一种超声速目标外弹道参数测量装置及测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115876041A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202310065193.8(22)申请日2023.01.12(71)申请人西安工业大学地址710032陕西省西安市未央区学府中路2号(72)发明人陈丁杨子钰韩金希沈岭南(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114专利代理师黄秦芳(51)Int.Cl.F42B35/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种超声速目标外弹道参数测量装置及测量方法(57)摘要本发明涉及一种超声速目标外弹道参数测量装置及测量方法。本发明提供一种超声速目标外弹道参数测量测量装置，包括两个平行设置的探测框架，所述探测框架为矩形框架，分别包括四个边框，所述探测框架相对的边框表面上分别设置有激光器发射阵列和光电探测器接收阵列，所述激光器发射阵列和光电探测器接收阵列沿边框顺序但不均匀地排列为一列，其中的激光器与光电探测器一一对应，构成发射‑接收对，两组激光器发射阵列和光电探测器接收阵列相互垂直交叉设置。与现有技术相比，本发明具有的优点如下：测量准确，探测灵敏；成本低，安装调试方便；本发明探测面积足够大；对弹丸孔径几乎没有限制，适用范围广，极大地提高了适应性，测量的参数多。CN115876041ACN115876041A权利要求书1/1页1.一种超声速目标外弹道参数测量测量装置，包括两个平行设置的探测框架(1)，所述探测框架(1)为矩形框架，分别包括四个边框，所述探测框架(1)相对的边框表面上分别设置有激光器发射阵列和光电探测器接收阵列，其特征在于：所述激光器发射阵列和光电探测器接收阵列沿边框顺序但不均匀地排列为一列，其中的激光器(2)与光电探测器(3)一一对应，构成发射‑接收对，两组激光器发射阵列和光电探测器接收阵列相互垂直交叉设置。2.根据权利要求1所述的一种超声速目标外弹道参数测量测量装置，其特征在于：每个边框上从边缘向中心，激光器(2)和光电探测器(3)排列间隔越来越大。3.根据权利要求1所述的一种超声速目标外弹道参数测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：超音速弹丸发射后穿过两个探测框架(1)分别形成的探测面(9)，产生的激波在其传播过程中引起空气折射率变化被激光器(2)和光电探测器(3)形成的发射‑接收对感知，光束的能量变化通过光电探测器(3)接收端转化为电信号，电信号汇总至计算机得到激波从虚拟弹孔到达网格线的时间；经过计算得到激波在虚拟弹孔上下左右四个方向的传播速度，进一步得到弹丸着靶坐标、速度标量、弹道姿态和武器射击速率。4.根据权利要求3所述的一种超声速目标外弹道参数测量装置的测量方法，其特征在于：所述武器射击速率的计算过程如下：一个连发武器发射N发弹丸，同一个探测面(9)测得N发弹丸的过幕时间，求得相近两发弹丸发射时间间隔，根据下述公式得到武器射击频率Δti＝|tOi‑tO(i+1)|(i＝1,2,...,N‑1)其中，tO1，tO2，tO3，......，tON表示一系列弹丸过幕时间，Δti为相近两发弹丸发射时间间隔。5.根据权利要求3所述的一种超声速目标外弹道参数测量装置的测量方法，其特征在于：所述弹丸飞行速度和飞行姿态参数计算过程如下：弹丸穿过两个探测面，首先得到产生的激波到达两个虚拟弹孔四个方向对应的时刻，再得到激波在两个虚拟弹孔四个方向上的传播速度，结合两个探测面(9)之间的距离，得到弹丸飞行速度和飞行姿态参数。2CN115876041A说明书1/5页一种超声速目标外弹道参数测量装置及测量方法技术领域：[0001]本发明涉及弹道测量装备和方法技术领域，具体涉及一种超声速目标外弹道参数测量装置及测量方法。背景技术：[0002]弹丸外弹道参数是靶场测试过程中必不可少的测量参数，是评估武器毁伤性能和弹体性能的主要指标。外弹道主要测试参数包括弹丸飞行速度、着靶坐标、射频、飞行姿态等，这些飞行参数通常采用非接触式测量方法，包括声靶法、CCD交汇测量法、光纤编码法、多光幕阵列测量法等，目前的测量方法以光电立靶居多。很多非接触式测量系统存在准直光路调节困难、测试靶面有限、成本高、易受天气影响的问题。[0003]对射式编码精度靶利用LED或激光器与透镜组合发射平行光束，照射到编码的多个光电二极管形成光幕。两组垂直布放的光幕形成交叉光路网格。依据状态变化的光电二极管的编号即可确定弹丸的坐标。但是其有效探测靶面受限，一般不大于2m×2m；能测量的弹丸飞行参数较少；且需要的光电收发装置数量较多，成本较高。为了求过幕时间，必须有辅助光幕，这也造成设备的复杂、增加了误差产生的因素。[0004]专利ZL201921429640.9利用半导体激光器和透镜结构，实现了平行光