深埋环境下侵彻数据无线传输技术
发布时间：2020-12-08 18:24
现代战场下,重要军事设施和高价值装备都进行地下深埋或增强防护结构以提高生存能力,以至于常规杀伤爆破弹药难以进行有效的打击。为了毁伤这些重要的战场对象,要求弹药具有相当的侵彻能力。但侵彻弹药的研制进程中,暴露出一个问题在于试验中侵彻数据难以回收,特别是常规侵彻弹药,弹径小、内部空间有限、在试验过程中飞行距离短、时间短,通常采用的软/硬回收法,人工寻弹低效且不可靠。无线传输回收法具有数据回收简单方便、实时性好、成本低、无需额外安装其他设备和回收弹体等优点,但受限于两点:其一是高频波在侵彻媒质中传输衰减较强,其二是中低频波天线尺寸较大导致无法在常规弹药上安置。针对此问题,本文将对深埋环境下侵彻数据无线传输技术进行研究。首先,对深埋环境下电磁波传播特性进行了理论研究,以麦克斯韦方程组为推导基础,推导出了所需要的波动方程、传播特性方程、最大传播距离方程与反射、透射的方向、能量方程。其次,以均匀平面波在均匀有损媒介中传播为模型,通过数值仿真分析了不同频率的电磁波在有损媒介中的衰减情况、环境电导率对电磁波传播衰减的影响和电、磁场分量在深埋环境下的传播特性曲线。并根据传输方程,提出了提高发射模块输出功...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
导弹发射井Fig.1-1Missilesilos
中北大学学位论文3见图1-2，巨大的实战效果极大地促进了这类反地下防御工事弹药的发展。图1-2GBU-28钻地弹以及它的实战效果Fig.1-2Penetrationprojectile"GBU-28"anditsactualcombateffect战斗部作为钻地弹最为核心的部分，各国针对此进行了重点研发，由法国与德国共同研发的“Mephisto”多级串联战斗部，当它以250m/s的速度、30°的碰撞角命中多层钢筋混凝土设施时，侵彻深度达到了3m；美国给在海湾战场大放异彩的“GBU-28”钻地弹配备了“BLU-113”型侵彻战斗部，可由F-111战斗轰炸机战斗机和F-15重型战斗机携带发射，可以穿透6m厚的钢筋混凝土和30m厚的普通地面；由美、英、意三国合作研制的带矛者(LAnCEr)串联战斗部，可以侵彻3.4-6.1m厚的混凝土和6.1-9.1m厚的土地；美军“BLU-122”战斗部在弹头形状结构进行了优化，提高了抗跳弹能力、初始侵彻能力和结构强度，同时对弹底结构也进行了优化，提高了侵彻中引信的生存能力，主装药使用“AFX757”钝感炸药，提高了战斗部在侵彻环境下的安全性，总的性能相较于“BLU-113”提高了20%~30%；2003年8月波音公司赢了与洛克希德·马丁公司对“GUB-39/B”的研制生产合同的竞争，此型号侵彻弹药在具备2000磅级的硬目标打击能力的同时，大大降低了本身的质量，缩减了弹药尺寸，极大提高了作战效益，图1-3为“GBU-39/B”攻击机库图[2]。钻地弹战斗部将会向着大威力大侵深化、小型隐身化、智能化、多功能化和高超声速化发展[6]。
中北大学学位论文7图1-4美国Mcqinc公司设计的无线回收装置Fig.1-4WirelessrecyclingdevicedesignedbyMcqinc1.2.3国内侵彻数据采集技术我国于上个世纪70年代开始应用高速摄像系统对靶场试验数据进行获取，2003年5月进行的一次靶场试验中使用CCD高速摄像机，其成像质量和作用距离相较于胶片高速摄像机更为优秀，且精度与之相当[24]。张代英等为了提高高速摄像系统的图像质量，提出了使用改进的线性伪彩色技术对图像中的高速物体进行伪彩色增强处理，利用Matlab进行数值仿真并得到了较好的结果[25]。刘乐卿等以高速摄像对空空导弹发射装置进行试验，证明了摄像系统对导弹分离时刻速度、角速度、加速度等参数能够进行准确获取[26]。不仅针对陆地上试验，在水下兵器试验上，高速摄像系统也被设计应用。卢海洋基于HUB设计了中继型水下高速摄像系统，水下试验验证了此装置的拍摄质量和对高速运动物的记录情况[27]。张姝红等研制了一套可放入水中，并对水中爆炸进行近距离拍摄的高速摄像系统，试验验证了其可靠性[28]。我国软、硬回收技术随着动态测试存储装置的研制而发展的。太原机械学院（现中北大学）从20世纪90年代开始，在动态测试存储装置的研制上取得了一系列重大科研成果，其中包括最早起研制的可用于火炮膛压测试的电子测压蛋，其最大可测得MPa600，并且体积相较于奥地利AVL公司研制的电子测压蛋大大缩减，还设计出了可承受高达50000g冲击的弹载存波仪，并成功测取了122mm榴弹的膛内加速度[29-30]。通
【参考文献】：
期刊论文
[1]某弹丸无损回收装置长度设计与验证[J]. 樊雅静,范锦彪,王燕. 火炮发射与控制学报. 2020(01)
[2]水下爆炸试验高速摄像系统研制与应用[J]. 张姝红,金辉,潘建强,毛海斌. 中国测试. 2018(10)
[3]一种中继型水下高速摄像系统[J]. 卢海洋. 电子世界. 2018(01)
[4]弹尾弹射装置间隙密封的火药气体动力学[J]. 马慧明,张亚,李世中. 爆炸与冲击. 2017(05)
[5]弹底火药气体的间隙密封结构性能分析[J]. 马慧明,张亚,李世中. 振动与冲击. 2017(12)
[6]不同头部形状弹丸高速侵彻混凝土的研究[J]. 余曜,钱建平,周家胜. 兵工自动化. 2016(10)
[7]弹尾弹射式侵彻数据回收系统设计原理及试验研究[J]. 马慧明,张亚,李世中. 弹箭与制导学报. 2016(05)
[8]基于空气阻尼高速弹体软回收方法研究[J]. 潘孝斌,倪梯闵,谈乐斌. 振动与冲击. 2016(17)
[9]基于S波段弹载遥测系统的微带天线[J]. 姚琴琴,马铁华,谢锐,郑凤芹. 弹箭与制导学报. 2015(03)
[10]侵彻试验中测试数据长线传输的抗干扰设计[J]. 梁国强,李世中,张筱媛. 科学技术与工程. 2015(01)
博士论文
[1]高速侵彻混凝土弹体的动力学行为研究[D]. 何丽灵.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]浅层地下信标电磁信号的传输特性研究[D]. 史学友.西安电子科技大学 2017
[2]回收式弹载记录仪抗高冲击能力研究[D]. 刘雪飞.中北大学 2016
[3]软介质回收装置的关键技术研究[D]. 毛磊.南京理工大学 2015
[4]弹载遥测天线的研究[D]. 刘爱英.哈尔滨工业大学 2014
[5]硬目标侵彻试验柔性数据传输技术[D]. 郑颖.中北大学 2013
[6]多段式无损回收装置的概念设计技术研究[D]. 蔡以涛.南京理工大学 2007
[7]高速飞行体无损回收装置的虚拟设计研究[D]. 费东年.南京理工大学 2006
本文编号：2905486
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
导弹发射井Fig.1-1Missilesilos
中北大学学位论文3见图1-2，巨大的实战效果极大地促进了这类反地下防御工事弹药的发展。图1-2GBU-28钻地弹以及它的实战效果Fig.1-2Penetrationprojectile"GBU-28"anditsactualcombateffect战斗部作为钻地弹最为核心的部分，各国针对此进行了重点研发，由法国与德国共同研发的“Mephisto”多级串联战斗部，当它以250m/s的速度、30°的碰撞角命中多层钢筋混凝土设施时，侵彻深度达到了3m；美国给在海湾战场大放异彩的“GBU-28”钻地弹配备了“BLU-113”型侵彻战斗部，可由F-111战斗轰炸机战斗机和F-15重型战斗机携带发射，可以穿透6m厚的钢筋混凝土和30m厚的普通地面；由美、英、意三国合作研制的带矛者(LAnCEr)串联战斗部，可以侵彻3.4-6.1m厚的混凝土和6.1-9.1m厚的土地；美军“BLU-122”战斗部在弹头形状结构进行了优化，提高了抗跳弹能力、初始侵彻能力和结构强度，同时对弹底结构也进行了优化，提高了侵彻中引信的生存能力，主装药使用“AFX757”钝感炸药，提高了战斗部在侵彻环境下的安全性，总的性能相较于“BLU-113”提高了20%~30%；2003年8月波音公司赢了与洛克希德·马丁公司对“GUB-39/B”的研制生产合同的竞争，此型号侵彻弹药在具备2000磅级的硬目标打击能力的同时，大大降低了本身的质量，缩减了弹药尺寸，极大提高了作战效益，图1-3为“GBU-39/B”攻击机库图[2]。钻地弹战斗部将会向着大威力大侵深化、小型隐身化、智能化、多功能化和高超声速化发展[6]。
中北大学学位论文7图1-4美国Mcqinc公司设计的无线回收装置Fig.1-4WirelessrecyclingdevicedesignedbyMcqinc1.2.3国内侵彻数据采集技术我国于上个世纪70年代开始应用高速摄像系统对靶场试验数据进行获取，2003年5月进行的一次靶场试验中使用CCD高速摄像机，其成像质量和作用距离相较于胶片高速摄像机更为优秀，且精度与之相当[24]。张代英等为了提高高速摄像系统的图像质量，提出了使用改进的线性伪彩色技术对图像中的高速物体进行伪彩色增强处理，利用Matlab进行数值仿真并得到了较好的结果[25]。刘乐卿等以高速摄像对空空导弹发射装置进行试验，证明了摄像系统对导弹分离时刻速度、角速度、加速度等参数能够进行准确获取[26]。不仅针对陆地上试验，在水下兵器试验上，高速摄像系统也被设计应用。卢海洋基于HUB设计了中继型水下高速摄像系统，水下试验验证了此装置的拍摄质量和对高速运动物的记录情况[27]。张姝红等研制了一套可放入水中，并对水中爆炸进行近距离拍摄的高速摄像系统，试验验证了其可靠性[28]。我国软、硬回收技术随着动态测试存储装置的研制而发展的。太原机械学院（现中北大学）从20世纪90年代开始，在动态测试存储装置的研制上取得了一系列重大科研成果，其中包括最早起研制的可用于火炮膛压测试的电子测压蛋，其最大可测得MPa600，并且体积相较于奥地利AVL公司研制的电子测压蛋大大缩减，还设计出了可承受高达50000g冲击的弹载存波仪，并成功测取了122mm榴弹的膛内加速度[29-30]。通
【参考文献】：
期刊论文
[1]某弹丸无损回收装置长度设计与验证[J]. 樊雅静,范锦彪,王燕. 火炮发射与控制学报. 2020(01)
[2]水下爆炸试验高速摄像系统研制与应用[J]. 张姝红,金辉,潘建强,毛海斌. 中国测试. 2018(10)
[3]一种中继型水下高速摄像系统[J]. 卢海洋. 电子世界. 2018(01)
[4]弹尾弹射装置间隙密封的火药气体动力学[J]. 马慧明,张亚,李世中. 爆炸与冲击. 2017(05)
[5]弹底火药气体的间隙密封结构性能分析[J]. 马慧明,张亚,李世中. 振动与冲击. 2017(12)
[6]不同头部形状弹丸高速侵彻混凝土的研究[J]. 余曜,钱建平,周家胜. 兵工自动化. 2016(10)
[7]弹尾弹射式侵彻数据回收系统设计原理及试验研究[J]. 马慧明,张亚,李世中. 弹箭与制导学报. 2016(05)
[8]基于空气阻尼高速弹体软回收方法研究[J]. 潘孝斌,倪梯闵,谈乐斌. 振动与冲击. 2016(17)
[9]基于S波段弹载遥测系统的微带天线[J]. 姚琴琴,马铁华,谢锐,郑凤芹. 弹箭与制导学报. 2015(03)
[10]侵彻试验中测试数据长线传输的抗干扰设计[J]. 梁国强,李世中,张筱媛. 科学技术与工程. 2015(01)
博士论文
[1]高速侵彻混凝土弹体的动力学行为研究[D]. 何丽灵.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]浅层地下信标电磁信号的传输特性研究[D]. 史学友.西安电子科技大学 2017
[2]回收式弹载记录仪抗高冲击能力研究[D]. 刘雪飞.中北大学 2016
[3]软介质回收装置的关键技术研究[D]. 毛磊.南京理工大学 2015
[4]弹载遥测天线的研究[D]. 刘爱英.哈尔滨工业大学 2014
[5]硬目标侵彻试验柔性数据传输技术[D]. 郑颖.中北大学 2013
[6]多段式无损回收装置的概念设计技术研究[D]. 蔡以涛.南京理工大学 2007
[7]高速飞行体无损回收装置的虚拟设计研究[D]. 费东年.南京理工大学 2006
本文编号：2905486
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