[发明专利]一种利用音爆测量超音速弹体弹着点的方法

说明书

本发明提出一种利用音爆测量超音速弹体弹着点的方法，在预计的弹着点附近设置若干压力传感器，当超音速弹体飞跃压力传感器时，每个压力传感器采集音爆特征，所有压力传感器的音爆特征以及位置关系组成特征匹配面；选择若干个处于弹体飞行包线范围内的速度矢量，并根据靶场试验中的流场环境，超音速弹体几何外形，利用CFD数值模拟方法计算所选择的每个速度矢量下的超音速弹体流场；在得到的每个速度矢量下的超音速弹体流场中，寻找能够与特征匹配面最优匹配的流场，得出超音速弹体的速度矢量和空间位置，并确定超音速弹体弹着点。本发明通过测量超音速弹体引起的音爆现象来确定其弹着点位置，从而达到降低实验成本、提高试验效率的目的。

技术领域

本发明涉及实验空气动力学领域，具体是一种利用激波引起的音爆现象来测量超音速弹体弹着点的方法。

背景技术

导弹(炮弹)的靶场试验是检验和考核武器系统的战术技术参数，能否满足预定的设计要求、战术性能指标及使用要求的重要手段，是武器系统研制过程中极为重要的环节，同时也是全面评估武器系统特点，提出改进设计，编写使用条令的科学依据。在导弹的靶场试验中，弹着点的位置不仅直接反映着导弹的命中精度，同时也是评估导弹毁伤性能的重要参数。因此，弹体弹着点的精确测量对于靶场试验十分重要。

目前，在导弹靶场试验中对于弹着点的测量，通常采用发射模型弹，用模型弹击中靶标形成的弹孔来测量导弹的弹着点位置。这种方法虽然在多数情况能够给出正确的弹着点位置，但是也存在一些问题：首先，靶标的设置会增加试验耗费、影响武器系统的研制周期。靶标的大小应与测试导弹的命中精度有关，因而在考察导弹命中精度的靶场试验中，为了使试验能够顺利采集到数据，靶标会设置的相对足够大，但从时间角度看，设置足够大的靶标会增加试验的准备时间，此外靶标是一次性使用产品，针对不同实验反复树立靶标，从经济角度考虑，耗费也是相当可观的。而且，对于一个新武器系统的检验和考核，通常需要数十次的靶场试验，反复树立靶标不仅会增加研究经费的开销，还可能存在拉长武器研制周期的风险。其次，若靶标在实验中损坏或者被摧毁，则不能测出其弹着点的准确位置。靶标是被测武器的目标，如果靶标在模型弹的强烈冲击下损毁，则很难从本次试验中辨认其弹着点位置。甚至试验中发射的是实弹，而非模型弹的情况下，则不可能通过树立靶标的方法来测量导弹的弹着点。

发明内容

为了克服现有靶场试验中，树立靶标测弹着点技术存在的耗费大、准备周期长的不足，本发明提出了一种利用音爆测量超音速弹体弹着点的方法，该方法通过测量超音速弹体引起的音爆现象来确定其弹着点位置，从而达到降低实验成本、提高试验效率的目的。

本发明的技术方案为：

所述一种利用音爆测量超音速弹体弹着点的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：在靶场试验中，在预计的弹着点附近设置若干压力传感器，且压力传感器处于超音速弹体弹道下方；当超音速弹体飞跃压力传感器时，每个压力传感器采集音爆特征，所述音爆特征包括脉动幅值ΔP、脉动持续时间Δt以及感受到音爆的时间t；所有压力传感器的音爆特征以及位置关系组成特征匹配面；

步骤2：根据超音速弹体的飞行包线，选择若干个处于飞行包线范围内的速度矢量，以及靶场试验中的流场环境，超音速弹体几何外形，利用CFD数值模拟方法计算所选择的每个速度矢量下的超音速弹体流场；

步骤3：在步骤2得到的每个速度矢量下的超音速弹体流场中，寻找能够与步骤1得到的特征匹配面最优匹配的流场，进而得出超音速弹体的速度矢量和空间位置；根据超音速弹体的速度矢量和空间位置确定超音速弹体弹着点。

有益效果

本发明的有益效果是：采用可以多次重复使用的压力传感器代替原实验中仅能一次性使用的靶标，从而实现了降低实验成本的目的，压力传感器的安装相对靶标的设置更加简单、便捷，使其具备缩短试验准备时间的优势。