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小口径灵巧引信信息交联的基础理论优化

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:火控计算机迅速解算出该发弹丸的飞行时间误差,并在该发弹丸飞经炮口装定线圈时,将正确的飞行时间装定到“AHEAD”弹弹底可编程引信。图4.1“AHEAD”弹工作过程“AHEAD”弹药的原理虽然并不复杂,但由于弹丸经过测速、装定装置的时间短,因此对引信装定系统的要求很高,有许多技术难点需要解决。

小口径灵巧引信信息交联的基础理论优化

对于小口径弹药,需要对每一发引信设定特定的炸点控制信息,如引信的作用方式、作用距离或作用时间等技术参数。瞬息万变的战场使得弹药在发射前不可能预先装定引信,而必须根据实际的战场环境和作战目标,通过装定器为每发弹药引信进行单独编程设定合适的引信作用方式和炸点控制信息,实现精准打击,提高弹药作战威力,从而大幅提高武器的毁伤效率,实现武器系统全自动化。小口径引信全自动装定按照发射时机的不同可分为发射过程中装定,如炮口感应装定;以及发射前装定,如弹链装定。

炮口感应装定主要用于以防空反导为目的的中小口径速射高炮上。早在1987年,为实现速射炮用引信的自动装定,Schmidt J Q提出了一种在出炮口自动装定引信延迟时间的设计思想,并对其进行了完善。火控计算机根据实际环境和理论参数计算出引信理论作用时间,并将其储存于装定系统的存储器中。当弹丸通过炮口时,测速装置测得其实际速度,装定系统将修正后的时间信息装定到引信中。

瑞士厄利空—康特拉斯公司研制的“空中卫士”高炮系统配用的“AHEAD”弹就是采用此类技术实现引信自动感应装定。弹丸初速测量与时间引信装定装置为安装在炮口的3个感应线圈。前两个为测速线圈,后一个是时间引信装定线圈。测速线圈用来测定弹丸通过的时间,系统可以据此计算出弹丸的初速;装定线圈的作用是当弹丸底部的可编程电子时间引信通过时,以编码脉冲信号的方式将引爆时间装定到引信的时间定时器中。“AHEAD”弹工作过程如图4.1所示,作战时,弹丸依次经过两个测速线圈,装定系统记录下弹丸经过这两个线圈的时间间隔,并据此计算出弹丸初速;然后,与标准初速进行对比,得出初速误差。火控计算机迅速解算出该发弹丸的飞行时间误差,并在该发弹丸飞经炮口装定线圈时,将正确的飞行时间装定到“AHEAD”弹弹底可编程引信。当弹丸飞至目标前方时,引信点燃抛射药,弹内的子弹丸以倒锥形散布飞向目标。

图4.1 “AHEAD”弹工作过程

“AHEAD”弹药的原理虽然并不复杂,但由于弹丸经过测速、装定装置的时间短(只有几十微秒),因此对引信装定系统的要求很高,有许多技术难点需要解决。主要包括:

1)必须能够高精度地测出弹丸速度。考虑炮口装置的体积和重量对火炮自身射击精度的影响,炮口装置上两个测速线圈的距离很近,容易导致互相干扰。(www.xing528.com)

2)必须能够在弹丸飞经装定线圈的极短时间内,将装定信息可靠地装定到引信上。

3)高温高压燃烧气体在炮口处容易形成一个等离子体屏蔽层,干扰引信感应装定。

4)要求能够在弹丸经过第二个测速线圈后至装定线圈前的极短时间内,引信装定系统必须从火控计算机获得正确的弹丸飞行时间。

5)引信电源必须在极短的膛内运动时间(7ms左右)内被激活,使引信到达炮口时能够正常接收装定信号。

对于某些在发射前便可以确定所要装定信息的引信,为降低装定的技术难度,可以根据武器平台的特点,在弹链上或者弹丸进膛后进行装定。这种装定系统还适用于不便于在炮口添加装定装置的武器平台,如转管武器等。由于弹丸在弹链或进膛后的运动速度远远低于弹丸出炮口的速度,用于信息传输的装定时间窗口较宽,因而比较容易实现。但是,弹丸在发射之前电源是不可能激活的,因此要进行感应装定必须首先解决能量传输的问题。解决这一问题的有效途径是采用能量与信息一体化传输技术,首先通过感应装定的方式给引信电路传输能量,当能量积累到一定程度后,引信电路启动,装定器再发送装定信息,从而完成装定。阿连特(ATK)公司研制的30mm高爆空炸弹药采用的就是发射前装定技术。该系统的装定系统如图4.2所示。

图4.2 发射前感应装定系统

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