轻武器内弹道作用时间测试装置及方法与流程

1.本发明涉及轻武器内弹道作用时间测试领域，具体涉及一种轻武器内弹道作用时间测试装置及方法。


背景技术：

2.轻武器内弹道作用时间指标一方面用于表征发射药燃烧性能及做功能力，另一方面用于表征轻武器导气、射速等重要性能，轻武器内弹道作用时间指标是轻武器系统设计中极为重要的指标之一。
3.传统的身管武器内弹道作用时间测试是以枪机击断起始信号线作为时间起始信号，弹丸出膛再次击断枪口信号线作为终止信号，采用测时仪测试两次击断信号的时间差以此作为内弹道作用时间。传统方法存在两个弊端：一是枪机运动击断信号线过程的时间远大于弹丸膛内运动时间，起始信号采集引入了较大误差，最终导致作用时间测试误差大、偏差大等问题。二是枪口信号线未垂直于弹丸轴线，大部分击断依靠膛口冲击波击断，造成终点时间点采集滞后，造成作用时间测试整体偏长，得到弹道作用时间如图1所示。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种轻武器内弹道作用时间测试装置及方法，极大地提高了内弹道作用时间测试的精确度。
5.本发明采取如下技术方案实现上述目的，轻武器内弹道作用时间测试装置，包括压力传感器、数据处理模块，所述压力传感器设置在内弹道的枪膛入口处，并与数据处理模块连接；内弹道的枪膛出口处设置有信号线，信号线与数据处理模块连接；
6.轻武器射击时，弹丸经过内弹道的枪膛出口时，将信号线击断；
7.数据处理模块用于根据枪膛入口处压力传感器采集的数据生成枪膛压力变化曲线，以及根据枪膛出口处信号线上电压数据生成枪膛出口电压变化曲线；
8.数据处理模块用于从枪膛压力变化曲线中提取压力上升拐点对应的时间点作为内弹道作用时间起点，以及从枪膛出口电压变化曲线中提取电压变化拐点对应的时间点作为内弹道作用时间终点；
9.内弹道作用时间终点与内弹道作用时间起点的差值为内弹道作用时间。
10.进一步的是，该装置还包括电荷放大器，压力传感器通过电荷放大器与数据处理模块连接，精确的测量了膛压变化曲线，进而提高了起始时间点的精确性。
11.进一步的是，该装置还包括膛口夹，所述膛口夹用于固定并调整信号线的位置，膛口夹设置在枪膛出口处，使信号线与弹丸轴线垂直。这样有效地保证了弹丸直接击断信号线，而非膛口冲击波震断膛口信号线，提高了终点时间点的精确性。
12.进一步的是，该装置还包括稳压直流电源，所述稳压直流电源用于对膛口信号线提供恒定直流电压信号。提高了膛口电压变化曲线的稳定性。
13.轻武器内弹道作用时间测试方法，应用于上述所述的轻武器内弹道作用时间测试
装置，所述方法包括：
14.根据枪膛入口处压力传感器采集的信号生成枪膛压力变化曲线，以及根据枪膛出口处信号线上电压信号生成膛口电压变化曲线；
15.从枪膛压力变化曲线中提取压力上升拐点对应的时间点作为内弹道作用时间起点，以及从枪膛出口电压变化曲线中提取电压变化拐点对应的时间点作为内弹道作用时间终点；
16.内弹道作用时间终点与内弹道作用时间起点的差值为内弹道作用时间。
17.本发明的有益效果为：
18.本发明通在枪膛压力变化曲线提取压力上升拐点对应的时间点作为内弹道作用时间起点，有效地降低了内弹道作用时间起点的误差；
19.从枪膛出口电压变化曲线中提取电压变化拐点对应的时间点作为内弹道作用时间终点，有效地降低了内弹道作用时间终点的误差；
20.本发明通过在枪膛出口处设置膛口夹，用来固定并调整信号线的位置，使信号线与弹丸轴线垂直，有效地保证了弹丸直接击断信号线，而非膛口冲击波震断膛口信号线，提高了终点时间点的精确性。
附图说明
21.图1为本发明提供的传统内弹道作用时间示意图；
22.图2为本发明实施例提供的内弹道作用时间示意图；
23.图3为本发明实施例提供的轻武器内弹道作用时间测试装置结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的膛口夹结构示意图；
25.图5为本发明实施例提供的枪膛压力变化曲线以及枪膛出口电压变化曲线示意图；
26.图6为本发明实施例提供的某12.7mm枪弹压力变化曲线以及枪膛口电压变化曲线示意图。
27.附图中，101为枪膛，102为弹丸，103为膛口夹，104为信号线，201为压力传感器。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明提供一种轻武器内弹道作用时间测试装置，如图3所示，包括压电式压力传感器201、数据采集器、数据处理软件、电荷放大器、稳压直流电源以及膛口夹103，压电式压力传感器201设置在轻武器内弹道的枪膛101的入口处，并通过电荷放大器与数据采集器的通道ch1连接，膛口夹103设置在枪膛101的出口处，膛口夹103用于固定并调整信号线104的位置，使信号线与弹丸102轴线垂直，膛口夹103上端与稳压直流电源连接，下端与数据采集器的通道ch2连接；膛口夹103的结构如图4所示，上端与下端各通过两个螺钉来调整固定信号线104。通过膛口夹103的调整，有效保证了弹丸出膛时直接击断膛口信号线而并非膛口
冲击波震断膛口信号线。
30.内弹道作用时间测试过程如下：
31.轻武器射击时，弹丸102依次经过内弹道的枪膛入口与枪膛出口，经过内弹道的枪膛出口时，将信号线104击断；在这个过程中，压电式压力传感器采集枪膛101内压力变化，通过电荷放大器将电荷信号放大并转换为电压信号，发送至数据采集器的进行数据收集；数据处理软件根据枪膛入口处压力传感器采集的数据生成枪膛压力变化曲线，以及根据枪膛出口处信号线上电压数据生成枪膛出口电压变化曲线；曲线如图5所示。
32.数据处理软件从枪膛压力变化曲线中提取压力上升拐点对应的时间点作为内弹道作用时间起点，以及从枪膛出口电压变化曲线中提取电压变化拐点对应的时间点作为内弹道作用时间终点；
33.内弹道作用时间终点与内弹道作用时间起点的差值为内弹道作用时间，本发明得到的内弹道时间如图2所示。
34.本实施例中的轻武器主要指枪械。
35.在本发明的一种实施例中，对12.7mm枪弹内弹道作用时间测试。
36.采用本发明具体实施方式提供的内弹道作用时间测试装置以及内弹道作用时间测试过程进行重复测试5次，得到的曲线如图6所示，处理计算得到12.7mm枪弹内弹道作用时间如下表所示。
[0037][0038][0039]
根据上表中数据，该12.7mm内弹道作用时间5发平均值为1.565ms
[0040]
综上所述，本发明有效地降低了内弹道作用时间起点的误差，有效地降低了内弹道作用时间终点的误差，提高了终点时间点的精确性。


技术特征：
1.轻武器内弹道作用时间测试装置，其特征在于，包括压力传感器、数据处理模块，所述压力传感器设置在内弹道的枪膛入口处，并与数据处理模块连接；内弹道的枪膛出口处设置有信号线，信号线与数据处理模块连接；轻武器射击时，弹丸经过内弹道的枪膛出口时，将信号线击断；数据处理模块用于根据枪膛入口处压力传感器采集的数据生成枪膛压力变化曲线，以及根据枪膛出口处信号线上电压数据生成枪膛出口电压变化曲线；数据处理模块用于从枪膛压力变化曲线中提取压力上升拐点对应的时间点作为内弹道作用时间起点，以及从枪膛出口电压变化曲线中提取电压变化拐点对应的时间点作为内弹道作用时间终点；内弹道作用时间终点与内弹道作用时间起点的差值为内弹道作用时间。2.根据权利要求1所述的轻武器内弹道作用时间测试装置，其特征在于，该装置还包括电荷放大器，压力传感器通过电荷放大器与数据处理模块连接。3.根据权利要求1所述的轻武器内弹道作用时间测试装置，其特征在于，该装置还包括膛口夹，膛口夹设置在枪膛出口处，所述膛口夹用于固定并调整信号线的位置，使信号线与弹丸轴线垂直。4.根据权利要求1所述的轻武器内弹道作用时间测试装置，其特征在于，该装置还包括稳压直流电源，所述稳压直流电源用于对膛口信号线提供直流电压。5.轻武器内弹道作用时间测试方法，应用于权利要求1-4任意一项所述的轻武器内弹道作用时间测试装置，其特征在于，所述方法包括：根据枪膛入口处压力传感器采集的数据生成枪膛压力变化曲线，以及根据枪膛出口处信号线上电压数据生成枪膛出口电压变化曲线；从枪膛压力变化曲线中提取压力上升拐点对应的时间点作为内弹道作用时间起点，以及从枪膛出口电压变化曲线中提取电压变化拐点对应的时间点作为内弹道作用时间终点；内弹道作用时间终点与内弹道作用时间起点的差值为内弹道作用时间。

技术总结
本发明涉及内弹道作用时间测试领域，具体涉及一种轻武器内弹道作用时间测试装置及方法，极大地提高了内弹道作用时间测试的精确度。方案包括：压力传感器设置在内弹道的枪膛入口处，并与数据处理模块连接；内弹道的枪膛出口处设置有信号线，信号线与数据处理模块连接；轻武器射击时，弹丸依次经过内弹道的枪膛入口与枪膛出口，经过内弹道的枪膛出口时，将信号线击断；过程中生成枪膛压力变化曲线以及枪膛出口电压变化曲线；从枪膛压力变化曲线中提取压力上升拐点作为内弹道作用时间起点，从枪膛出口电压变化曲线中提取电压变化拐点作为内弹道作用时间终点；终点与起点的时间差值为内弹道作用时间。为内弹道作用时间。为内弹道作用时间。


技术研发人员：翟大鹏 李纯志 欧江阳 李幼临 林照强 杨晓瑜 陈春林 董军 胡小玉 刘师华 陈建 潘加建 朱桂先 黄薇 江川 王春林
受保护的技术使用者：泸州北方化学工业有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/3/24