引言

引信是現(xiàn)代武器系統(tǒng)的重要組成部分,無論是早期的非制導(dǎo)彈藥還是現(xiàn)代的制導(dǎo)彈藥,引信均承擔(dān)著保證彈道安全性以及彈道末端適時(shí)起爆從而實(shí)現(xiàn)最佳引戰(zhàn)配合的任務(wù)。

無線電近炸引信由于炸高可任意設(shè)定,能夠與彈藥進(jìn)行多信息交聯(lián),更容易實(shí)現(xiàn)最佳毀傷效能,同時(shí)還具有效費(fèi)比更高的優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)代武器系統(tǒng)中,伴隨著彈藥的全面制導(dǎo)化,對(duì)最佳毀傷效能的要求越來越高,無線電近炸引信得到了更加廣泛的應(yīng)用。因此,如何更合理、全面、無損地實(shí)現(xiàn)無線電近炸引信性能考核驗(yàn)證迫在眉睫。

無線電近炸引信的常規(guī)性能考核驗(yàn)證一般采用高塔滑彈法和模擬彈飛行試驗(yàn)法。其中,高塔滑彈法的受試產(chǎn)品需從一定高度沿鋼絲快速運(yùn)動(dòng)并撞擊地面減速裝置,振動(dòng)撞擊對(duì)受試產(chǎn)品存在一定的隱性損害:而模擬彈飛行試驗(yàn)法則是一次性消耗受試產(chǎn)品,難以全面考核驗(yàn)證產(chǎn)品性能。據(jù)此,提出了一種基于無人機(jī)掛飛裝置的性能考核驗(yàn)證方法,既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品性能的全面考核,又可以保證受試產(chǎn)品全程無損。

1常規(guī)性能考核驗(yàn)證方法

1.1高塔滑彈法

高塔滑彈法通常包括單股鋼絲滑彈法或雙股鋼絲滑彈法。通用性更強(qiáng)的單股鋼絲滑彈法示意圖如圖1所示,其原理是先從一定的地面高度斜拉一條具有一定角度的鋼絲,在鋼絲的下端設(shè)置減速裝置,將受試產(chǎn)品通過拉升設(shè)備拉升到一定高度后釋放受試產(chǎn)品,受試產(chǎn)品沿鋼絲向下做自由運(yùn)動(dòng),到減速裝置處進(jìn)行回收,受試產(chǎn)品下滑過程中,通過測(cè)試電纜由地面測(cè)試設(shè)備獲取相關(guān)彈目交匯信息,測(cè)試設(shè)備對(duì)彈目信息進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)受試產(chǎn)品相關(guān)性能的考核驗(yàn)證。由圖1可知,鋼絲的長(zhǎng)度根據(jù)模擬的彈目交匯長(zhǎng)度而定(高塔高度一般不小于100m),鋼絲的角度可以根據(jù)彈目交匯的角度而定。對(duì)于每一次滑彈試驗(yàn),當(dāng)受試產(chǎn)品從一定高度以一定速度運(yùn)動(dòng)到鋼絲下端減速裝置時(shí),不可避免地會(huì)受到振動(dòng)沖擊,該沖擊很容易造成產(chǎn)品零部件松動(dòng)或者隱性損害,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品解體,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的可靠性。

圖1高塔滑彈法示意圖

同時(shí),一套高塔滑彈設(shè)備需要布設(shè)在一個(gè)固定的場(chǎng)地環(huán)境,這就決定了其地面彈目交匯目標(biāo)單一,對(duì)近炸引信的多目標(biāo)適應(yīng)性驗(yàn)證必然不充分。即使可以在地面上鋪設(shè)不同的彈目目標(biāo)介質(zhì),也存在很大的局限性,甚至不具有可操作性。

1.2模擬彈飛行試驗(yàn)法

模擬彈飛行試驗(yàn)法采用縮比彈或低成本無控彈,將受試產(chǎn)品安裝在模擬彈體上,通過發(fā)射模擬試驗(yàn)彈,采用近炸發(fā)火的方式直接判讀炸高,其常規(guī)布局如圖2所示:或者采用彈內(nèi)存儲(chǔ)裝置回收試驗(yàn)彈,讀取試驗(yàn)彈內(nèi)存儲(chǔ)裝置數(shù)據(jù),其常規(guī)布局如圖3所示。

無人機(jī)掛飛裝置主要包括無人機(jī)、無人機(jī)掛架、遙測(cè)裝置、激光測(cè)距儀、電池以及測(cè)試電纜等。其中,無人機(jī)掛架用于無人機(jī)與受試產(chǎn)品之間的機(jī)械連接:電池負(fù)責(zé)給受試產(chǎn)品、遙測(cè)裝置以及激光測(cè)距儀工作供電:激光測(cè)距儀負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)輸出當(dāng)前彈目高度值并和受試產(chǎn)品目標(biāo)回波信號(hào)打包輸出給遙測(cè)裝置:遙測(cè)裝置負(fù)責(zé)將接收的打包目標(biāo)回波信號(hào)和炸高值以無線傳輸方式模擬彈飛行試驗(yàn)法通過近炸發(fā)火或彈內(nèi)存儲(chǔ)任一方法實(shí)現(xiàn)對(duì)受試產(chǎn)品的性能考核驗(yàn)證。采用模擬彈飛行試驗(yàn)法最大的問題就是交匯姿態(tài)單一,彈目目標(biāo)單一,且受試產(chǎn)品為一次性消耗使用,對(duì)批產(chǎn)品的性能評(píng)估具有很大的局限性。

2基于無人機(jī)掛飛裝置的性能驗(yàn)證方法

基于無人機(jī)掛飛裝置的性能驗(yàn)證方法是利用無人機(jī)對(duì)各種不同彈目目標(biāo)進(jìn)行性能驗(yàn)證,驗(yàn)證過程受試產(chǎn)品全程無損。無人機(jī)掛飛裝置構(gòu)成示意圖如圖4所示。

圖4無人機(jī)掛飛裝置構(gòu)成示意圖

發(fā)送給地面接收裝置,地面接收裝置對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析后即可完成對(duì)受試產(chǎn)品的性能考核驗(yàn)證。

工作過程:首先在地面打開各供電回路,無人機(jī)掛飛裝置升空到預(yù)定高度(一般100m左右),然后以2~4m/s的速度模擬彈目交匯姿態(tài)進(jìn)行下降,在下降過程中,利用地面接收裝置全程接收目標(biāo)回波信號(hào)、實(shí)際炸高值等數(shù)據(jù),通過對(duì)接收數(shù)據(jù)的解析判讀,實(shí)現(xiàn)對(duì)受試產(chǎn)品的無損性能考核驗(yàn)證。

基于無人機(jī)掛飛裝置,能夠針對(duì)各種不同地面目標(biāo),對(duì)同一發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試,獲取各種典型地面目標(biāo)的特性,為進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品性能提供依據(jù)。同時(shí),在充分考核驗(yàn)證的前提下,受試產(chǎn)品全程無損,大大保證了產(chǎn)品的工作可靠性。某受試產(chǎn)品基于無人機(jī)掛飛裝置的性能驗(yàn)證實(shí)物照片如圖5所示。

3飛行驗(yàn)證

某無線電近炸引信產(chǎn)品在內(nèi)蒙古等地基于無人機(jī)掛飛裝置進(jìn)行了上百次無損性能考核驗(yàn)證。受試產(chǎn)品安裝于圖4示意位置,產(chǎn)品上電后,無人機(jī)升空到100m左右高度,之后以2~4m/s落速,以859~959落姿下降到地面,地面通過遙測(cè)接收裝置獲取目標(biāo)回波信號(hào)和炸高值,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品無損且性能全面的考核驗(yàn)證。針對(duì)戈壁、水面、沙漠、樹林等幾種典型邊界條件的地面介質(zhì),基于無人機(jī)掛飛裝置的某無線電近炸引信無損性能考核驗(yàn)證場(chǎng)景如圖6所示。

圖5某受試產(chǎn)品基于無人機(jī)掛飛裝置的性能驗(yàn)證實(shí)物照片

質(zhì),基于無人機(jī)掛飛裝置的某無線電近炸引信無損性能考核驗(yàn)證場(chǎng)景如圖6所示。

圖6無損性能考核驗(yàn)證場(chǎng)景

在該型無線電近炸引信產(chǎn)品研制過程中,通過對(duì)每一發(fā)產(chǎn)品全程采用無人機(jī)掛飛方法進(jìn)行無損性能考核驗(yàn)證,確保了每一發(fā)產(chǎn)品性能都能調(diào)試到最佳狀態(tài)。該型產(chǎn)品隨武器系統(tǒng)先后進(jìn)行了幾十次上百發(fā)飛行試驗(yàn),全部正常作用,產(chǎn)品批次性炸高精度達(dá)到了亞米級(jí),大大超過了系統(tǒng)指標(biāo)要求。

4結(jié)語

基于無人機(jī)掛飛裝置的性能驗(yàn)證法能夠完全實(shí)現(xiàn)無線電近炸引信的全程無損、全性能考核驗(yàn)證,為受試產(chǎn)品高性能、高可靠性地參加武器系統(tǒng)飛行試驗(yàn)并超指標(biāo)完成使用要求提供了保證?；诋?dāng)前無人機(jī)的機(jī)型和載荷大小,受試產(chǎn)品能夠適應(yīng)的飛行高度小于500m,有效載荷小于8kg。下一步將進(jìn)一步優(yōu)化無人機(jī)及掛飛裝置,使無人機(jī)掛飛裝置能夠?qū)崿F(xiàn)更高的飛行高度和更大的有效載荷。