第一章-內彈道性能試驗課件

1、第一章 內彈道性能試驗1.1 彈丸初速的測定1.2 膛壓的測定1.3 發(fā)射裝藥量的選配1.1 彈丸初速的測定1.1.1 初速的定義 所謂的初速(用v0表示),并不是彈丸脫離炮口瞬間的實際飛行速度(用vg表示)，而是在假設彈丸脫離炮口后僅受空氣阻力和重力作用的條件下，由后效區(qū)外某彈道段上的實際飛行速度外推到炮口，彈丸應具有的理想速度。這是一個并不存在的虛擬速度。由于炮口燃氣流在后效期內對彈丸仍有一定的加速作用，所推出的初速將比炮口的實際速度要大些。對于一般火炮， v0比vg要大(0.52.0)，見圖1-1。 測量彈丸初速是彈藥與火炮最基本的靶場試驗項目之一。1.1.2 初速測定的重要性 1. 因

2、為初速與膛壓是衡量內彈道性能的兩個最重要的彈道參量，它在很大程度上反映了火藥的燃燒規(guī)律、裝藥設計的優(yōu)劣，以及能量利用率的高低，是檢驗內彈道性能的重要標志量；初速v0又是決定外彈道參數的三個基本要素(彈道系數Cb、初速v0、射角0)之一，是進行外彈道計算的初始參量。 2. 在進行彈道計算、密集度分析，特別是編制射表時，都必須精確測定初速v0及其散布E v0。 3. 在測定跳角、彈道系數、直射距離以及其它許多彈道試驗中，也往往要求同時提供初速v0，以便進行計算與分析。1.1.3 初速測定的方法 一、初速測定方法的分類二、靶場測速的常用方法 目前，靶場最常用的標準方法是電子測時儀測速法和多普勒雷達測

3、速法。它們都是采用平均速度法原理的電測方法。1.1.4、電子測時儀測速 一、電子測時儀測速的基本原理 假定彈道的某一有限區(qū)間內，彈丸的飛行速度是線性變化的，則該段彈道中點的瞬時速度等于該區(qū)間的平均速度，即 實際彈丸的速度變化雖不是線性變化的，但只要截取的彈道區(qū)間不太長，彈丸的速度都近似線性變化，其中點的瞬時速度都可以用該段的平均速度代替。實踐證明，它具有足夠的準確性。電子測時儀測速就是基于這種原理，利用區(qū)截裝置來確定彈道段起止位置，利用電子記時儀器記錄該段飛行時間的一種測量彈丸速度的方法。 二、區(qū)截裝置 1、 區(qū)截裝置的分類： 它是一種成對使用的探測器。它的作用是準確確定彈道區(qū)間的起止位置，及

4、時可靠地感受彈丸到達和離開該區(qū)間的時刻，并產生感應信號，觸發(fā)測時儀器開始和停止記時。靶場中通常把區(qū)截裝置叫做“靶”。 2、各個區(qū)截裝置(靶)介紹 (1) 網靶(斷靶)a.工作原理：用細銅線來回繞在木制靶框兩邊的接線柱上而成。銅線間隔不大于1/4彈徑，構成網狀。銅線直徑約0.20.25mm，兩端與測時儀器連接。當彈丸通過時，銅線被切斷，電路內產生電位突變，形成靶信號。網靶也可以用導電涂料在絕緣紙上印成網格制成。b.優(yōu)點：簡單、經濟，作用可靠。c.缺點：對彈九運動有干擾，只能一次性使用，不能測量連發(fā)彈丸的速度。d.靶場中的應用：多用于測量破片速度，有時也用于小口徑彈丸。 (2) 箔靶(通靶)a.工

5、作原理：由兩張金屬箔中間襯以絕緣薄膜構成。金屬箔以導線與測時儀連接。當彈丸穿過箔靶時,彈體將兩張金屬箔接通，使電路導通，產生電位突變，形成靶信號。b.優(yōu)點：可以多次使用，比較簡單、經濟、可靠。c.靶場中的應用：主要用于小口徑彈丸及破片試驗。 (3) 線圈靶a.工作原理：利用電磁感應產生電信號的區(qū)截裝置，通常是在木制或鋁制的框架中,裝入兩個用漆包線繞制的具有一定匝數的線圈構成。一個叫勵磁線圈,通以直流電源,產生穩(wěn)定的磁場;另一個叫感應線圈,與測時儀電路相連。當鋼質彈丸通過靶圈時，彈體引起感應線圈中磁通量產生瞬時變化，從而在回路中產生感應電動勢，形成靶的觸發(fā)電信號，見圖1-2。b.影響回路中感應電

6、動勢的因素： 回路中的感應電動勢主要與勵磁線圈的匝數、感應線圈的匝數、勵磁電流的大小以及被測彈丸的截面積和穿越靶圈時的速度有關，并與這些量成正比，同時與線圈的面積也有關系，而且成反比。c.計時儀器的啟動條件： 一定幅值的輸入電壓：保證靶的觸發(fā)電信號能有效啟動記時儀器應保證線圈的圈數和儀器的阻抗；使用時還應根據彈丸的尺寸與速度選擇相應大小的靶圈及適當的勵磁電流。通?？砂幢?-1選擇靶圈的大小。 d. 勵磁線圈中不輸入勵磁電流時線圈靶的工作原理： 其工作原理是，事先對彈體進行磁化處理，使彈體上形成磁場，當彈丸穿過線圈時，由于彈體磁場的磁力線被切割,感應線圈中同樣會產生感應電動勢，形成靶的觸發(fā)電信號

7、，見圖 1-3。 f.優(yōu)點：可連續(xù)重復使用，方便迅速，對彈丸運動沒有干擾，不受天候影響，適用于各種口徑與速度的鋼質彈丸。e.彈體的磁化的條件： g.靶場中的應用：由于其具有其它靶無法比擬的優(yōu)點所以在國內外的靶場中普遍得到采用。 彈體的磁化需有足夠的強度和一定的方向。前者是線圈靶及記時儀器靈敏度的要求，后者則是根據儀器對啟動信號及停止信號所要求的極性及電路結構確定的。 (4) 天幕靶 a.工作原理：利用自然光源的光電探測器。它通常由攝影鏡頭、狹縫光欄、聚光鏡或光導纖堆以及光電管、放大整形電路和帶水平與回轉調整裝置的機箱構成。攝影鏡頭及狹縫光欄組成楔形幕狀視場，聚光器件將由幕狀視場來的自然光聚焦在

8、光電管上，當彈丸橫越天幕時，視場內一部分自然光被突然遮斷，使光電管上的受光量產生突然變化，從而在電路內產生觸發(fā)電信號。c.缺點：它的缺點是受天候影響，夜間及雨雪天氣不能使用。 d.靶場中的應用：由于其優(yōu)點較多所以在國內外的靶場中普遍得到采用。b.優(yōu)點：天幕靶的優(yōu)點在于靶面較大，光幕的扇形角都在20以上，適用于各種彈丸，可以連續(xù)重復使用，方便迅速，對彈丸的運動沒有干擾，在大仰角射擊時，不需要安裝高靶架，只需使天冪傾斜與彈道垂直即能測量 (5) 光電靶a.工作原理：光電靶的工作原理與天幕靶相同，不同的是采用了人工光源。b.靶場中的應用：適用于小口徑彈丸及室內靶道 。 三、 電子測時儀t=nT=n/

9、f (1-2) 頻率f是已知的，只要測出n，即可得到時間t?，F有測時儀器的振蕩頻率多采用1MHz，即每秒振蕩100萬次，周期T為1s，故記時儀記錄的脈沖數n即等于以微秒為單位的時間t。電子測時儀的原理框圖如圖1-4。 1、測速試驗中采用的電子測時儀 它是一種以穩(wěn)定的固定頻率電振蕩脈沖數為時間單元的計時裝置。它采用十進制計數電路及數字顯示電路，記錄并顯示測定時間間隔t內的振蕩脈沖數n。若固定振蕩頻率為f，振蕩脈沖的周期為T，則有關系式 其工作原理為：信號變換器將來自區(qū)截裝置的靶信號放大、整形為觸發(fā)脈沖，通過控制電路控制電子開關的啟閉，及時把時基發(fā)生器產生的精確時標脈沖送入計數器記錄并由數碼管顯示

10、出來。測時儀可分為單通道、雙通道和六通道等2.測時儀的分類及智能化測時儀的優(yōu)點 智能化測時儀器，如DS-8型、HG202C型、DCS651型及1610型(16通道)。都配有小型微處理機、打印機等,不僅能實時采集飛行時間，還能裝定靶距、仰角等參數，并直接處理出飛行速度、組平均值、初速v0及初速的公算偏差等；有的還可對藥溫、彈丸質量等進行修正，并將結果打印出來，從而大大改善了靶場測速手段，縮短了試驗周期。 四、 靶距的選擇 由此可見測速誤差不僅與靶距的測量誤差s及測時誤差t有關，而且還與彈丸的速度v及靶距s有關。 電子測時儀測速法所依據的公式是v=st，所以由此得到的速度v，其相對誤差可由下式估算

11、，即 1.靶距的測量方法 靶距一般都用鋼卷尺測量，讀數應精確到毫米，而且應在靶框的上下左右四個部位測量，求其平均值。 2.測量靶距時對卷尺的要求 3.靶距的測量誤差及其實現方法 4.測時誤差對靶距的影響 4.測速靶間的距離的選擇 靶距s的加大，會增大原理誤差，即增大用平均速度代替兩靶中點瞬時速度產生的誤差，和用兩靶間直線距離代替彈丸實際行程產生的誤差。由于跳角及重力的影響，彈丸的實際行程與兩靶間直線距離是不一致的。所以，對于不同的飛行速度及不同彈道系數的彈丸，存在不同的較合理的靶距，使測速精度最好。為了使測速達到應有精度并規(guī)范化，各國靶場的實驗規(guī)程都對靶距的選取做了明確的規(guī)定。見表1-2。 5

12、.第一靶到炮口距離的選擇 炮口波和炮口焰對各種測速靶都會有干擾，所以第一靶與炮口必須保持一定的距離。該距離的大小與火炮的口徑及類型有關，見表1-3 五、 初速及其散布的計算 由測速系統(tǒng)得到的速度是彈丸飛過一段距離后的速度，是在空氣阻力和重力作用下已經衰減了的速度。速度衰減的多少顯然與彈丸的形狀、飛過路程的長短，空氣的密度、射角的大小等因素有關。根據外彈道理論及不同的射擊條件，計算出速度減退量，即可得到初速v0。 1、 水平射擊 初速較高的火炮通常采取水平射擊的方法測量初速，這樣可以忽略重力對速度的影響。場地布置見圖1-5根據外彈道理論，初速按下式計算，即v0=vx+vx (1-5)式中 vx

13、初速修正量(空氣阻力引起的速度下降)根據外彈道西亞切解法可知 2、有仰角射擊 在有仰角射擊時，除計算阻力修正項vx外，還要對重力的影響進行修正，即 圖1-6是有仰角射擊時的場地布置。由圖1-6可知，s=xcos0一hsin0，h是炮口到地平面的高度，x是兩天幕靶中點到炮口鉛直面的水平距離。由于hsin0與s相比很小，所以通?？扇xcos0，x及0都是可以直接測量的。 3、平均速度及其散布特征量的計算 (1)、初速散布產生的原因 (2)、初速散布的的重要性 初速及其散布的大小直接關系到火炮的射程及射擊密集度，對評定火炮及彈藥的性能至關重要。所以初速測定時，通常都要射擊三組，每組射擊510發(fā)彈丸

14、，求出其平均值，并計算出速度散布的中間誤差EV0，這三組射擊應在不同的三天內進行，每組試驗前要重新設置及測量測速靶距，調試記時儀器，裝定射擊請元，以及測量氣象條件等。 由于彈藥的制造都存在公差，每發(fā)彈的尺寸、質量、裝藥等都會存在差異，射擊時的條件也不會完全一樣，所以測得的初速是有散布的。 (3)、組平均值及散布特征量的計算若各組的射擊發(fā)數及中問偏差相同時則上式即簡化為 六、 可疑數據剔除 在求取初速的平均值以前，應先對測量的數據進行分析。有時會在一組射擊測得的數據中會有一個測量值明顯地偏離其它值，叫做可疑值。對此可疑值的處理，是保留還是剔除，對試驗結論有舉足輕重的影響?？梢芍档某霈F如果是某些異

15、常因素造成的，則應堅決剔除，因為該反常數據與其它數據已不屬于同一正態(tài)分布總體。否則有可能嚴重影響測試結果，并使本來合格的產品誤認為不合格。(1) 彈體強度不夠,出現彈帶脫落、引信脫落、曳光管脫落或尾翼脫落等；(2) 儀器系統(tǒng)有救障，或者彈丸磁化反向、彈體擦碰測速靶框；(3) 藥筒破裂,底火擊穿漏煙、漏氣；(4) 發(fā)射藥裝錯、藥量稱錯、裝配不正確或保溫不正確等。 1、試驗中可能出現的異常因素 2、判別反常數據的常用方法(1)極值偏差法 剔除可疑的最大值vn(或最小值v1)后，計算該組數據的中間偏差，即然后計算統(tǒng)計量Q1，即 比驕Q1與Q1的界限值Q1(見表1-5)，當Q1 Q1時可認為該數據反常

16、，可以剔除，否則不能剔除。 (1) 極差比法(DiXON準則) 極差比法是用兩個差數之比作為統(tǒng)計量來檢驗反常結果。計算時先將試驗數據按大小依次排列，設為 其中vn(或v1)為可疑值。根據準則，對不同的試驗發(fā)數n，采用不同的差值計算統(tǒng)計量。 比較Rij與統(tǒng)計量的界限值r(見表1-6)，若Rij r ，則認為vn(或v1)為反常數據，可以剔除。 以上剔除方法原理上僅用于一組中只有一發(fā)沒有確切原因的反常數據，如果出現多個沒有明確原因的反常結果，則應對試驗條件、測量儀器以及彈藥等進行認真的檢查分析，尋找造成數據反常的原因，并加以解決然后再按規(guī)定進行補測。任意剔除可疑值，將會錯誤地將不合格產品認定為合格

17、，給將來的使用造成危害。1.1.5 、多普勒雷達測速一、多普勒測速原理 多普勒測速基于多普勒效應。多普勒效應原理見圖1-7和1-8。 設圖1-7中A為電磁波輻射源，振動頻率為f0，周期為T0 ，傳播速度為光速c，波長為，則有關系式 B為接收裝置，單位時間內接收到的電磁波頻率為f1。 頻率f1 =c/= f0 ，即接收到的電磁波振蕩頻率不變。1.當輻射源及接收裝置都固定不動時fd= f0(v/c) (1-24) 由于f0 、c都是常數，只要測得fd，即可求出接收裝置B相對于A點的運動速度。2.當輻射源A不動，接收裝置B相對于A以速度v運動 此時相對速度發(fā)生了變化。相向運動時的相對速度為c+v，相

18、背運動時的相對速度為cv，因而接收裝置收到的電磁波頻率f1=（cv）/，不再是f0。其差值f0-f1=fd，叫做多普勒頻移。顯然有關系式 3.當接收裝置B不動，輻射源A相對B速度u運動時(如圖1-8) 此時相當于波長發(fā)生了變化。相向運動時，= -uT0；相背運動時= +uT0。因而，接收裝置收到的電磁波頻率也發(fā)生了變化。f1=c/（uT0 ）=(c/cu) f0。其差值多普勒頻移fd有關系式fd=(u/cu) f0。 (1-25)所以測出fd，也可以求出相對速度 u。4.雷達測速原理 通常雷達的發(fā)射天線和接收天線是共同的，或者緊靠在一起。發(fā)射天線沿彈丸飛行方向定向發(fā)射具有高穩(wěn)定頻率的電磁波(設

19、頻率為f0)，當運動的彈丸收到電波信號時，頻率已發(fā)生變化，為f1；電磁波自彈體反射回來在由天線接收，頻率再次發(fā)生變化，設為f2,見圖1-9，根據上面的分析，顯然有如下關系式，即 f1= (1- vr /c) f0 (1-26) f2= (c/ c +vr) f1 (1-27) 將 (1-26) 式代入(1-27)式，則 f2= (c -vr )/ (c +vr) f0 (1-28)式中 vr 彈丸相對于天線的運動速度，即徑向速度。 令 f0- f1= fD ，叫做多普勒頻率，則 由于c為光速，比彈丸速度大得多，所以上式可化簡為 所以，只要測得多普勒頻率fD ，即可求出彈丸相對于雷達天線的徑向速

20、度vr 。1、640型多普勒測速雷達二、多普勒測速雷達 640型多普勒測速雷達是我國70年代初自行研制的，主要用于火炮外彈道試驗。(1) 640型多普勒測速雷達的主要性能指標測速范圍 ：502000m/s ； 測速精度：最大測速誤差5W天線波束寬度：鉛垂方向7，水平方向8。 它的測速原理為“定時測周”法求取彈丸速度。(2) 640型多普勒測速雷達的測速原理 設波門每次打開的時間為，令在數值上等于(c/2f0)。如果在該時間記錄的多普勒信號數為n，則fD =n (c/2f0)。將它代人式(l-32)得 所以在時間內記錄的多普勒信號數，即等于彈丸速度。由于彈丸速度不斷變化，fD 也斷變化，所以測得

21、的多普勒頻率及徑向速度仍然是時間 內的平均值。2、DR582型多普勒測速雷達DR582雷達為我國在80年代中期以后引進的。(1) DR582型多普勒測速雷達的主要性能指標測速范圍 ：503000m/s ； 測速精度：最大測速誤差0.1%；適用彈丸：5.56203mm 口徑各類彈丸；作用距離：約1015萬倍彈徑；配用天線：1.6發(fā)射角的X波段天線及12S波段天線多 種，后者適用于測量火箭；天線功率：不大于200mW數據采集：最多可達2048個測點，并有磁帶記錄儀同時錄取 全部信號，以備檢查。(2) DR582型多普勒測速雷達的測速原理 它的測速原理為“定距測時”法求取vr 。 若取n=1， =

22、TD。 TD 是多普勒周期，上式變?yōu)?這說明，每個多普勒周期TD 內彈丸移動的距離等于半個電磁波長度，是個常量。 若取n=N，稱做計量基數，則 MB叫做基線長，相當于靶距。測量時(見圖1-11)。計時器連續(xù)記錄來自時鐘的脈沖數(時間分辨0.1s)，即以0.1s為單位時間t，基數計數器則同時計量多普勒信號的周期數n，每當n=N時，計時器的累加時間t1 、 t2 tm就被存人存貯器中。顯然，根據下列一組公式，即可算出一系列速度vi及其對應的時間TD和距離di ，得到如圖1-11中的v-t關系曲線。3 、采用FFT技術的多普勒測速雷達 與傳統(tǒng)的多普勒雷達相比，采用FFT技術的多普勒測速雷達具有如下優(yōu)

23、點：(1) 可測量多個目標的速度；(2) 可實現對彈丸轉速的連續(xù)測量；(3) 事先不需知道目標的速度范圍,使用靈括方便；(4) 提高了作用距離。三、初速的計算 測量彈丸速度時，雷達測得的速度值都是彈丸相對于雷達天線的徑向速度，而雷達天線又總是架設在炮口側后幾米或幾十米的位置上，所以，雷達直接測得的徑向速度vr與所需要的彈丸在彈道上的切向速度vt不同。距炮口越近差別越大。而外推初速v0正要利用炮口附近的速度。因此，為了保證初速的精度，應先對vr進行換算。彈道初始段近似為直線段，可采用如下修正公式(參見圖1-13)，即1 、徑向速度向切向速度的轉化式中 R火炮至雷達天線的側向距離； L炮口至雷達天

24、線的縱向距離； x炮口至測速點的斜距離； vr與vt間的夾角。2 、關于x的計算 關于x的計算可以按下列公式進行以后各點照此累計。但xi的計算是并不準確的，但因角一般很小，所以其結果尚可接受。按照上述公式逐點進行修正計算，通常計算到vt-vr100MPa)。設每次預壓后的銅柱壓后高分別為h1及h2根據銅柱的變形規(guī)律，認為在p1和p2區(qū)間內，壓縮量與壓力差為線性關系，即 與前兩種方法比較，二次積壓法是根據實際標定得到的系數和實測的變形量計算壓力值,不需查銅柱壓力表。且經過對鋼柱的兩次預壓，使銅柱變形的一致性進一步得到了提高但是,由于銅柱的塑性變形只在一定的區(qū)間內呈線性關系,如果使用的壓力范圍不當

25、,將會造成較大誤差。五、 銅柱測壓法的誤差源1. 動壓與靜標的誤差 用上述方法測量火藥氣體壓力時,是采用靜態(tài)標定的壓力表由銅柱變形量換算相應壓力值的,但實際上銅柱承受的是動壓。根據銅柱測壓器活塞的受力及運動,可以推導出活塞在火藥氣體壓力及銅柱變形阻力作用下的運動方程及在瞬態(tài)壓力作用下其解的表達式為此時,動壓作用的全壓縮時間為 若設火藥氣體壓力是緩慢作用在活塞上,可以認為活塞的加速度為零,則有解為 由上可知,用銅柱測壓法測量動態(tài)壓力時,全壓縮時間0與測壓器活塞的質量m及銅柱的硬度系數有關。瞬態(tài)作用的壓力值可用由該壓力產生的變形量H之半在靜壓銅柱壓力表中查到。但是由于實際膛壓雖然變化很快,也還不能

26、認為是瞬時作用的。所以可根據實驗時銅柱全壓縮時間相對于0的關系分別處理。2. 銅柱塑性變形規(guī)律誤差 實踐證明，銅柱變形不完全是線性關系。 (2)圓錐形銅柱的塑性變形規(guī)律是一條”拋物線”曲線,即當壓力由小到大等同隔增加時，銅柱壓縮量H只由大變小。 (1)圓柱形銅柱的塑性變形規(guī)律是一條“S”形曲線，即當壓力p由小到大等間距增加時，銅柱壓縮量H開始由小到大，而后又由大到小，只是在中間一段出現線性； 因此使用圓柱形銅柱應選取變形曲線中段接近線性變化的區(qū)間，而使用圓錐形銅柱應選取曲線的起始段，這樣即可提高測量精度。六、溫度影響的修正 因測壓銅柱的標定及預壓都是在20 C2 C 條件下進行的，而現場試驗常

27、受條件限制，不能保證銅柱在同樣條件下使用，這時溫度的變化對測壓銅柱的塑性變形是有一定影響的，從而影響到測壓的結果。因此，必須對銅柱溫度的影響進行修正。目前常用下列修正公式計算銅柱的溫度修正量pT，即 在溫度-40+15 C及+15+50C范圍內，溫度每變化lC時，現有各種測壓銅柱0.1MPa壓力的修正系數K可由表1-12選取：1.2.4 銅球測壓法 歐美各國在靶場試驗中廣泛采用銅球測壓法測量炮膛壓力。銅球測壓法的基本原理與銅柱測壓法完全一樣，只是具體方法及器材有差異。歸納起來主要有以下幾點不同。一、使用測壓銅球1.測壓銅球的工藝要求及加工尺寸 制造銅球用的銅材與測壓銅柱相同，其加工工藝與鋼球類

28、似。銅球只有一種規(guī)格，直徑為4.7630-0.020mm，球形公差不大于5m，批直徑變動量最大10m，表面粗糙度不低于Ra0.63m(GBl031-68中8)。球要按規(guī)范進行熱處理，保證每批測壓銅球都具有良好的塑性，軟硬性相同，受壓后的變形量均勻一致。2.測壓銅球的分類及其適用范圍 銅球測壓器分放入式及旋入式兩類。各類中按活塞面積的大小不同又有幾種規(guī)格。 測壓銅球配用不同活塞面積的測壓器，可以測量2080MPa的膛壓。為滿足更低或更高的壓力測量，還可選用鋁球或鐵球。 使用測壓銅球不需進行頂壓。根據所測壓力范圍，可參照表1-13選擇測壓器。二、采用準動態(tài)標定方法1. 準動態(tài)標定方法 將銅球測壓系

29、統(tǒng)與經過標定的壓電測壓系統(tǒng)裝在準動態(tài)標定裝置上，使它們同時承受一個瞬態(tài)壓力脈沖的作用，用壓電測壓系統(tǒng)得到的壓力峰值對測壓銅球進行標定。根據實測的壓力峰值及相應的銅球壓后高，以四路壓電測壓系統(tǒng)所得壓力峰值的平均值(代替標準壓力值)作為自變量，對銅球的壓后高進行二次多項式(或三次多項式)回歸計算，求出最佳回歸方程，然后由回歸方程計算出銅球壓力表。壓力表應注明“銅球動態(tài)壓力表”、銅球的型號、批號、適用的活塞面積、標定溫度、標定單位及日期等。2. 落球式動態(tài)標定裝置 為使鍋球測出的壓力能反映真實的膛壓?，F在通常采用落錘式液壓動標裝置。圖l-19為原理圖。 這種裝置產生的壓力脈沖的波形類似于半個正弦波，

30、見圖l-20。它的持續(xù)期和峰壓值與錘的質量、下落高度、油缸容積、活塞面積及油的性質有關。實踐和理論分析證明，用半正弦壓力波形模擬膛內壓力曲線進行準動態(tài)標定是可行的。模擬的相似條件是峰壓值pmax相同，半峰值脈寬相等。工作原理：重錘自由跌落，通過活塞作用于油缸內的液體，并把壓力傳遞給安裝在油缸周圍的銅球測壓器和參比的標準壓力傳感器。 由圖1-20可知，在滿足上述條件情況下，一般的膛壓曲線的前半部與模擬的正弦波形的前半部是很接近的，只是尾部相差較大。但由于銅球測出的是峰值，所以采用落錘液壓裝置進行動態(tài)標定是合理的。三、溫度修正方法不同 銅柱測壓采用固定的修正系數對各批銅柱進行溫度修正量的計算。銅球

31、測壓法則是指定某一批銅球可以用于高低溫試驗，并只對該批銅球編制“銅球溫度修正表”編表時須先對該批銅球進行高、低、常溫實驗測定，獲得不同溫度下的壓力值與銅球壓后高的數據對，然后分別對數據進行多項式回歸處理，得到高、低、常溫三條回歸曲線，并根據這些曲線及常溫壓力表，將全量程對應的壓后高以0.05mm間隔區(qū)分成許多段，查出各段中點斷對應的hi，常溫時的壓力pi，與pi對應的高溫壓后高hGi和低溫壓后高hDi，再由這些值用最小二乘法求出過(h,20)點的壓后高隨溫度變化的直線，其斜率K即為壓后高隨溫度的變化率，故壓后高的修正量hi可由下式計算，即 銅球測壓的優(yōu)點主要在于它改變了銅柱測壓法動壓靜標的做法

32、，因而使測出的壓力更接近炮膛的真實壓力，銅球和銅球測壓器規(guī)格少，不易產生選配錯誤，使用方便且測壓器體積小、重量輕。容易裝配操作。國內已開始在大口徑火炮上使用銅球測壓，國產銅球的直徑為4.673mm，每批銅球的橢圓度為-3m，隨著高壓火炮的不斷出現銅球測壓法的應用將會越來越多。1.2.5 膛壓曲線電測法 膛壓電測法屬于彈性變形法：它通過各種傳感元件以不同的物理原理將彈性變形量轉變成電量，建立電量與產生變形量的作用力之間的確定關系，從而能夠通過直接測量這些電量來確定膛內的燃氣壓力。一、 電測系統(tǒng)的基本組成及其作用1. 傳感器 傳感器包括彈性元件及變換器兩部分，彈性元件直接感受壓力并產生彈性變形，變

33、換器則將變形量轉換成某種形式的電參量(如應變傳感器的電阻、電容傳感器的電容）或直接把壓力轉換成電量(如壓電傳感器)。 它將傳感器進來的某種電氣輸入量變成適合記錄裝置記錄的另一種電氣輸入量，如將電阻、電感、電容或電荷的變化，變成電流或電壓的變化，并加以放大。2.測量電路及放大器3.記錄裝置 它是把輸入的電量以一定形式轉換成能夠顯示與記錄的裝置，如光線示波器、筆錄儀、磁帶記錄儀、電子示波器及瞬態(tài)記錄儀等。4.同步裝置 它以一定的時間間隔控制火炮擊發(fā)并使記錄裝置處于工作狀態(tài)，保證能及時完整地記錄到膛壓曲線。5.穩(wěn)壓電源它為測量線路及記錄裝置提供所需的電源。6.壓力標定裝置 它給出較精確的各種壓力值，

34、標定膛壓電測系統(tǒng)的靈敏度。 圖1-21是膛壓電測系統(tǒng)框圖二、 電測法具有的優(yōu)點1、可以連續(xù)測量與記錄膛壓的變化過程；2、測量系統(tǒng)具有良好的動態(tài)特性，能夠記錄壓力的高頻信號；3、可以實現遠距離測量及操作；4、靈敏度高、測量精度高；5、能夠與微機連接，實時處理與顯示測量結果。三、 電測傳感器 測量膛內燃氣壓力廣泛采用壓電測量系統(tǒng)。這是由于壓電傳感器多采用石英晶體做壓電元件，而石英晶體具有較好的頻響特性，較低的熱靈敏度及小的滯后；在量程范內，它的總線性度為0.2%1%，線性特性好，所以已成為膛壓測量的專用傳感器。 圖1-22為典型壓電傳感器的結構圖。圖中， (a)為膜片式，(b)為活塞式。 被測壓力

35、p通過活塞使石英晶體受到壓縮，從而在晶體的兩個墻面產生電荷。對一片晶體來說，產生的電荷量與所受到的壓力成正比，可由下式計算，即 由于通常采用兩片晶體組成壓電傳感器，所以輸出的電荷量應為單片晶體的兩倍。正電荷通過活塞及壓塊與傳感器外殼相連，負電荷則通過電極輸出。彈簧為石英晶體提供預緊力，絕緣套則保證晶體輸出面與傳感器外殼絕緣，由于石英晶體的機械強度有限(最大允許應力m=68.678 .5MPa)，使用時應根據所測壓力范圍選擇具有相應活塞面積的傳感器，見表1-14。 測量火炮膛壓時，有時要使用多個壓電傳感器，同時測量藥室不同部位的壓力-時間曲線，以便發(fā)現異常的壓力現象。發(fā)射藥正常燃燒時，藥室內的瞬

36、時壓力梯度總是正的，即膛底的壓力總是大于藥室前端的壓力，特別是大于彈丸底部的壓力。如果發(fā)射藥燃燒期間產生壓力波，就會出現反向壓力梯度，即彈丸底部的壓力大于膛底的壓力。這些反向壓差是由于局部點火不合適和發(fā)射藥燃燒在膛內產生波面或振蕩造成的。一般認為膛內反常現象，特別是火炮的膛炸現象，和壓力波的幅值密切相關。因此，測量膛內的壓力波幅值并設法將其控制在一定的范圍內，就成為檢驗裝藥及其結構、點火系統(tǒng)等設計正確性與射擊安全性的重要依據。圖1-23是實測的某火炮的膛內壓力-時間曲線及壓力波波形。 用壓電傳感器測壓需要在炮身膛壁上和膛底打孔，以便安裝傳感器，這對許多待測火炮是不允許的。為了不破壞炮管而又能測

37、出膛內燃氣壓力曲線，現已出現了一種新的測壓裝置膛內壓電測壓彈。壓電測壓彈的外殼為流線型，鋼結構，圓弧形底部借助內部的永久磁鐵固定在藥室膛壁上，保證在射擊時的泄壓過程中使測壓彈固定不動。測壓彈內裝有從傳感器、模數轉換、存儲器到電池等壓力測量環(huán)節(jié)的全部元件。射擊前先進行充電并輸入測量參量(如觸發(fā)電平等)；射擊后，將測壓彈取出，通過接口與數據處理單元連接，將儲存的信息讀到計算機中作進一步處理。圖1-24為B155PPG壓電測壓彈的示意圖。四、 測壓彈 壓電測壓彈的優(yōu)點是不需在炮管上開孔即可測出膛壓曲線，給靶場試驗提供了極大的方便。缺點是測壓彈的體積還比較大，只適用于大口徑火炮，并需對藥實容積進行修正

38、計算。1.3 發(fā)射裝藥量的選配1.3.1選配發(fā)射裝藥量的目的 選配發(fā)射裝藥量，就是以一定的裝藥結構，在一定的試驗條件下(如火炮、彈丸、溫度等)，通過調整發(fā)射藥量獲得所需的彈道示性數(如膛壓、初速等)，最后確定應有的發(fā)射裝藥量。選配發(fā)射裝藥量的目的有以下兩個：一、保證部隊使用彈藥的彈道一致性 因為發(fā)射藥是化工產品，不管在生產過程中對原材料和工藝條件如何嚴格控制，各個批量生產出來的發(fā)射藥的理化性能及彈道性能，都無法保證其完全相同。為了使各批發(fā)射裝藥達到同一彈道性能，只有經過選藥試驗調整發(fā)射裝藥量。二、在特殊的彈道條件下考校武器彈藥 例如，為了考核炮用彈藥的射擊安全性，必須進行彈體及靈部件強度和彈體

39、爆炸裝藥(或拋射藥)的射擊安定性試驗，對有底螺和彈底引信的彈藥，還要進行螺紋閉氣性試驗。為了檢驗藥筒在實踐中遇到極限溫度、最高膛壓等不利條件時，是否開裂、變形、能否順利退殼則需要進行藥筒的強度及退殼性試驗。而為了檢驗引信在發(fā)射過程受到極大的沖擊載荷時，引信的火工品能否爆炸，保險機構、隔離機構是否可靠，彈丸出炮口后會不會產生炮口炸或彈道炸，則要進行引信安全性試驗，上述試驗的彈藥都應采用強裝藥，以經受苛刻條件的考驗。當然，有些試驗則采用減裝藥，如穿甲彈體對裝甲目標的碰擊強度試驗、彈體裝藥碰擊裝甲目標的安定性試驗等。無論哪種試驗，都要選配裝藥，保證得到所需的彈道條件(如膛壓、初速、落速等)。1.3.2 強裝藥的選配方法一、增加裝藥量法(加藥法) 加藥法是制式彈選配強裝藥的主要方法。在進行強裝藥選配試驗時，可先根據裝填條件的變化對膛壓、初速影響的單項經驗公式，