彈頭飛行速度測定

彈頭飛行速度測定

測定彈頭飛行速度有方法有很多:採用網靶、箔靶、線圈靶、天幕靶、光電靶、測速雷達等測速系統均能實現。儘管方法有很多種,但其測試原理基本相同,即在彈頭飛行的彈道上不同的2點處,設定測量裝置,只要測出彈頭通過這2點之間的時間值和2點之間的距離值,就可用距離值除以時間值,得到速度值。但在實際測定時,由於天幕靶和測速雷達的測試精度較高、對目標無干擾、工作可靠,特別是測定多發彈的飛行速度時,一次性布靶即可連續完成測試,所以,目前常採用這2種系統。

彈頭飛行速度測定測定彈頭飛行速度有許多方法,採用網靶箔靶線圈靶天幕靶光電靶測速雷達等測速系統均能實現。儘管方法有很多種,但其測試原理基本相同,即在彈頭飛行的彈道上不同的2點處,設定測量裝置,只要測出彈頭通過這2點之間的時間值和2點之間的距離值,就可用距離值除以時間值,得到速度值。但在實際測定時,由於天幕靶和測速雷達的測試精度較高、對目標無干擾、工作可靠,特別是測定多發彈的飛行速度時,一次性布靶即可連續完成測試,所以,目前常採用這2種系統。
在此,我們從系統組成、工作原理、試驗前準備、數據採集、試驗環境要求等方面對這2種方法作一比較。

系統組成

天幕靶系統由天幕靶和計時儀組成。天幕靶由機體和光電探測器組成。機體包括底座、托架、箱體、瞄準裝置和水準氣泡裝置。光電探測器包括物鏡聚光器光電管以及一組放大整形的電子線路。計時儀由基準脈衝發生器、電子開關、計數器放大器穩壓電源組成。
測速雷達系統由雷達機頭(發射機和接收機)、機頭電源終端設備數據處理裝置和計算機)、終端電源、紅外同步啟動器及機頭三腳架組成。

工作原理

彈頭飛行速度測定天幕靶是一種非接觸式裝置。它利用自然光在空中形成一個尖劈形光幕簾,當彈頭飛過天幕靶光幕簾時,遮住一部分光線,天幕靶中的光電管上的受光量減少,從而產生一個電信號,天幕靶將這一電信號傳給計時儀,計時儀開始記錄時間,當彈頭飛過另一個天幕靶上空時,天幕靶再將這一信號傳給計時儀,計時儀記錄時間截止。這樣,彈頭飛過2個天幕靶之間的時間"t"就測出來了,而2個天幕靶之間的距離"s"是可以測量的,於是,彈頭在這兩點之間的飛行速度V=就有了。
測速雷達利用都卜勒原理對彈頭的速度進行連續測量。其工作原理是飛行中的彈頭能使雷達發射機發出的高頻電磁波的頻率發生變化,設沒有彈頭飛過時的發射頻率為f,有彈頭飛過時的反射回雷達接收機的頻率為f ′,兩者差值為Δf=f-f′。只要測得f′,就可以通過測速雷達終端的處理,計算出彈頭的飛行速度V。

試驗前準備

用天幕靶測速,將2個天幕靶布置在彈頭飛行方向的下方。靶距的選取一般為7.62mm手槍定為4m,7.62mm步槍定為6m,12.7mm、14.5mm機槍定為10m。
2個天幕靶之間的距離一定要測量準確,以減小誤差。靶距確定後,調整兩個天幕靶的水準氣泡使其居中,以保證天幕靶的鏡頭處於水平位置,同時,調整2個天幕靶箱體使光幕簾處於平行狀態。之後,將天幕靶、電源及計時儀上的信號線電源線連線好,接通電源,啟動天幕靶和計時儀,即可進入測速試驗。
利用測速雷達測速,將測速雷達機頭(發射機、接收機)布置在槍口的側後方,調整支架使水準氣泡居中,以保證支架平面處於水平位置。調整天線機頭的高低和方向,使瞄準鏡中的瞄準點對準彈頭的飛行方向。將紅外同步啟動器放在槍口的側前方,並使紅外同步啟動器的鏡頭指向槍口。然後接通電源,啟動計算機進入測試狀態。
就試驗前的準備工作而言,測速雷達比天幕靶簡單,需要的測試工作人員較少。

數據採集

彈頭飛行速度測定天幕靶通過計時儀採集時間值,然後在計算器中輸入靶距值,再除以採集到的時間值而得出速度值。計算過程比較簡單、直觀。但用其測定遠距離處彈頭速度,例如1500m處機槍彈的速度,是很難做到的,因為彈頭飛到 1500m處,其準確度和密集度較差,很難保證彈頭從天幕靶的正上放飛過,因而測試難度較大。
測速雷達採集到的則是一系列都卜勒頻率值,通過計算機利用快速付里葉變換(FFT)數字處理得出一系列速度值,數據處理過程相對複雜,但能夠在電腦顯示屏上顯示速度隨時間變化的曲線圖
與天幕靶不同,測速雷達能測定較遠距離的彈頭飛行速度,可以達到幾萬倍彈徑遠處。
天幕靶只能測定一發彈頭飛行到某一點的速度,而測速雷達可以測定彈頭在多點處的連續速度,因此,對於連發槍彈雙頭彈脫殼彈等瞬間飛出的多發彈頭的速度測試,測速雷達顯示了其獨特的優勢。

試驗環境要求

天幕靶需要利用自然光(太陽光在大氣中的散射光)作光源,通常在室外使用。在夜間或室內靶道測速,需要利用合適的人工光源才能使用。而測速雷達不受光照的限制,可在白天、夜間、室內隨時進行。
通過以上對天幕靶和測速雷達的比較可以看出,測速雷達因其使用簡便、適用範圍廣,明顯優於天幕靶,但天幕靶價格遠遠低於測速雷達,因此在許多兵工企業、科研院所以及部隊的科研、鑑定、驗收試驗中,天幕靶仍然發揮著巨大作用。

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