基于声爆效应的枪械自动报靶系统研究

射击精度是衡量枪械类轻武器性能的一个重要指标,该指标的快速有效检测对轻武器生产制造具有重要意义。针对射击精度检测问题,在现有外弹道学理论和声学理论基础上,论文提出了一种新的检测数学模型,并对数学模型中的关键因素进行了深入分析;同时结合现代测试技术,对声电自动报靶系统进行了总体设计、软硬件详细设计以及数学模型的模拟验证。具体内容包括: 首先,分析了各类报靶系统检测方案的优缺点,对国内外报靶系统的研究现状进行了全面的综述,给出了论文的课题背景、研究内容和意义; 其次,通过对激波基本原理、弹丸超音速飞行所致激波的特性、声爆产生的机理和特性等内容的研究分析,给出了声电自动报靶系统的基本组成、功能框架和技术指标,并对整个系统进行了总体规划和设计; 第三,论文在分析传统二维平面数学模型的假设条件及其局限性的基础上,基于外弹道学和声学理论,建立了激波时差信号与弹道轨迹间的三维空间数学模型,并对影响该模型精度的关键因素进行了分析研究,使该模型能够准确定位斜入射弹丸的弹着点,从理论上极大地提高了系统检测精度; 第四,根据对弹丸激波信号频谱特性和传感器性能指标的分析研究,论文给出了作为弹丸激波传感器所要求的各项指标,并完成了声电自动报靶系统的硬件电路设计和软件设计; 最后,运用1stOpt对新建立的少参量数学模型进行验证,并利用matlab信号发生器模拟弹丸激波,并对激波信号进行模拟分析实验,结果表明:少参量数学模型结合matlab分析激波信号是解决斜入射弹丸的弹着点行之有效的方法。