一种小口径炮弹引信大着角发火测试系统及其测试方法

1.本发明涉及引信发火可靠性测试技术，具体涉及一种小口径炮弹引信大着角发火测试系统及其测试方法。


背景技术：

2.小口径炮弹主要打击3000米以内的近程、低空目标，在突击攻坚、近端防空以及近程格斗方面具有不可替代的战术低位。小口径炮弹引信作为小口径炮弹的核心构成，具有种类多、应用广、用量大的特点。随着小口径炮弹引信的作战环境愈加复杂多样，在实战化训练中，出现引信转速在未降至自炸阈值时大背面碰地、碰坑洼地的大着角情况变多。统计发现现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火率偏低，未爆弹存在隐患的可靠性、安全性突出问题。虽然小口径炮弹在末端防空中对于引信大着角发火可靠性一直具有高要求，但在小口径炮弹引信现有大着角发火试验中，即射击不同倾斜角度靶板发火，大着角碰靶时“跳弹”现象极易出现，且靶板倾斜导致靶板目标变小。据统计，相同着速下，模拟70
°
着角脱靶率为21％，80
°
着角脱靶率大幅升至70％。“跳弹”现象和高脱靶率使得现有大着角发火试验成本高，模拟着角有限。


技术实现要素：

3.为了克服以上现有技术的不足，本发明提出了一种小口径炮弹引信大着角发火测试系统及其测试方法。
4.本发明的一个目的在于提出一种小口径炮弹引信大着角发火测试系统。
5.本发明的小口径炮弹引信大着角发火测试系统包括：后盖、电点火装置、药筒、枪管、套筒、活塞、喷嘴、固定支架、第一可活动基座、引信固定工装、角度可调支架、第二可活动基座、导轨和高速摄像机；其中，枪管为没有上底和下底的筒状结构；在枪管内的后端装入药筒，药筒为没有上底和下底的筒状结构，药筒内盛放有发射药；在药筒的底部且位于发射药的表面贴装电点火装置，电点火装置连接至外部的点火控制器；套筒为没有上底和下底的筒状结构，套筒的后端同轴套装在枪管的前端外，套筒的内径等于枪管的外径；在套筒内设置活塞，活塞的后表面抵住枪管的前端，从而将枪管与套筒密封；在套筒的前端设置喷嘴；通过喷嘴向套筒内部注水；后盖、电点火装置、药筒、枪管、套筒、活塞和喷嘴构成发射模块；发射模块通过固定支架安装在第一可活动基座上；
6.待测的引信的底部固定在引信固定工装的顶部；引信固定工装的底部固定设置滑动副，引信固定工装通过滑动副安装在角度可调支架上，滑动副能够带动引信固定工装沿着角度可调支架的长度方向做一维移动；角度可调支架的一端通过转轴安装在第二可活动基座上，角度可调支架与第二可活动基座形成转动副，角度可调支架能够绕着转轴转动；
7.第一可活动基座上和第二可活动基座分别安装在导轨上，并能够沿着导轨做一维移动；发射模块与引信位于同一个平面内，称为测试面；高速摄像机对准喷嘴及引信的头部。
8.待测的引信种类包括机械引信和机电引信；待测的引信为机械引信时，机械引信只携带始发火工品并处于待发状态，机械引信的传爆序列孔用压螺封上，保证试验安全性；待测的引信为机电引信时，机电引信不携带火工品，连接机电引信的测试线缆从底部引出，连接至外部的电源和示波器，通过测试线缆提供机电引信供电和监控起爆信号。
9.引信固定工装的顶部具有内螺纹，待测的引信的底部具有外螺纹，二者通过螺纹固定安装。
10.枪管的内径为10～30mm；套筒的内径为15～35mm。发射药的装药量为0.5～1.5kg。
11.本发明的另一个目的在于提出一种小口径炮弹引信大着角发火测试系统的测试方法。
12.本发明的小口径炮弹引信大着角发火测试系统的测试方法，包括以下步骤：
13.1)准备阶段：
14.a)准备待测的引信；
15.b)将待测的引信通过引信固定工装安装在角度可调支架上；
16.c)通过调整角度可调支架绕着转轴转动，调整引信在测试面内的俯仰角，模拟引信碰靶时的着角姿态，并通过滑动副沿着角度可调支架的长度方向做一维移动调整引信固定工装在角度可调支架上的位置，以调整喷嘴对准引信的头部的位置，模拟引信碰靶时的位置，调整好后固定角度可调支架和引信固定工装；
17.d)将活塞推至套筒最后端；
18.e)使用注射器通过喷嘴向套筒内部注水；
19.f)通过第一可活动支架和第二可活动支架调整喷嘴与待测的引信的相对距离，调整好后，固定第一可活动支架，第二可活动支架不固定，模拟碰靶时引信自身的减加速度，第二可活动支架能够沿着导轨移动，模拟引信受到冲击后的运动行程；
20.g)将高速摄像机对准喷嘴及引信的头部；
21.h)打开枪管的后盖，从枪管的后端依次装入药筒和电点火装置，电点火装置连接至外部的点火控制器，并合紧后盖；
22.2)测试阶段：
23.a)通过点火控制器起爆电点火装置，电点火装置引爆发火药筒内的发射药，发射药剧烈燃烧产生火药气体，火药气体推动活塞向前运动，活塞推动套筒内部的注水，在喷嘴处以高速水射流的形式喷出；
24.b)高速水射流直接冲击引信的头部，模拟引信大着角碰靶，引信受到冲击形成向后的加速度；
25.c)测试过程中，观测并记录测试过程；并且，通过分析高速摄像机的图像计算高速水射流的速度，并根据测试所需的速度，调整下一次药筒内发射药的装药量；
26.d)测试结束后，分析测试结果，得到引信的大着角碰靶的起爆性能。
27.其中，在步骤1)的a)中，待测的引信为机械引信时，机械引信只携带始发火工品并处于待发状态，机械引信的传爆序列孔用压螺封上，保证试验安全性；待测的引信为机电引信时，机电引信不携带火工品，连接机电引信的测试线缆从底部引出，连接至外部的电源和示波器，通过测试线缆提供机电引信供电和监控起爆信号。
28.在步骤2)的c)中，待测的引信为机械引信时，监控始发火工品的爆炸声音；待测的
引信为机电引信时，监控示波器上的起爆信号，起爆信号设置为上升沿触发模式进行捕捉。
29.在步骤2)的d)中，待测的引信为机械引信时，通过直接观察机械引信底部的压螺是否产生爆轰能量穿孔，判断是否正常起爆，若未观察到穿孔，但测试过程听见始发火工品爆炸声音，则打开机械引信底部的压螺，观察压螺里侧是否产生爆轰能量冲击坑，判断机械引信是否正常起爆；待测的引信为机电引信时，通过示波器是否捕捉到起爆信号，判断机电引信是否正常起爆。
30.本发明的优点：
31.(1)对小口径炮弹的引信进行固定测试，避免现有大着角打靶试验中“跳弹”和脱靶问题；
32.(2)用于模拟引信大着角碰靶，大角度能够达到70～85
°
，也能够模拟小角度碰靶，从而测试小口径炮弹的引信任意大着角碰靶时的发火可靠性；
33.(3)能够对机械引信和机电引信进行测试，为机械引信时，只携带始发火工品并处于待发状态的引信；为机电引信时，通过测试线缆提供引信供电和监控起爆信号，都不需要进行引信原本功能结构件改动。
附图说明
34.图1为本发明的小口径炮弹引信大着角发火测试系统的一个实施例的结构示意图；
35.图2为本发明的小口径炮弹引信大着角发火测试系统的一个实施例的连接框图。
具体实施方式
36.下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。
37.如图1所示，本实施例的小口径炮弹引信大着角发火测试系统包括：后盖11、电点火装置12、药筒13、枪管14、套筒15、活塞16、喷嘴17、固定支架18、第一可活动基座19、引信固定工装21、角度可调支架22、第二可活动基座23、导轨3和高速摄像机；其中，枪管14为没有上底和下底的筒状结构；在枪管14内的后端装入药筒13，药筒为没有上底和下底的筒状结构，药筒13内盛放有发射药；在药筒13的底部且位于发射药的表面贴装电点火装置12，电点火装置12连接至外部的点火控制器；套筒15为没有上底和下底的筒状结构，套筒15的后端同轴套装在枪管14的前端外，套筒15的内径等于枪管14的外径；在套筒15内设置活塞16，活塞16的后表面抵住枪管14的前端，从而将枪管14与套筒15密封；在套筒15的前端设置喷嘴17；通过喷嘴17向套筒15内部注水；后盖11、电点火装置12、药筒13、枪管14、套筒15、活塞16和喷嘴17构成发射模块；发射模块通过固定支架18安装在第一可活动基座19上；
38.待测的引信0通过引信固定工装21安装在角度可调支架22上；在引信固定工装21的底部固定设置滑动副，滑动副能够沿着角度可调支架22的长度方向做一维移动；角度可调支架22的一端通过转轴安装在第二可活动基座23上，角度可调支架与第二可活动基座形成转动副，角度可调支架22能够绕着转轴转动；
39.第一可活动基座19上和第二可活动基座23分别安装在导轨3上，并能够沿着导轨3做一维移动；发射模块与引信位于同一个平面内，称为测试面；高速摄像机对准喷嘴17及引信的头部。高速摄像机和示波器均连接至电源。
40.在本实施例中，枪管14的内径为20mm；套筒15的内径为25mm；电点火装置的换能元为铜丝。
41.本实施例的小口径炮弹引信大着角发火测试系统的测试方法，包括以下步骤：
42.1)准备阶段：
43.a)准备待测的引信：
44.待测的引信为机械引信时，机械引信只携带始发火工品并处于待发状态，机械引信的传爆序列孔用压螺封上，保证试验安全性；
45.待测的引信为机电引信时，机电引信不携带火工品，连接机电引信的测试线缆从底部引出，连接至外部的电源和示波器，通过测试线缆提供机电引信供电和监控起爆信号；
46.b)将待测的引信通过引信固定工装21安装在角度可调支架22上；
47.c)通过调整角度可调支架22绕着转轴转动，调整引信在测试面内的俯仰角，模拟引信碰靶时的着角姿态，并通过滑动副沿着角度可调支架22的长度方向做一维移动调整引信固定工装21在角度可调支架22上的位置，以调整喷嘴17对准引信的头部的位置，模拟引信碰靶时的位置，调整好后固定角度可调支架22和引信固定工装21；
48.d)从喷嘴处伸入金属杆将活塞16推至套筒15最后端；
49.e)使用注射器通过喷嘴17向套筒15内部注水；
50.f)通过第一可活动支架和第二可活动支架调整喷嘴17与待测的引信的相对距离，调整好后，固定第一可活动支架，第二可活动支架不固定，模拟碰靶时引信自身的减加速度，第二可活动支架能够沿着导轨移动，模拟引信受到冲击后的运动行程；
51.g)将高速摄像机对准喷嘴17及引信的头部；
52.h)打开枪管14的后盖11，从枪管14的后端依次装入药筒13和电点火装置12，电点火装置12通过耐高温线连接至外部的点火控制器，盖上后盖11压住耐高温线并合紧后盖11；
53.2)测试阶段：
54.a)通过点火控制器起爆电点火装置12，电点火装置12引爆发火药筒13内的发射药，发射药剧烈燃烧产生火药气体，火药气体推动活塞16向前运动，活塞16推动套筒15内部的注水，在喷嘴17处以高速水射流的形式喷出；
55.b)高速水射流直接冲击引信的头部，模拟引信大着角碰靶，引信受到冲击形成向后的加速度；
56.c)测试过程中，观测并记录测试过程：
57.待测的引信为机械引信时，监控始发火工品的爆炸声音；
58.待测的引信为机电引信时，监控示波器上的起爆信号，起爆信号设置为上升沿触发模式进行捕捉；
59.并且，通过分析高速摄像机的图像计算高速水射流的速度，并根据测试所需的速度，调整下一次药筒13内发射药的装药量；
60.d)测试结束后，分析测试结果，得到引信的大着角碰靶的起爆性能：
61.待测的引信为机械引信时，通过直接观察机械引信底部的压螺是否产生爆轰能量穿孔，判断是否正常起爆，若未观察到穿孔，但测试过程听见始发火工品爆炸声音，则打开机械引信底部的压螺，观察压螺里侧是否产生爆轰能量冲击坑，判断机械引信是否正常起
爆；
62.待测的引信为机电引信时，通过示波器是否捕捉到起爆信号，判断机电引信是否正常起爆。
63.最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。