专利摘要

专利摘要

本发明涉及常规弹药炮口初始速度测量技术，具体是一种基于两加速度计倾斜配置的弹体炮口初始速度测量方法，解决了现有的弹体炮口初始速度测量方法存在的测量结果误差大等问题。一种弹体炮口初始速度测量方法，包括如下步骤：（Ⅰ）建立弹体直角坐标系O-XbYb，其中弹心设为弹体直角坐标系的原点，OXb轴沿弹体轴线方向；（Ⅱ）采用两加速度计Ay、Ad和相应的电子线路组成弹体炮口初始速度测量系统，安装方式如下：加速度计Ay安装在OYb轴、且其敏感方向与OYb轴一致；加速度计Ad安装在ODb轴、且其敏感方向与ODb轴一致，所述ODb轴在XbOYb平面内、且与OYb轴的夹角为θ角；所述θ角大小由加速度计Ay、Ad的量程及设定的弹体轴向加速度的量程具体确定。本发明设计合理，测量结果准确可靠。

权利要求

1.一种弹体炮口初始速度测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

（Ⅰ）建立弹体直角坐标系O-X^bY^b，其中弹心设为弹体直角坐标系的原点，OX^b轴沿弹体轴线方向；

（Ⅱ）采用两个加速度计Ay、Ad和相应的电子线路组成弹体炮口初始速度测量系统，安装方式如下：加速度计Ay安装在OY^b轴、且其敏感方向与OY^b轴一致；加速度计Ad安装在OD^b轴、且其敏感方向与OD^b轴一致，所述OD^b轴在X^bOY^b平面内、且与OY^b轴的夹角为θ角；所述θ角大小由加速度计Ay、Ad的量程及设定的弹体轴向加速度的量程具体确定；

（Ⅲ）利用捷联安装在OY^b轴与OD^b轴上的加速度计Ay、Ad输出值来解算弹体轴向的加速度值：当弹体从发射到出炮口前，设弹体轴向加速度为a_x，弹体径向加速度a_y由加速度计Ay测出，OD^b轴在X^bOY^b平面内与OY^b轴的夹角θ已知，OD^b轴上的弹体加速度a_d由加速度计Ad测出；由矢量三角函数关系推导出加速度a_x、a_y、a_d之间的关系式（1），如下所示：

a_d=a_xsinθ+a_ycosθ                              （1）

即解算出弹体从发射到出炮口前的轴向加速度a_x，即$a_x=\frac{a_d-a_y\cos \theta }{\sin \theta }$；

（Ⅳ）解算弹体到达炮口时的初始速度：计算公式如下：

$V\left(t\right)={\int }_0^t{a}_x\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }=\frac{1}{\sin \theta }{\int }_0^t{a}_d\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }-\frac{1}{\tan \theta }{\int }_0^t{a}_y\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }---\left(2\right)$

式（2）中，V(t)为弹体到达炮口时的初始速度，积分上限t为测量出的弹体从发射到炮口的时间，即完成弹体炮口初始速度的测量。

2.根据权利要求1所述的弹体炮口初始速度测量方法，其特征在于：所述加速度计Ay、Ad的安装点到弹体直角坐标系原点的距离相等。

说明书

技术领域

本发明涉及常规弹药炮口初始速度测量技术，具体是一种基于两加速度计倾斜配置的弹体炮口初始速度测量方法。

背景技术

常规弹药制导化改造是当前精确打击武器的发展方向，炮口初始速度的准确测量直接关系到外弹道的解算精度。由于弹体出炮口时，高旋、高过载并伴有高温高压的火药燃气、烟雾等各种物理化反应，使得炮口初始速度的高精度测量比较困难。

常用的炮口初始速度测量方法主要有外测法和内测法两类。外测法是借助发射平台或弹体外部仪器设备的测量方法，如激光测速、通断靶测速、线圈靶测速等，其不能将所测信息及时传输给弹体，不能用于实时弹上弹道解算；现有的内测法是利用光纤测速、磁测速和惯导测速等，其可实时完成弹道解算，但光纤测速、磁测速需要考虑光线、磁场等的影响，自主性和适应能力差，不便于操作。惯导测速不存在上述问题，但弹体发射过程中产生的轴向高过载会影响加速度计的测试性能，致使测量结果不准确，甚至会损坏器件。

综上所述，现有的常规弹药炮口初始速度测量方法不利于常规弹药制导化自主性和快速反应能力，易受环境影响，影响弹体打击精度。有必要发明一种全新的弹体炮口初始速度测量方法，以实现弹体炮口初始速度的自主和准确测量。

发明内容

本发明为了解决现有的弹体炮口初始速度测量方法存在的上述问题，提供了一种基于两加速度计倾斜配置的弹体炮口初始速度测量方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种弹体炮口初始速度测量方法，包括如下步骤：

（Ⅰ）建立弹体直角坐标系O-X^bY^b，其中弹心设为弹体直角坐标系的原点，OX^b轴沿弹体轴线方向；

（Ⅱ）采用两个加速度计Ay、Ad和相应的电子线路组成弹体炮口初始速度测量系统（本领域技术人员均知道如何连接此相应的电子线路，属公知技术），安装方式如下：加速度计Ay安装在OY^b轴、且其敏感方向与OY^b轴一致；加速度计Ad安装在OD^b轴、且其敏感方向与OD^b轴一致，所述OD^b轴在X^bOY^b平面内、且与OY^b轴的夹角为θ角；所述θ角大小由加速度计Ay、Ad的量程及设定的弹体轴向加速度的量程具体确定；

（Ⅲ）利用安装在OY^b轴与OD^b轴上的加速度计Ay、Ad输出值来解算弹体轴向的加速度值：当弹体从发射到出炮口前，设弹体轴向加速度为a_x，弹体径向加速度a_y由加速度计Ay测出，OD^b轴在X^bOY^b平面内与OY^b轴的夹角θ已知，OD^b轴上的弹体加速度a_d由加速度计Ad测出；由矢量三角函数关系推导出加速度a_x、a_y、a_d之间的关系式（1），如下所示：

a_d=a_xsinθ+a_ycosθ                              （1）

即解算出弹体从发射到出炮口前的轴向加速度a_x，即ax=ad-aycosθsinθ]]>；

（Ⅳ）解算弹体到达炮口时的初始速度：计算公式如下：

V(t)=∫0tax(τ)dτ=1sinθ∫0tad(τ)dτ-1tanθ∫0tay(τ)dτ---(2)]]>

式（2）中，V(t)为弹体到达炮口时的初始速度，积分上限t为测量出的弹体从发射到炮口的时间，即完成弹体炮口初始速度的测量。对于本领域技术人员来说，时间t的测量值容易获得。

对于惯导测速方法，由于弹体飞行中高过载使得目前在量程和精度方面没有符合要求的加速度计可以直接安装在弹体坐标系的OX^b轴而直接测出弹体的加速度，所以，利用分别安装在弹体坐标系内Y^b和D^b轴的两个非正交的高精度、小量程加速度计Ay、Ad输出信息通过公式（1）完成对弹体到达炮口时的初始加速度a_x计算，用于解决弹体飞行中高过载使得加速度计量程与测量精度矛盾的难题，并对计算所得弹体初始加速度a_x通过公式（2）积分计算弹体到达炮口时的初始速度V，即完成弹体炮口初始速度的测量。同时轴向加速度a_x，可以补偿径向过载和向心加速度影响，实现用小量程、高精度加速度计来测量大加速度的高精度测量。其中，合理的θ角大小确定方法如下：根据具体实际情况，例如，如果选择加速度计Ay、Ad的量程为100g（即加速度a_y、a_d的取值是100），设定检测弹体轴向加速度的量程为10000g（即加速度a_x的取值是10000），将以上数值代入到公式（1）中即可确定出合理的θ角，当然，选择加速度计Ay、Ad的量程可以是不一样的。所以，在利用本发明方法测量高速旋转弹体的炮口初始速度时，需先根据实际情况确定好合理的θ角的大小，也就确定了小量程、高精度的加速度计Ad的安装位置。

本发明设计合理，利用两个非正交捷联安装的高精度、小量程的加速度计解决了高速旋转弹体的轴向加速度计测量时量程与精度矛盾的测量难题，并且测量结果准确可靠，同时解决了现有的弹体炮口初始速度测量方法存在的测量结果误差大、操作复杂等一系列问题。

附图说明

图1是本发明方法的测量示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种弹体炮口初始速度测量方法，包括如下步骤：

（Ⅰ）建立弹体直角坐标系O-X^bY^b，其中弹心设为弹体直角坐标系的原点，OX^b轴沿弹体轴线方向；

（Ⅱ）采用两个加速度计Ay、Ad和相应的电子线路组成弹体炮口初始速度测量系统，安装方式如下：如图1所示，加速度计Ay（捷联）安装在OY^b轴、且其敏感方向与OY^b轴一致；加速度计Ad（捷联）安装在OD^b轴、且其敏感方向与OD^b轴一致，所述OD^b轴在X^bOY^b平面内、且与OY^b轴的夹角为θ角；所述θ角大小由加速度计Ay、Ad的量程及设定的弹体轴向加速度的量程具体确定；

（Ⅲ）利用（捷联）安装在OY^b轴与OD^b轴上的加速度计Ay、Ad输出值来解算弹体轴向的加速度值：当弹体从发射到出炮口前，设弹体轴向加速度为a_x，弹体径向加速度a_y由加速度计Ay测出，OD^b轴在X^bOY^b平面内与OY^b轴的夹角θ已知，OD^b轴上的弹体加速度a_d由加速度计Ad测出；由矢量三角函数关系推导出加速度a_x、a_y、a_d之间的关系式（1），如下所示：

a_d=a_xsinθ+a_ycosθ                              （1）

即解算出弹体从发射到出炮口前的轴向加速度a_x，即ax=ad-aycosθsinθ]]>；

（Ⅳ）解算弹体到达炮口时的初始速度：计算公式如下：

V(t)=∫0tax(τ)dτ=1sinθ∫0tad(τ)dτ-1tanθ∫0tay(τ)dτ---(2)]]>

式（2）中，V(t)为弹体到达炮口时的初始速度，积分上限t为测量出的弹体从发射到炮口的时间，即完成弹体炮口初始速度的测量。

具体实施时，所述加速度计Ay、Ad的安装点到弹体直角坐标系原点的距离相等，进一步保证了解算弹体到达炮口时的轴向加速度a_x的准确性。

弹体炮口初始速度测量方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。