受力状况和运动过程,对最大速度出现的时间、位置和增速量及其变化特点、影响因素等进行了详细的分析。计算结果显示,后效期弹丸增速率最大可超过3%,且加速过程受弹丸质量和装药量的影响很小。     

一维弹道修正弹飞行稳定性研究

为分析一维弹道修正弹阻力片不同修正能力下,其打开后对弹丸飞行稳定性的影响大小,以某型100mm一维弹道修正弹为研究对象,运用Simulink软件建立了6自由度刚体弹道模型,通过设置不同仿真条件,利用阻力片打开后弹丸攻角变化、陀螺稳定性判据、动态稳定性判据判断弹丸飞行稳定性。求出了在阻力片分别产生原来弹丸阻力系数3倍、4倍、5倍阻力下,为保证弹丸飞行稳定应控制阻力片打开后产生的新的静力矩的极限值应分别小于原弹丸静力矩的3倍、3.5倍、4倍。通过研究阻力片打开时间对弹丸飞行稳定性的影响,结果表明,阻力片打开时间越晚其对弹丸飞行稳定性的影响越大;分析了阻力片一定修正能力下,以不同射角射击时为保证阻力片打开后弹丸飞行稳定性,阻力片最晚打开时间。     

CCD电视经纬仪测角精度的室内检测及其误差源分析

用于多目标炸点坐标实时测量的CCD电视经纬仪是一种高精度的靶场测量设备,其测角精度等级优于1’,而高精度的测试设备又对检测方法和检测条件提出了更加严格的要求。本文简述了GK-312炸点坐标测量系统中CCD电视经纬仪测角精度的室内检测方法,分析了影响测量和检测精度的主要的误差因素。     

Self-generation of two-dimensional spin-wave bullets

The experimental observation of self-generation of two-dimensional, self-focusing nonlinear spin wave packets-spin wave bullets-in an active ring is reported. The ring is composed of a ferrite film with two antennae for excitation and detection of the wave packets, and a microwave amplifier connecting the antennae and closing the ring. Experimental observation has been made by using the time and space resolved Brillouin light scattering technique. The parameters of spin wave bullets self-generated from noise in an active ring are similar to those of bullets coherently excited by external microwave pulses. The observed self-generation process provides unambiguous evidence that wave bullets are intrinsic excitations of a two-dimensional nonlinear medium with dissipation that is focusing in both directions.     

Controlling Airy-Bessel Light Bullets in an Optically Induced Potential

We investigate numerically the curious evolution of self-decelerating Airy-Bessel light bullets carrying different topological charges (TC), launched in the three-dimensional (3D) Schrödinger equation with an induced parabolic potential. We present their spatiotemporal profile during propagation. In our paper, the number of TC, the modulation depth, and the induced potential are considered simultaneously. The propagation properties of light bullets result from a combination of these effects. Our scheme is distinctly different from the linear light bullets in free space, in which the localized wave packets propagate in a self-consistent trapping potential.     

High-precision time and frequency measurement method combining time-space conversion and different frequency phase detection

According to the time&space conversion relations and different frequency phase detection principle,an ultra-high precision time&frequency measurement method is proposed in this paper.The higher accuracy and stability of the speed of light and electromagnetic signals during the transmission in space or a specific medium enable the measurement of short time interval which uses the coincidence detection of signal’s transmission delay in length.The measurement precision better than 10 picoseconds can be easily obtained.The method develops the length vernier utilizing the stability of signal’s transmission delay,minimizes the fuzzy region of phase coincidence between the standard frequency signal and the measured signal,approaches the best phase coincidences and therefore improves the measurement precision which is higher than the precision provided by the traditional methods based on frequency processing.Besides,the method costs less than the traditional methods and can also solve the problem of the measurement of super-high frequency.Experimental results show the method can improve the measurement precision to 10 12/s in the time&frequency domain.     

空间激光通信系统动态跟瞄参数测试方法研究

跟瞄精度是空间激光通信系统捕获、跟踪和瞄准(acquisition,tracking and pointing, ATP)分系统的重要指标参数之一,其准确测量是评估空间激光通信系统远距离通信性能的关键。介绍了空间激光通信系统ATP分系统跟瞄精度的测试方法,设计了一种基于平行光管法的空间激光通信系统动态瞄参数测量装置,分析和讨论了影响动态跟瞄精度测量不确定度的因素。试验表明,该测量装置在100 Hz振动频率条件下,ATP分系统稳定精度测量不确定度达到1.9 μrad(k=2),可用于空间激光通信系统ATP分系统跟瞄参数检测以及远距离激光通信性能评估。     

基于多光谱辐射特性的高速目标识别定位系统

为了实现高速目标的快速识别及定位,采用多光谱辐射与声定位技术联用,在被动探测的状态下快速获取被测目标爆炸波的光谱特性及声特性,从而分析判断其种类、位置等重要参数信息。推导了多光谱辐射目标识别检出公式,计算了采用激波声定位方法获取光程距离的精度及合理的积分时间。实验分别采用5.56 mm北约弹、7.62 mm 56式步枪弹、12.7 mm 54式机枪弹作为被识别目标弹丸,通过丹麦B&K公司的2209脉冲声压计完成声压峰值采集,获得了三种目标弹丸的速度、距离信息。由静态傅里叶变换干涉系统与ICX387AL型CCD完成干涉条纹的采集,再将获得的光程信息代入多光谱目标识别算法中,从而通过目标的光谱特性识别弹丸的类型。实验结果显示,5.56 mm北约弹的三个特征波长位置幅值接近,966 nm位置处幅值最大;7.62 mm步枪弹在935 nm位置上幅值最大,其他两个位置上幅值相近;12.7 mm机枪弹的三个波长呈阶梯状分布。在多次测试过程中,经光谱标定、特征波长提取等方法对采集得到的三组光谱数据均可成功识别弹丸的种类并给出目标位置,满足设计要求。     

CCD立靶对暗弱高速飞行弹丸的捕获研究

研制了一种4×4 m2立靶坐标测量系统.该系统采用了大功率半导体激光器主动照明、光学窄带滤光片提高信噪比、高速线阵CCD实时图像处理等关键技术,实现了对暗弱高速飞行弹丸的捕获和坐标测量.试验结果表明,该系统的捕获率达到90%.     

Five wave mixing: surface-specific transient grating spectroscopy as a probe of low frequency intermolecular adsorbate motion

"Light bullets" are multidimensional solitons which are localized in both space and time. We show that such solitons exist in two- and three-dimensional self-induced transparency media and that they are fully stable. Our approximate analytical calculation, backed and verified by direct numerical simulations, yields the multidimensional generalization of the one-dimensional sine-Gordon soliton.     

提高基于CCD测量精度的新方法

为了提高基于CCD测量系统的测量精度,对传统的基于CCD的测量方法和测量精度进行了研究。当CCD成像平面与被测物体成一夹角α时,导出空间距离与图像像素之间的非线性关系。提出了通过标定和校准来提高基于CCD测量精度的新方法。实际结果表明,该方法可满足对大尺寸物体的高精度测量。