[发明专利]宽脉冲高g值加速度试验系统和试验方法及应用

说明书

宽脉冲高g值加速度试验系统和试验方法及应用，属于冲击校准和试验技术领域，宽脉冲高g值加速度试验系统包括宽脉冲高g值加速度脉冲发生器、全光纤干涉速度测量仪、弹体软回收装置，试验方法是由爆燃发射药快速燃烧产生的气体推动弹丸在短管炮内产生幅值20000~150000g、脉冲宽度1~5ms的激励加速度脉冲信号，为高g值加速度计的校准及弹载电子仪器的抗冲击性能研究提供试验装置和试验方法；该试验装置和方法技术性能先进，可应用于：高g值加速度计的溯源性校准、弹载电子仪器在高g值冲击环境下的存活性研究等。该试验装置的优点是能够准确获取弹丸在发射过程中的加速度，并实现了射弹在高速飞行条件下的微损伤回收。

技术领域

本发明公开的宽脉冲高g值加速度试验系统和方法，属冲击试验与校准技术领域，具体涉及的是一种宽脉冲高g值加速度试验系统和试验方法以及该试验方法的应用。

背景技术

现代战争中，许多具有重要战略价值的军事目标都转移到地下，而且都采取了坚固的防护措施，所以侵彻或钻地等先进攻坚武器的作用越来越突出，成为各军事大国竞相研制的对象。对这类侵彻武器而言，通过智能引信对起爆时机进行选择是充分发挥武器的最大毁伤威力的关键。由于在侵彻过程中引信等关键部件要经历持续时间数毫秒、幅值数万g的高幅值加速度过载，而这个高过载可能会导致引信部件的失效，造成不可挽回的损失，因此迫切需要一套宽脉冲高g值的加速度模拟设备来考核各部件的工作状态和生存能力，尽早发现问题，并采取措施解决，从而提高部件的在恶劣环境下的可靠性。

典型的冲击加速度模拟试验装置主要有Hopkinson杆、马歇特锤、跌落试验台、气体炮等。Hopkinson杆作为高g值激励脉冲的发生装置已被广泛地应用，它以压缩空气作动力源，通过不同的气压产生不同的过载值，最高过载值可达200000g，过载值和结构性能的测试比较方便，操作过程简便易行，不足之处是脉冲持续时间短，100000g以上时脉宽仅有几十微秒。马歇特锤通过锤头撞击铁砧，产生冲击加速度，模拟弹丸在撞击目标时引信受到的过载环境力，此时加速度脉冲的幅值可达50000g，但脉冲宽度也只手几微秒。跌落试验台是将被测试件安装与试验台上，将台面提升到一定高度，使试件和试验台自由跌落在弹性或塑性的波形发生器上，它们受到一个近似半正弦的加速度脉冲，峰值加速度可达100000g，持续时间为十几微秒。气体炮是利用高压气体推动弹丸沿炮管加速运动，与安装有加速度计的模块发生碰撞，改变接触面的材料以产生不同的幅值和持续时间的信号，气体炮装置所产生的加速度脉冲幅值一般在50000~150000g之间，脉冲持续时间在几十到几百微秒。这些装置的特点是加速度脉冲幅值较大时，脉冲持续时间很难达到毫秒级，因此对于幅值超过100000g、脉宽达到毫秒级的加速度，目前还没有任何装置可以实现。

射弹在高速（1000m/s）进入静水的时刻，弹体会瞬间碎裂。为了完整可靠的回收弹体，需要降低水的密度，即泡沫水。到目前为止，已有各种类型的软回收方法，其中最完善的是分段泡沫水回收方法，但其缺点是结构复杂、不同密度的泡沫水不易生产。

发明内容

本发明设计了一种宽脉冲高g值加速度试验系统和方法，通过爆燃发射药快速燃烧产生的高压气体推动射弹，在短管炮内产生幅值20000~ 150000g、脉冲宽度1~5ms的激励加速度脉冲信号，为高g值加速度计的校准及弹载电子仪器的抗冲击性能研究提供试验装置和试验方法；该试验装置和方法技术性能先进，可应用于：高g值加速度计的溯源性校准、弹载电子仪器在高g值冲击环境下的存活性研究等。

为了解决现有的校准或实验系统：无法产生宽脉冲激励，而窄脉冲又容易激起传感器的固有频率带来较大的校准误差；无法进行应用环境下的系统级校准；无法对弹载电子仪器进行应用环境下的模拟实验，本发明提供一种宽脉冲高g值加速度试验系统和方法。

本发明的技术方案包括宽脉冲高g值加速度试验系统和方法以及该方法的应用。