引言

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

無線電近炸引信由于炸高可任意設定,能夠與彈藥進行多信息交聯(lián),更容易實現最佳毀傷效能,同時還具有效費比更高的優(yōu)勢。在現代武器系統(tǒng)中,伴隨著彈藥的全面制導化,對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用。因此,如何更合理、全面、無損地實現無線電近炸引信性能考核驗證迫在眉睫。

無線電近炸引信的常規(guī)性能考核驗證一般采用高塔滑彈法和模擬彈飛行試驗法。其中,高塔滑彈法的受試產品需從一定高度沿鋼絲快速運動并撞擊地面減速裝置,振動撞擊對受試產品存在一定的隱性損害:而模擬彈飛行試驗法則是一次性消耗受試產品,難以全面考核驗證產品性能。據此,提出了一種基于無人機掛飛裝置的性能考核驗證方法,既可以實現對產品性能的全面考核,又可以保證受試產品全程無損。

1常規(guī)性能考核驗證方法

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,在鋼絲的下端設置減速裝置,將受試產品通過拉升設備拉升到一定高度后釋放受試產品,受試產品沿鋼絲向下做自由運動,到減速裝置處進行回收,受試產品下滑過程中,通過測試電纜由地面測試設備獲取相關彈目交匯信息,測試設備對彈目信息進行處理,實現對受試產品相關性能的考核驗證。由圖1可知,鋼絲的長度根據模擬的彈目交匯長度而定(高塔高度一般不小于100m),鋼絲的角度可以根據彈目交匯的角度而定。對于每一次滑彈試驗,當受試產品從一定高度以一定速度運動到鋼絲下端減速裝置時,不可避免地會受到振動沖擊,該沖擊很容易造成產品零部件松動或者隱性損害,嚴重時還會導致產品解體,嚴重影響產品的可靠性。

圖1高塔滑彈法示意圖

同時,一套高塔滑彈設備需要布設在一個固定的場地環(huán)境,這就決定了其地面彈目交匯目標單一,對近炸引信的多目標適應性驗證必然不充分。即使可以在地面上鋪設不同的彈目目標介質,也存在很大的局限性,甚至不具有可操作性。

1.2模擬彈飛行試驗法

模擬彈飛行試驗法采用縮比彈或低成本無控彈,將受試產品安裝在模擬彈體上,通過發(fā)射模擬試驗彈,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:或者采用彈內存儲裝置回收試驗彈,讀取試驗彈內存儲裝置數據,其常規(guī)布局如圖3所示。

無人機掛飛裝置主要包括無人機、無人機掛架、遙測裝置、激光測距儀、電池以及測試電纜等。其中,無人機掛架用于無人機與受試產品之間的機械連接:電池負責給受試產品、遙測裝置以及激光測距儀工作供電:激光測距儀負責實時輸出當前彈目高度值并和受試產品目標回波信號打包輸出給遙測裝置:遙測裝置負責將接收的打包目標回波信號和炸高值以無線傳輸方式模擬彈飛行試驗法通過近炸發(fā)火或彈內存儲任一方法實現對受試產品的性能考核驗證。采用模擬彈飛行試驗法最大的問題就是交匯姿態(tài)單一,彈目目標單一,且受試產品為一次性消耗使用,對批產品的性能評估具有很大的局限性。

2基于無人機掛飛裝置的性能驗證方法

基于無人機掛飛裝置的性能驗證方法是利用無人機對各種不同彈目目標進行性能驗證,驗證過程受試產品全程無損。無人機掛飛裝置構成示意圖如圖4所示。

圖4無人機掛飛裝置構成示意圖

發(fā)送給地面接收裝置,地面接收裝置對接收的數據進行解析后即可完成對受試產品的性能考核驗證。

工作過程:首先在地面打開各供電回路,無人機掛飛裝置升空到預定高度(一般100m左右),然后以2~4m/s的速度模擬彈目交匯姿態(tài)進行下降,在下降過程中,利用地面接收裝置全程接收目標回波信號、實際炸高值等數據,通過對接收數據的解析判讀,實現對受試產品的無損性能考核驗證。

基于無人機掛飛裝置,能夠針對各種不同地面目標,對同一發(fā)產品進行測試,獲取各種典型地面目標的特性,為進一步優(yōu)化產品性能提供依據。同時,在充分考核驗證的前提下,受試產品全程無損,大大保證了產品的工作可靠性。某受試產品基于無人機掛飛裝置的性能驗證實物照片如圖5所示。

3飛行驗證

某無線電近炸引信產品在內蒙古等地基于無人機掛飛裝置進行了上百次無損性能考核驗證。受試產品安裝于圖4示意位置,產品上電后,無人機升空到100m左右高度,之后以2~4m/s落速,以859~959落姿下降到地面,地面通過遙測接收裝置獲取目標回波信號和炸高值,實現對產品無損且性能全面的考核驗證。針對戈壁、水面、沙漠、樹林等幾種典型邊界條件的地面介質,基于無人機掛飛裝置的某無線電近炸引信無損性能考核驗證場景如圖6所示。

圖5某受試產品基于無人機掛飛裝置的性能驗證實物照片

質,基于無人機掛飛裝置的某無線電近炸引信無損性能考核驗證場景如圖6所示。

圖6無損性能考核驗證場景

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

4結語

基于無人機掛飛裝置的性能驗證法能夠完全實現無線電近炸引信的全程無損、全性能考核驗證,為受試產品高性能、高可靠性地參加武器系統(tǒng)飛行試驗并超指標完成使用要求提供了保證?；诋斍盁o人機的機型和載荷大小,受試產品能夠適應的飛行高度小于500m,有效載荷小于8kg。下一步將進一步優(yōu)化無人機及掛飛裝置,使無人機掛飛裝置能夠實現更高的飛行高度和更大的有效載荷。