弹丸速度的数字化激光幕测试技术

　　弹丸速度的靶场测试试验,通常采用“平射”和“仰射”两种射击试验方案,相应的利用区截法和多普勒法完成弹丸速度的测量。所谓区截法,即在“平射”弹道的一定距离上布设两个区截装置,通过测量两装置间距离和弹丸通过时间,计算弹丸速度;多普勒法是通过测速雷达等设备测出弹丸多普勒信号频率,从而间接测量弹丸速度。

　　原则上,弹丸速度均可用多普勒法测量,但对于穿甲弹等弹丸,由于弹道较低伸,必须采用“平射”射击方式,这样使多普勒测量不但受地面还受“地物”振动反射等影响,不利于精确测量弹丸速度。由此出现了“平射”和“仰射”条件下的不同测速方法,笔者所采用的弹丸速度测量方法是在“平射”条件下进行的。

　　1　弹丸速度测量技术分析

　　目前,在“平射”条件下,弹丸速度测量通常根据区截装置不同分为两大类:接触测量法和非接触测量法。具体分为网靶测速法、线圈靶测速法及光电靶测速法等。

　　网靶测速是早期的接触测速方法,曾在靶场试验中大量使用,但由于人为因素影响较大及工作效率较低,因此逐渐被非接触测速法所取代;非接触测速法的线圈靶只适用于铁磁性材料制造的弹丸,对一些非铁磁性材料(如铝、铝合金和玻璃钢等弹体)及某些装配电引信弹丸也不适用;光电靶的光电测速法是一种利用光电转换原理产生启动和停止信号的测速装置。当弹丸过靶时,改变光电管上的光强,产生触发信号,使计时仪启动或停止工作。通常,光电靶有光幕靶、天幕靶和激光靶三种。

　　激光靶常采用模拟光方式工作,即弹丸通过靶面时,引起光通量变化,该变化以模拟信号形式描述。由于激光可形成一层薄薄光幕,空间分辨能力在各种测速靶中最高,因此,其速度测量精度最高。国外测速最高精度可达0·04% ,是目前精度最高的一种测速装置。

　　但是,由于靶场“平射”的射击现场一般都存在较大振动,这种振动会引起模拟光测速的光发射器与接收器相对位置改变,从而产生信号变化,而且炮口光和环境光也会形成干扰。通常将这些信号视为干扰信号,所以,模拟式激光靶存在抗干扰能力不足问题,特别对火箭弹,模拟式激光靶更易受到干扰。综上所述,笔者对各种测速方法优缺点进行对比,具体内容见表1。

　　那么,如何克服上述测速方法的缺点,保留优点,寻找一种具有普适意义的弹丸通用测速技术呢?也就是说,在“平射”条件下,这种测速方法应能解决以下问题:

　　1)适于现有材质弹丸的通用化测速技术;

　　2)具有较高的弹丸测速精度;

　　3)具有较高的测试效率;