智能化小口径弹药的其他应用领域

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：除可编程计时/计转数定距空炸小口径弹药已经应用于实际型号项目, 其他智能化小口径弹药多停留在理论探索或仿真计算阶段, 这里做简要介绍。图5-10半主动式激光近炸引信原理框图对于小口径榴弹, 由于引信内部空间有限, 不能将激光发射器集成在引信内, 故只能采用地面激光辅助照射的半主动式激光近炸方法。

除可编程计时/计转数定距空炸小口径弹药已经应用于实际型号项目, 其他智能化小口径弹药多停留在理论探索或仿真计算阶段, 这里做简要介绍。

1.半主动式激光近炸引信工作原理

如图5 -10 所示, 半主动式激光近炸引信工作原理和过程为: 地面激光器通过发射光学系统以一定方向和发散角向目标发射激光束; 激光束遇到目标后发生散射, 部分散射激光被引信接收光学系统接收; 接收光学系统使目标回波信号聚焦于光电探测器; 光电探测器将接收到的光信号转换为电信号, 再把它送入信号处理电路进行信号识别, 判定最佳起爆点并输出起爆信号, 由执行电路引发引信爆炸序列并最终引爆弹丸。

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图5-10　半主动式激光近炸引信原理框图

对于小口径榴弹, 由于引信内部空间有限, 不能将激光发射器集成在引信内, 故只能采用地面激光辅助照射的半主动式激光近炸方法。该方案优点是弹丸近炸精度高, 不易受外界干扰; 其缺点是需要激光辅助照射目标, 容易暴露地面人员武器装备, 对我方构成威胁, 故该方案近年来发展缓慢, 未见有具体型号研制。

2.小口径榴弹一维弹道修正引信工作原理

小口径榴弹的一维弹道修正技术与本书第2 章提到的一维弹道修正技术方法原理一致, 不再赘述, 只是对于小口径榴弹需重点攻克阻力片展开机构小型化、卫星定位组件小型化等难题。目前仅见中北大学等少数单位对该技术开展仿真研究, 未见有实际项目支撑。

3.基于静电探测的引信测距工作原理

利用MEMS 加速度传感器与静电探测技术相融合的方式, 对静电测距理论进行推导, 如下所述。

由静电理论知, 探测器处的电位、电场强度满足如下关系式:

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式中, ε 表示空气的介电常数; E 为空中目标荷电量在探测器处的电场强度; R为空中目标与探测器的距离; V 为探测器处的电位; Q 为空中目标上的总的荷电量。

可以看出, 静电探测器处的电位和电场强度除了受探测器到带电体的距离R 影响之外, 还受到环境介质、带电体电量等多种因素的影响。空中目标在不同环境中飞行, 带电量差别很大, 但是大气等环境因素在空间上往往表现出缓慢变化的特点, 在弹丸攻击目标很短的时间内, 外界环境的变化可以忽略; 同时在弹丸与目标交会的过程中, 空中目标的速度和外形结构等因素也基本保持不变, 因此在交会过程中, 可以认为空中目标所带电量为一常量, 空间介质的介电常数也为一常量。于是, 影响式 (5 -26) 和式 (5 -27) 结果的因素就只有弹丸与空中目标间的距离因素。

根据以上分析, 在弹丸与空中目标交会过程中, 具体测距原理如图5 -11所示, 探测步骤及计算推导过程为:

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图5-11　测距实施原理图

(1) 利用MEMS 加速度传感器测量探测器的加速度a 和速度v。当微加速度传感器开始测量探测器加速度时, 微处理器时钟开始计时, 并记录此时探测器的加速度a0 , 其中弹丸出炮口初速v0 已知。此后微加速度传感器连续测量探测器加速度和飞行时间。根据探测器飞行时间tn 和该时刻的加速度an , 利用式(5 -28) 可以计算出任意时刻探测器的速度vn。