[发明专利]一种弹射装置的分离参数检测系统及方法

说明书

一种弹射装置的分离参数检测系统，在被弹射物中设有分离信号产生装置，被弹射物的质心设有三轴陀螺仪，并至少在被弹射物的质心处设有激光光源，分离信号产生装置和三轴陀螺仪与视觉识别装置无线连接，感光靶沿被弹射物与弹射装置分离的方向设置，以获取激光光源在弹射过程中的运动轨迹，视觉识别装置连接感光靶和数据分析装置。一种弹射装置的分离参数检测方法，采集过程结束后，视觉识别装置将信号上传至数据分析装置，数据分析装置处理得到弹射过程的速度、加速度和分离姿态角采样值。本发明可用于高速与低速分离装置的分离参数检测，检测速度较快，检测精度较高。

技术领域

本发明涉及一种弹射装置，尤其是关于一种弹射装置的分离参数检测系统及方法。

背景技术

随着现代战争对空中格斗武器的要求越来越高，与第三代战斗机相比，第四代与第五代战斗机的机载武器设计理念发生了较大的变化，如美F-22、俄T-50等。为了提高战斗机的隐身性和机动性，新一代战斗机的武器挂载点逐渐从机体外部发展到机体内部。这样一方面要采用折叠翼与弹翼结构限制导弹尺寸，另一方面要设计一种安全可靠的导弹发射装置。发射装置应具有体积小，能确保导弹安全发射离机，并在离机后进入理想的初始飞行姿态的特点。

目前，战斗机的武器挂载方式主要有外挂式与内埋式两种。相对于内埋方式挂载机载武器，外挂方式挂载机载武器有着三个明显的缺点：1、飞行时存在较大的阻力，难以实现超音速巡航；2、外挂武器产生的气动阻力影响了飞机的机动性和敏捷性；3、外挂武器大幅增加了雷达的散射面积（RCS），使战机隐身能力大打折扣。目前，采用内埋方式挂载机载武器成为第四代战斗机的理想选择。

为保证新一代战机的隐身性能，机载武器投放一般采用内埋、弹射投弹、延迟点火方式。 由于内埋武器舱的结构特点，相对传统外挂投放方式，导弹在发射时会受到更多因素地干扰。当采用弹射发射方式发射空空导弹，导弹在离开载机的过程中，导弹和载机之间会产生强的气动干扰。尤其是当导弹处于复杂的载机干扰流场中，可能导致导弹与载机或其他外挂物发生碰撞，严重危及载机和飞行人员安全。因此，在内埋式弹射发射装置的设计阶段掌握分离初始段导弹姿态和运动轨迹的精确数据就显得尤为重要。

为了获得弹射过程中导弹各个关键测试节点的运动参数，指导内埋式导弹发射装置的设计，确保空中高速飞行器上发射导弹的安全，研究弹射发射装置试验与测试技术具有极为重要的工程意义与实用价值。而弹射发射装置的运动参数则是该技术的核心内容，对弹射运动参数进行测试研究，可确保空中高速飞行器上发射导弹的安全，大大提高弹射式发射架实验效率与设计可靠性。

现有弹射运动参数测量的方法主要有两种：一种是钢丝拉绳测试仪，但其只能测量平面的4个参数，测量精度也较低，且由于钢丝拉绳的使用寿命有限，因此测试设备的可重复利用率极低；另一种是高速摄像机，采用多台摄像机多角度测量，经过图像处理得到空间18个参数，但由于该方法是直接测量位移，速度和加速度都是通过微分算法求得，高速摄像机采集到的图像受到外界环境干扰极大，因此其测量精度难以保证，同时，采用高速摄像机的解决方案成本较高，不利于技术的应用与推广。

申请号为201010300572.3的中国专利公开了一种低冲击分离装置的分离参数测量装置及方法，用气压传感器采集低冲击分离装置发生分离时分离装置进气口处的气压，压力传感器采集低冲击分离装置发生分离时的预紧力。根据分离器的质量、分离速度计算获得分离冲量。这种检测系统有如下缺陷：1、只能对低冲击条件下分离装置的相对分离位置与速度进行检测，不能解决高冲击条件下分离过程中连续变化的分离角速度和分离姿态角的变化问题，2、主要用于测量弹射过程中不考虑地球重力作用下的分离物体之间在同一轴向上相对分离时的运动速度与距离，使用较为局限，3、测量距离最大只有20mm，不够实用。

发明内容

本发明的主要目的是公开一种弹射装置的分离参数检测系统及方法，提高检测速度和检测精度，可用于高速与低速分离装置的分离参数检测，分析弹射装置的性能是否符合设计要求。