火炮簡介：
火炮結構是一種特殊的機械系統(tǒng)，火炮通常由炮身和炮架組成，身管是炮身的主體，用來賦予彈丸初速和飛行方向。炮架包括反后坐裝置、搖架、上架、高低機、方向機、平衡機、下架、大架和運動體等。
圖1 火炮結構
火炮炮口振動測試目的：
射擊密集度歷來是火炮研制的重要指標，在大多數情況下，過大的炮口振動響應是制約火炮型號研制進程的關鍵因素之一。而火炮總體布置、架體剛強度以及質量質心等與炮口振動是緊密相關的，因此炮口振動的準確測試結果對火炮結構設計具有重要的指導價值。
火炮炮口振動的產生機理：
火炮不同結構依靠不同運動副相互連接，組成復雜的火炮系統(tǒng)。在火藥燃氣載荷作用下，火炮結構發(fā)生機械振動，引起炮口位移、速度和加速度振動響應。
火炮炮口振動測量研究：
炮口振動響應包括線位移、線速度、線加速度、角位移、角速度和角加速度等6個參量。一般情況下，位移和速度對射擊密集度影響較顯著，加速度對密集度的影響較位移和速度要小些。因此，火炮射擊時，人們重點關注炮口振動位移和速度的測試，較少測試炮口振動加速度。另一方面，炮口振動加速度由于影響因素多，且復雜，測試信號干擾不易排除，測試誤差較大，這也是炮口振動加速度較少測試的原因之一。
小口徑火炮射擊時，炮口后坐位移約為幾十毫米，炮口橫向位移約為十幾毫米，炮口運動范圍較小，炮口振動位移測試相對容易。而大口徑火炮射擊時，炮口運動范圍大，其后坐位移一般可達1m左右，且為空間三維運動形式。目前常用的傳感器基本都是一維運動形式，它們無法滿足大口徑火炮炮口三維運動位移測試。
理論分析表明，炮口振動角位移是影響小口徑火炮射擊密集度的關鍵因素，但到目前為止，小口徑火炮炮口振動角位移測試還沒有理想的傳感器，需要開發(fā)研究。到目前為止，只有小口徑火炮炮口線位移測試方法較為成熟。對于炮口其余5個參量，還沒有合適傳感器，或測試誤差較大。
火炮炮口振動位移傳統(tǒng)測試：
火炮炮口振動位移傳統(tǒng)測試有4種測試方法，第1種方法是用光電位移跟隨器進行測試；第2種方法是采用電渦流位移傳感器；第3種方法是采用激光位移傳感器；第4種方法是采用加速度計及分段積分法。這4種位移測試方法在以往的火炮靶場試驗中都發(fā)揮過重要作用，并且都取得了良好的測試結果，為火炮射擊精度提高提供了有效幫助。
光電位移跟隨器在測試過程中受天氣及光線影響比較大，天氣太熱或太冷都會影響測試精度，如果光線不好傳感器就無法分辨出運動目標的黑白標識上的亮-暗分界線，就無法測到有效振動位移信號。優(yōu)點是測量精度高，抗電磁干擾能力強，測試時可以離被測物體很遠，不用靠近測。
圖2 光電位移跟隨器測試原理圖
電渦流位移傳感器在測試過程中安裝相對比較困難，因為是測炮口，彈丸出炮口瞬間炮口振動很小，但當彈丸出炮口后炮口振動位移就相對大一些，量程小的傳感器不能采到振動全過程，并且反射面容易拍到傳感器上。量程大的傳感器要求反射面就比較大，質量也相對大一些，炮口安裝不方便。并且很難適應長距離后坐炮口振動位移的測試。但電渦流傳感器有很強的抗振性和環(huán)境適應性及抗電磁干擾能力，使用時對環(huán)境要求較低，測量精度高。
圖3 電渦流位移傳感器測試原理圖
激光位移傳感器在測試過程中相對于光電位移跟隨器及電渦流位移傳感器就很方便，測試工裝簡單，對環(huán)境適應性也強，唯一的缺點就是抗振性差，容易損壞。
圖4 激光位移傳感器工作原理圖
加速度計測量炮口振動位移優(yōu)點是可以測試高角狀態(tài)下火炮射擊時炮口振動位移，以上3種都很難實現對高角射擊時炮口振動位移的測試，加速度計測炮口振動難點就在于對炮口振動有用信號的獲取及對高頻信號的過濾。傳感器安裝位置及安裝方式也直接影響測試結果的準確與否。
圖5 加速度計測試炮口振動位移原理圖
綜合以上4種測試方法后進行比較，前3種測試方法為非接觸測量，后一種方法為接觸式測量。前3種測試方法受火炮被測物體影響較小，而后一種方法受被測物影響較大。
火炮炮口振動位移的激光多普勒測試法：
激光測振儀可以進行炮口振動速度測量，它是基于多普勒原理的激光非接觸測振技術而研制的，激光非接觸測振技術是國際上近十年來成熟起來的新型非接觸測量手段，也是目前最先進的非接觸振動測量技術之一。凱視邁KC系列紅外激光多普勒測振儀通過探測從振動目標反射回的激光的多普勒頻移，獲得目標振動的實時位移信號。
凱視邁紅外激光多普勒測振儀具有以下特點:
1、非接觸振動測量，完全無附加質量影響
2、可在較遠的工作距離上測量目標振動，且測量位移范圍大
3、頻率響應帶寬范圍大
4、直接進行位移測量，精度高
5、采用紅外測量激光，可消除溫度漂移
圖6 凱視邁KV系列紅外激光多普勒測振儀應用于火炮炮口振動位移測量
在線客服
服務熱線
微信號
購物車
0
最新消息
返回頂部
