弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法技术

本发明专利技术公开了一种弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法，用于解决炮塔三维位移仿真结果验证问题。该方法涉及电涡流位移传感器、数据采集器、支架。电涡流位移传感器还包括探头和控制器。电涡流位移传感器、数据采集器组成了测试系统。步骤一：按照火炮射击要求将火炮布置在炮位上，调整射角到规定值。步骤二：在炮塔周围选择三点作为测点，布置电涡流位移传感器，测试炮塔与底盘之间的三维位移。用导线连接电涡流位移传感器和数据采集器，调试测试系统，直至测试系统工作正常。步骤三：火炮射击，启动测试系统，测试炮塔三维振动位移。本发明专利技术提出了一种炮塔三维位移计算结果验证方法，能提高计算机仿真精度，并丰富火炮振动测试技术。术。术。

【技术实现步骤摘要】
弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法


[0001]本专利技术涉及一种弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法，具体地讲，本专利技术涉及一种射击过程炮塔上下位移、前后位移和转动角位移与软件仿真模型计算精度的验证方法。

技术介绍

[0002]火炮发射过程，弹丸在身管内不仅发生高速平动运动，还发生绕身管轴线的高速转动和相对于身管轴线的摆动，形成了所谓的弹炮耦合效应。在弹炮耦合效应下，炮塔发生三维振动位移，最终造成射弹散布，影响火炮射击精度。
[0003]从结构上说，自行火炮通常分为炮塔和底盘两部分，炮塔结构上布置有起落部分，起落部分包括火炮身管，身管赋予弹丸射向和初速，最终形成射弹散布。炮塔相对于底盘运动，炮塔是自行火炮战斗部分方向转动(或称为左右转动)的主体。炮塔通过座圈与底盘连接，座圈内有滚珠，允许炮塔转动。从运动学方面讲，炮塔只有绕其回转中心相对于底盘的方向转动一个自由度。
[0004]火炮射击过程，炮塔相对于底盘发生上下、前后和转动三维振动位移。炮塔是身管的载体，炮塔的运动特性对身管振动、尤其是炮口振动有着重要影响，炮口振动是影响射击密集度的关键因素。射击密集度是度量火炮性能的关键指标之一，历来受到人们高度重视。随着世界军事斗争形势的快速变化，对火炮射击密集度有着更高的要求，精确打击是战争赋予火炮的主要条件。掌握炮塔振动规律，通过测试炮塔三维振动位移，分析其变化规律，研究其影响射击密集度相关性，对指导我国火炮型号研制具有重要意义。
[0005]为了研究炮塔振动规律，火炮型号研制过程，借助于计算机软件技术，常要进行炮塔振动规律仿真计算，预测射击过程炮塔振动规律，为火炮射击密集度分析提供理论依据。但计算机仿真模型都要进行简化，这样会引入误差。为了提高仿真模型精度，判断仿真计算结果的正确性，必须进行炮塔振动位移测试，以验证仿真模型精度是否满足要求。
[0006]火炮射击过程，有耀眼的炮口焰、烟雾和火光，对火炮振动测试会造成很大影响。电涡流位移传感器是一种基于电涡流原理的位移测试敏感器件，外界环境光线变化对电涡流位移传感器工作过程无影响，电涡流位移传感器是一种理想的火炮射击过程振动响应测试传感器。电涡流位移传感器依据电涡流原理而工作，它是一种非接触测试原理，探头与反射板之间无接触，电涡流位移传感器输出电压与探头和反射板之间位移成正比，只要得到电涡流位移传感器输出电压，根据标定系数就能确定探头与反射板之间位移。
[0007]本专利技术涉及的火炮为大口径自行火炮。

技术实现思路

[0008]为了解决炮塔三维位移仿真结果验证问题，特专利技术一种弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法。弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法涉及电涡流位移传感器、数据采集器、支架。电涡流位移传感器还包括探头和控制器。电涡流位移传感器、数据采集器组成了测试系统。弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法涉及的步骤如下：
[0009]步骤一：按照火炮射击要求将火炮布置在炮位上，调整射角到规定值。
[0010]步骤二：布置测试系统。在炮塔周围选择三点作为测点，布置电涡流位移传感器，测试炮塔与底盘之间的三维位移。用导线连接电涡流位移传感器和数据采集器，调试测试系统，直至测试系统工作正常。
[0011]步骤三：火炮射击，启动测试系统，测试炮塔三维振动位移。
[0012]弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法具有显著优点。1)提出了一种炮塔三维位移计算结果验证方法，能提高计算机仿真精度；2)提出了一种火炮射击过程炮塔三维位移测试方法，丰富了火炮振动测试技术；3)能显著提高我国火炮设计水平。
附图说明
[0013]附图1是弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法示意图，其中，附图1a)是主视图，附图1b)是俯视图，1表示底盘，2表示身管，3表示高低探头，4表示炮塔，5表示前后反射板，6表示前后探头，7表示转动探头，8表示转动反射板，α表示炮塔绕回转中心转动角位移。以o点为原点，沿射击方向向前为x轴正向，向上为y轴正向，z轴符合右手定则，建立直角坐标系oxyz。
[0014]炮塔周围布置三套电涡流位移传感器，第一套布置在炮塔正前方，其探头称为高低探头，用于炮塔前方上下位移测试，探头固定在炮塔上，探头端面法线方向铅垂向下，用底盘顶甲板作为上下反射板，用炮塔前方的高低探头与底盘顶甲板之间的位移变化表示炮塔高低位移；第二套布置在炮塔正后方，用于炮塔正后方前后位移测试，其探头称为前后探头，前后探头固定在底盘上，前后探头端面法线方向水平向前，在炮塔后端固定前后反射板，前后反射板法线方向水平向后，并垂直于前后探头端面，用炮塔后端的前后探头与前后反射板之间的位移变化表示炮塔前后位移；第三套布置在炮塔右侧方，用于炮塔绕回转中心转动角位移测试，其探头称为转动探头，转动探头固定在底盘顶甲板上，转动探头端面法线方向沿水平方向且垂直于转动反射板，转动反射板固定在在炮塔上，用炮塔侧面的转动探头与转动反射板之间的位移变化表示炮塔转动线位移，再根据三角关系就能确定炮塔转动角位移。探头形状为直圆柱结构，探头端面为平面。定义炮塔上下位移、前后位移和转动角位移为炮塔三维位移。上下位移和前后位移是线位移。
[0015]附图1a)主视图中未画转动探头和转动反射板，附图1b)俯视图中未画高低探头。
[0016]附图2是炮塔转动角位移计算示意图，其中，o点表示回转中心，a点表示转动反射板位置，b点是炮塔转动使a点运动到b点，α是炮塔转动角位移，l表示转动反射板测点位置到回转中心距离，z1表示炮塔转动角位移为α时转动反射板位置沿炮塔转动圆周切线方向移动的线位移。三角形oab是直角三角形。
具体实施方式
[0017]下面结合附图及优选实施例对本专利技术作进一步详述。
[0018]为了解决炮塔三维位移仿真结果验证问题，特专利技术一种弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法。弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法涉及电涡流位移传感器、数据采集器、反射板、支架。电涡流位移传感器还包括探头和控制器，电涡流位移传感器有三套。反射板涉及前后反射板、转动反射板，探头涉及上下探头、前后探头和转动探头，探头通过支架安装
到炮塔上或底盘上。电涡流位移传感器、数据采集器组成了测试系统。弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法涉及的步骤如下：
[0019]步骤一：按照火炮射击要求将火炮布置在炮位上，调整射角到规定值。
[0020]步骤二：布置测试系统。在炮塔周围选择三点作为测点，每个测点分别布置一套电涡流位移传感器，测试炮塔与底盘之间的三维位移。
[0021]第一套电涡流位移传感器布置在炮塔正前方，其探头称为高低探头，用于炮塔前方上下位移测试，通过支架使探头固定在炮塔上，探头端面法线方向铅垂向下，用底盘顶甲板作为上下反射板，用炮塔前方的高低探头与底盘顶甲板之间的位移表示炮塔高低位移；第二套布置在炮塔正后方，用于炮塔正后方前后位移测试，其探头称为前后探头，通过支架使前后探头固定在底盘上，前后探头端面法线方向水平向前，在炮塔后端固定前后反射板，前后反射板法线方向水平向后，并垂直于前后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法，其特征在于，弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法涉及电涡流位移传感器、数据采集器、反射板、支架；电涡流位移传感器还包括探头和控制器，电涡流位移传感器有三套；反射板涉及前后反射板、转动反射板；探头涉及上下探头、前后探头和转动探头；借助于支架，上下探头安装到炮塔上，而前后探头和转动探头安装到底盘顶甲板上；电涡流位移传感器、数据采集器组成了测试系统；弹炮耦合效应炮塔三维位移验证方法涉及的步骤如下：步骤一：按照火炮射击要求将火炮布置在炮位上，调整射角到规定值；步骤二：布置测试系统；在炮塔周围选择三点作为测点，每个测点分别布置一套电涡流位移传感器，测试炮塔与底盘之间的三维位移；第一套电涡流位移传感器布置在炮塔正前方，其探头称为高低探头，用于炮塔前方炮塔上下位移测试，通过支架使高低探头固定在炮塔上，高低探头端面法线方向铅垂向下，用底盘顶甲板作为上下反射板，用炮塔前方的高低探头与底盘顶甲板之间的位移表示炮塔上下位移；第二套电涡流位移传感器布置在炮塔正后方，用于炮塔正后方炮塔前后位移测试，其探头称为前后探头，通过支架使前后探头固定在底盘顶甲板上，前后探头端面法线方向水平向前，在炮塔后端固定前后反射板，前后反射板法线方向水平向后，并垂直于前后探头端面，用炮塔后端的前后探头与前后反射板之间的位移表示炮塔前后位移；第三套电涡流位移传感器布置在炮塔右侧，用于炮塔绕回转中心转动角位移测试，其探头称为转动探头，通过支架使转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：西北机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：