CN109813186B - 一种模拟训练弹 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模拟训练弹，包括模拟弹壳；及固定于模拟弹壳尾部的弹射机构；及安装于模拟弹壳上的电控模块；所述电控模块包括模拟弹MCU；及与模拟弹MCU通信的击发检测装置、OLED显示屏及操作按键、无线通信模块和电源管理模块；本发明的模拟训练弹，可利用实装发射，产生声光等发射效果，可设定炮弹的类型、数量、引信等属性；进而可高逼真展现近似实弹的发射效果。

Description

一种模拟训练弹
技术领域
本发明涉及一迫击炮训练设备，具体涉及一种模拟训练弹，属于迫击炮训练设备技术领域。
背景技术
迫击炮连一般为6门制，每排3门，每班1门；炮班由班长、副班长和6名左右炮手组成；班长负责指挥；副班长兼任1炮手，负责瞄准；2炮手负责装弹，协助瞄准；3炮手负责传递炮弹和设置座钣；其余炮手负责整装炮弹；观察所负责测定目标位置，决定射击开始诸元，观察炸点及修正；口令传达顺序依次为指挥所、副连长、排长和班长；目前迫击炮的操作训练，主要采用两种方式进行，一种是采用真实炮弹进行实弹射击，以此培养士兵载实战场景下的实际操作能力；另一种方法是采用金属或非金属材质的迫击炮及炮弹的等比例或缩小比例实物模型，进行基本的结构学习和操作流程训练；这两种模式存在如下不足：基于特殊材质生产的实物模型，与实装差距大，逼真性差，训练过程沉浸感不好，训练效果不佳；而采用实装实弹训练，安全风险大，耗费大；它们均不能很好的满足实战场景下迫击炮的实兵对抗训练。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种模拟训练弹，综合采用模型仿真技术和发射效应增强技术设计而成，利用实装进行发射；其具体功能有炮弹属性按需设置、发射过程的声光烟效应物理模拟和发射操作流程真实模拟。
本发明的模拟训练弹，包括模拟弹壳；及固定于模拟弹壳尾部的弹射机构；及安装于模拟弹壳上的电控模块；所述电控模块包括单片机最小系统构成的模拟弹MCU；
及与模拟弹MCU通信，检测击发动作，并将击发动作转化为电信号，通知模拟弹MCU进行击发动作数据处理的击发检测装置；
及与模拟弹MCU通信，完成弹种选择、剩余弹量显示、装药号选择、药温设定、初速偏差显示或设定、弹重符号显示的OLED显示屏及操作按键；
及与模拟弹MCU通信，通过近距离无线通信方式与发射阵地主机、PDA通信，将发射弹种、装药号、药温、弹重符号、引信装定、初速偏差等信息发送给发射阵地PDA的无线通信模块；
及给整机供电的电源管理模块；所述电源管理模块包括电池和电源转换电路，电池采用电池组提供电源，经电源转换电路将电池电压转换成各模块所需电压；
所述弹射机构包括设置于模拟弹壳其尾管内的发射件；所述发射件包括弹簧弹射器、火药发射器、气动发射器或电磁弹射器中的一种。
作为优选的实施方案，所述模拟弹壳其尾管设置有弹簧仓；所述弹簧仓内置动力弹簧；所述动力弹簧上端与模拟弹壳固定，所述动力弹簧下端贴紧有一H型的嵌套；所述嵌套活动贴合于弹簧仓内壁；所述嵌套下方安装有触销簧；所述触销簧受压缩收于嵌套内，所述嵌套内侧于触销簧底部安装有触销；所述触销呈倒广口瓶结构；所述嵌套上活动嵌出有多个珠体；所述珠体穿过嵌套并斜向活动嵌入模拟弹壳槽内；所述珠体与触销外表面贴合；所述触销底部凸出模拟弹壳其尾管底面。
作为优选的实施方案，所述击发检测装置为固定在模拟弹壳内的复位开关或霍尔传感器开关构成。
作为优选的实施方案，所述弹簧仓由尾管延伸到模拟弹壳前端。
作为优选的实施方案，所述弹射机构还包括与迫击炮身管嵌合的内筒；所述内筒长度为0.6m，内径为50mm，其外部最大直径略小于迫击炮身管内径，从炮口装入迫击炮身管内；所述迫击炮身管上设置有磁电模块。
作为优选的实施方案，所述模拟弹MCU还通信连接有用于产生声、光或烟中至少一种的发射效应模拟器。
作为优选的实施方案，所述训练弹工作过程如下：模拟弹壳从内筒口部装入，下滑到内筒底部，触销撞击内筒底部，触销压缩触销簧上移一段距离后，珠体倾斜向内滚，模拟弹壳脱离嵌套；动力弹簧被释放，推动模拟弹壳向前弹射；模拟弹壳弹射出炮口落地距离约1～2m，捡回后，将发射弹簧推入复位，使珠体对正模拟弹壳相应槽内，即恢复装配状态，可重复使用。
本发明与现有技术相比较，本发明的模拟训练弹；以迫击炮实装作为训练平台，运用模型仿真技术和发射效应模拟技术研制了缩比模拟弹，可利用实装发射，可产生声、光等发射效果，可设定炮弹的属性(类型、数量、引信等)；进而可高逼真展现近似实弹的发射效果。
附图说明
图1为本发明的电控模块结构示意图。
图2为本发明的各模块设置参数结构示意图。
图3为本发明的电控模块工作流程图。
图4为本发明的模拟弹壳结构示意图。
图5为本发明的模拟弹壳尾管内的弹射机构结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示的模拟训练弹，包括模拟弹壳；及固定于模拟弹壳尾部的弹射机构；及安装于模拟弹壳上的电控模块；所述电控模块包括由PIC24系列单片机最小系统构成的模拟弹MCU；
及与模拟弹MCU通信，检测击发动作，并将击发动作转化为电信号，通知模拟弹MCU进行击发动作数据处理的击发检测装置；
及与模拟弹MCU通信，完成弹种选择、剩余弹量显示、装药号选择、药温设定、初速偏差显示或设定、弹重符号显示的OLED显示屏及操作按键；
及与模拟弹MCU通信，通过近距离无线通信方式与发射阵地主机、PDA通信，将发射弹种、装药号、药温、弹重符号、引信装定、初速偏差等信息发送给发射阵地PDA的无线通信模块；
及给整机供电的电源管理模块；所述电源管理模块包括电池和电源转换电路，电池采用18650电池组提供电源，经电源转换电路将电池电压转换成各模块所需电压；
如图3所示，电控模块工作时，先进行初始化，对电源和各模块进行通信自检；自检通过及进行实时检测是否有击发动作；没有检测通过，则提示故障信息；当检测到击发信息后，击发检测装置将信息送到模拟弹MCU；模拟弹MCU将设定数据发送到PDA；当没有检测到击发信息时，判断是否进行内通信，没有通信则检测是否按键操作，没有按键操作则返回，有按键操作，则判断是否切换弹种和装弹量；如果有内通信，则输入装弹信息；
所述弹射机构包括设置于模拟弹壳其尾管内的发射件；所述发射件包括弹簧弹射器、火药发射器、气动发射器或电磁弹射器中的一种。
如图4和图5所示，所述模拟弹壳1其尾管2设置有弹簧仓3；所述弹簧仓3内置动力弹簧4；所述动力弹簧4上端与模拟弹壳1固定，所述动力弹簧4下端贴紧有一H型的嵌套5；所述嵌套5活动贴合于弹簧仓3内壁；所述嵌套4下方安装有触销簧6；所述触销簧6受压缩收于嵌套5内，所述嵌套5内侧于触销簧底部安装有触销7；所述触销7呈倒广口瓶结构；所述嵌套5上活动嵌出有多个珠体8；所述珠体8穿过嵌套并斜向活动嵌入模拟弹壳1槽内；所述珠体8与触销7外表面贴合；所述触销7底部凸出模拟弹壳1其尾管2底面。
所述弹射机构设计时；设模拟弹的质量为md、长度为ld、弹径为dd，md的范围在2～4.2kg之间，初步取md为3kg、ld为0.4m、dd为50mm；设装入迫击炮身管的内筒的长度为lnt，初步取0.6m；设模拟弹的弹射高度(从内筒底部起算)为hdts，hdts需大于lnt，初步取1m；则对动力弹簧能量的需求为：Ets＝mdghdts＝kx2/2，约29.4J，其中k为动力弹簧的弹性系数，x为动力弹簧行程。取动力弹簧行程为0.1m，则弹性系数k约5800；
弹性系数k的计算公式为：
式中，G—弹簧材料的切变模量，钢为8×104MPa；d—弹簧丝直径；D2—弹簧直径；n—有效圈数；经计算，可选用弹簧丝直径3mm，弹簧直径20mm，有效圈数20；也可通过变换三者尺寸，得到多种动力弹簧选项。
再一实施例中，所述击发检测装置为固定在模拟弹壳内的复位开关或霍尔传感器开关构成。
再一实施例中，所述模拟弹壳1由尼龙材质按照实弹的3:4的缩比制成。
再一实施例中，所述弹簧仓3由尾管2延伸到模拟弹壳1前端。
再一实施例中，所述弹射机构A还包括与迫击炮身管嵌合的内筒(未图示)；所述内筒长度为0.6m，内径为50mm，其外部最大直径略小于迫击炮身管内径，从炮口装入迫击炮身管内；所述迫击炮身管上设置有磁电模块，其用于霍尔传感器的检测，磁电模块产生磁场或采用炮口磁电感应。
再一实施例中，所述模拟弹MCU还通信连接有用于产生声、光或烟中至少一种的发射效应模拟器。
其中，所述训练弹工作过程如下：模拟弹壳从内筒口部装入，下滑到内筒底部，触销撞击内筒底部，触销压缩触销簧上移一段距离后，珠体倾斜向内滚，模拟弹壳脱离嵌套；动力弹簧被释放，推动模拟弹壳向前弹射；模拟弹壳弹射出炮口落地距离约1～2m，捡回后，将发射弹簧推入复位，使珠体对正模拟弹壳相应槽内，即恢复装配状态，可重复使用。
实施时，先将内筒嵌入实装炮管；利用模拟弹壳上的OLED显示屏及操作按键设置好当前的弹型、引信类型、ID号等固有属性参数；然后压紧模拟弹壳的动力弹簧并通过珠体锁止；其后按照迫击炮的发射流程，将模拟弹抛入内筒中，模拟弹体自由坠落，当触碰到内筒底部的后，压缩的动力弹簧解锁并将模拟弹体弹射出内筒，同时模拟弹体的发射效应模拟组件启动工作，发出声、光、烟效果；模拟弹弹射出炮管一定距离后跌落到地面完成一次发射过程；若需要可重新设定并进行再一次的发射训练。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种模拟训练弹，其特征在于，包括模拟弹壳；及固定于模拟弹壳尾部的弹射机构；及安装于模拟弹壳上的电控模块；所述电控模块包括单片机最小系统构成的模拟弹MCU；
及与模拟弹MCU通信，检测击发动作，并将击发动作转化为电信号，通知模拟弹MCU进行击发动作数据处理的击发检测装置；
及与模拟弹MCU通信，完成弹种选择、剩余弹量显示、装药号选择、药温设定、初速偏差显示或设定、弹重符号显示的OLED显示屏及操作按键；
及与模拟弹MCU通信，通过近距离无线通信方式与发射阵地主机、PDA通信，将发射弹种、装药号、药温、弹重符号、引信装定、初速偏差信息发送给发射阵地PDA的无线通信模块；
及给整机供电的电源管理模块；所述电源管理模块包括电池和电源转换电路，电池采用电池组提供电源，经电源转换电路将电池电压转换成各模块所需电压；
所述弹射机构包括设置于模拟弹壳其尾管内的发射件；所述发射件包括弹簧弹射器、火药发射器、气动发射器或电磁弹射器中的一种。
2.根据权利要求1所述的模拟训练弹，其特征在于：所述模拟弹壳其尾管设置有弹簧仓；所述弹簧仓内置动力弹簧；所述动力弹簧上端与模拟弹壳固定，所述动力弹簧下端贴紧有一H型的嵌套；所述嵌套活动贴合于弹簧仓内壁；所述嵌套下方安装有触销簧；所述触销簧受压缩收于嵌套内，所述嵌套内侧于触销簧底部安装有触销；所述触销呈倒广口瓶结构；所述嵌套上活动嵌出有多个珠体；所述珠体穿过嵌套并斜向活动嵌入模拟弹壳槽内；所述珠体与触销外表面贴合；所述触销底部凸出模拟弹壳其尾管底面。
3.根据权利要求1所述的模拟训练弹，其特征在于：所述击发检测装置为固定在模拟弹壳内的复位开关或霍尔传感器开关构成。
4.根据权利要求2所述的模拟训练弹，其特征在于：所述弹簧仓由尾管延伸到模拟弹壳前端。
5.根据权利要求1所述的模拟训练弹，其特征在于：所述弹射机构还包括与迫击炮身管嵌合的内筒；所述内筒长度为0.6m，内径为50mm，其外部最大直径略小于迫击炮身管内径，从炮口装入迫击炮身管内；所述迫击炮身管上设置有磁电模块。
6.根据权利要求1所述的模拟训练弹，其特征在于，所述模拟弹MCU还通信连接有用于产生声、光或烟中至少一种的发射效应模拟器。
7.根据权利要求1所述的模拟训练弹，其特征在于，所述训练弹工作过程如下：模拟弹壳从内筒口部装入，下滑到内筒底部，触销撞击内筒底部，触销压缩触销簧上移一段距离后，珠体倾斜向内滚，模拟弹壳脱离嵌套；动力弹簧被释放，推动模拟弹壳向前弹射；模拟弹壳弹射出炮口落地距离1~2m，捡回后，将发射弹簧推入复位，使珠体对正模拟弹壳相应槽内，即恢复装配状态，可重复使用。
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