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[导读]摘要:针对无线电近炸引信性能考核验证中常用的高塔滑弹法或模拟弹飞行试验法存在性能考核验证弹目目标单一,受试产品易受损或一次性消耗等问题,提出了一种基于无人机挂飞装置的无线电近炸引信无损性能考核验证方法,通过在地面接收解析遥测数据,能够获取每一发受试产品在不同弹目目标下的近炸探测性能及炸高控制能力,实现对受试产品在无损情况下性能考核验证全覆盖,保证了产品批次性能及工作可靠性。

引言

引信是现代武器系统的重要组成部分,无论是早期的非制导弹药还是现代的制导弹药,引信均承担着保证弹道安全性以及弹道末端适时起爆从而实现最佳引战配合的任务。

无线电近炸引信由于炸高可任意设定,能够与弹药进行多信息交联,更容易实现最佳毁伤效能,同时还具有效费比更高的优势。在现代武器系统中,伴随着弹药的全面制导化,对最佳毁伤效能的要求越来越高,无线电近炸引信得到了更加广泛的应用。因此,如何更合理、全面、无损地实现无线电近炸引信性能考核验证迫在眉睫。

无线电近炸引信的常规性能考核验证一般采用高塔滑弹法和模拟弹飞行试验法。其中,高塔滑弹法的受试产品需从一定高度沿钢丝快速运动并撞击地面减速装置,振动撞击对受试产品存在一定的隐性损害:而模拟弹飞行试验法则是一次性消耗受试产品,难以全面考核验证产品性能。据此,提出了一种基于无人机挂飞装置的性能考核验证方法,既可以实现对产品性能的全面考核,又可以保证受试产品全程无损。

1常规性能考核验证方法

1.1高塔滑弹法

高塔滑弹法通常包括单股钢丝滑弹法或双股钢丝滑弹法。通用性更强的单股钢丝滑弹法示意图如图1所示,其原理是先从一定的地面高度斜拉一条具有一定角度的钢丝,在钢丝的下端设置减速装置,将受试产品通过拉升设备拉升到一定高度后释放受试产品,受试产品沿钢丝向下做自由运动,到减速装置处进行回收,受试产品下滑过程中,通过测试电缆由地面测试设备获取相关弹目交汇信息,测试设备对弹目信息进行处理,实现对受试产品相关性能的考核验证。由图1可知,钢丝的长度根据模拟的弹目交汇长度而定(高塔高度一般不小于100m),钢丝的角度可以根据弹目交汇的角度而定。对于每一次滑弹试验,当受试产品从一定高度以一定速度运动到钢丝下端减速装置时,不可避免地会受到振动冲击,该冲击很容易造成产品零部件松动或者隐性损害,严重时还会导致产品解体,严重影响产品的可靠性。

图1高塔滑弹法示意图

同时,一套高塔滑弹设备需要布设在一个固定的场地环境,这就决定了其地面弹目交汇目标单一,对近炸引信的多目标适应性验证必然不充分。即使可以在地面上铺设不同的弹目目标介质,也存在很大的局限性,甚至不具有可操作性。

1.2模拟弹飞行试验法

模拟弹飞行试验法采用缩比弹或低成本无控弹,将受试产品安装在模拟弹体上,通过发射模拟试验弹,采用近炸发火的方式直接判读炸高,其常规布局如图2所示:或者采用弹内存储装置回收试验弹,读取试验弹内存储装置数据,其常规布局如图3所示。

无人机挂飞装置主要包括无人机、无人机挂架、遥测装置、激光测距仪、电池以及测试电缆等。其中,无人机挂架用于无人机与受试产品之间的机械连接:电池负责给受试产品、遥测装置以及激光测距仪工作供电:激光测距仪负责实时输出当前弹目高度值并和受试产品目标回波信号打包输出给遥测装置:遥测装置负责将接收的打包目标回波信号和炸高值以无线传输方式模拟弹飞行试验法通过近炸发火或弹内存储任一方法实现对受试产品的性能考核验证。采用模拟弹飞行试验法最大的问题就是交汇姿态单一,弹目目标单一,且受试产品为一次性消耗使用,对批产品的性能评估具有很大的局限性。

2基于无人机挂飞装置的性能验证方法

基于无人机挂飞装置的性能验证方法是利用无人机对各种不同弹目目标进行性能验证,验证过程受试产品全程无损。无人机挂飞装置构成示意图如图4所示。

图4无人机挂飞装置构成示意图

发送给地面接收装置,地面接收装置对接收的数据进行解析后即可完成对受试产品的性能考核验证。

工作过程:首先在地面打开各供电回路,无人机挂飞装置升空到预定高度(一般100m左右),然后以2~4m/s的速度模拟弹目交汇姿态进行下降,在下降过程中,利用地面接收装置全程接收目标回波信号、实际炸高值等数据,通过对接收数据的解析判读,实现对受试产品的无损性能考核验证。

基于无人机挂飞装置,能够针对各种不同地面目标,对同一发产品进行测试,获取各种典型地面目标的特性,为进一步优化产品性能提供依据。同时,在充分考核验证的前提下,受试产品全程无损,大大保证了产品的工作可靠性。某受试产品基于无人机挂飞装置的性能验证实物照片如图5所示。

3飞行验证

某无线电近炸引信产品在内蒙古等地基于无人机挂飞装置进行了上百次无损性能考核验证。受试产品安装于图4示意位置,产品上电后,无人机升空到100m左右高度,之后以2~4m/s落速,以859~959落姿下降到地面,地面通过遥测接收装置获取目标回波信号和炸高值,实现对产品无损且性能全面的考核验证。针对戈壁、水面、沙漠、树林等几种典型边界条件的地面介质,基于无人机挂飞装置的某无线电近炸引信无损性能考核验证场景如图6所示。

图5某受试产品基于无人机挂飞装置的性能验证实物照片

质,基于无人机挂飞装置的某无线电近炸引信无损性能考核验证场景如图6所示。

图6无损性能考核验证场景

在该型无线电近炸引信产品研制过程中,通过对每一发产品全程采用无人机挂飞方法进行无损性能考核验证,确保了每一发产品性能都能调试到最佳状态。该型产品随武器系统先后进行了几十次上百发飞行试验,全部正常作用,产品批次性炸高精度达到了亚米级,大大超过了系统指标要求。

4结语

基于无人机挂飞装置的性能验证法能够完全实现无线电近炸引信的全程无损、全性能考核验证,为受试产品高性能、高可靠性地参加武器系统飞行试验并超指标完成使用要求提供了保证。基于当前无人机的机型和载荷大小,受试产品能够适应的飞行高度小于500m,有效载荷小于8kg。下一步将进一步优化无人机及挂飞装置,使无人机挂飞装置能够实现更高的飞行高度和更大的有效载荷。

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