CN109827468B - 舰载电磁发射深弹安全保险解除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电磁炮射深水炸弹安全保险解除的信号检测方法，通过由磁力计、高g值加速度计、角度传感器、冲击加速度计组成的传感器组，按照特定顺序测量电磁炮射深水炸弹从炮管内发射、空中飞行、入水攻击等一系列过程中磁场、运动加速度、攻角、冲击加速度等物理量，作为安全保险装置解除的触发信号。避免了深弹在炮膛内爆炸、出膛早炸等意外情况的发生，也提高了储存、运输、使用过程中的安全性，降低了未爆弹、留膛弹等危险品处理的风险。

Description

舰载电磁发射深弹安全保险解除方法

技术领域

本发明涉及一种信号检测方法，具体涉及一种安全保险解除方法。

背景技术

舰载电磁炮射深水炸弹装药量大，毁伤威力强，其贮备、运输、使用等过程中的安全性设计应当引起足够重视。按照火工品安全保险装置设计的标准规范要求，其安全保险的解除必须采用两种以上的不同性质的物理量或物理信号作为媒介信息来触发动作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种舰载电磁发射深弹安全保险解除方法，采用多传感器组合测试，然后通过特定的顺序和判决条件来给各传感器控制上电，将采集感知到的信息提供给安全保险装置，作为安全保险装置解除的触发信号，保证电磁炮射深水炸弹发射安全性高。

具体技术方案为：设置在深弹弹体内的磁力计实时监测电磁炮发射管内的磁场强度信号，当其监测到磁场强度信号高于设定值时，控制设置在深弹弹体内的加速度计上电；

所述加速度计上电后测量在电磁力推动下所述深弹在电磁炮发射管内的运动加速度，当捕获到所述加速度计检测的加速度由最高值下降的下降沿时，控制设置在深弹弹体内的角度传感器上电；

所述角度传感器上电后测量弹体运动的攻角，当所述角度传感器的检测信号由正值转变为负值时，解除电磁发射深弹的安全保险，同时控制设置在深弹弹体内的冲击加速度传感器上电，通过所述冲击加速度传感器检测深弹冲击入水时的冲击加速度。

有益效果：

(1)采用安装在弹体内的传感器组，按照特定顺序测量电磁炮射深水炸弹从炮管内发射、空中飞行、入水攻击等一系列过程中磁场、运动加速度、攻角、冲击加速度等物理量，并控制不同传感器及其电路的上电顺序，使其构成串联测试系统，而且测量的特征物理量与深弹正常发射过程相对应，其中任何一个环节不满足预先设定的条件要求，都不会导致安全保险装置的解除，避免了深弹在炮膛内爆炸、出膛早炸等意外情况的发生，也提高了储存、运输、使用过程中的安全性，降低了未爆弹、留膛弹等危险品处理的风险。

(2)在提高保险装置安全性的同时，保护其中的脆弱器件，如角度传感器及其电路免受管内高速运动时遭受过载、过负荷损伤。

附图说明

图1为传感器在深弹弹体内安装示意图；

图2为传感器控制上电流程图；

图中：1-角度传感器；2-磁力计；3-加速度计；4-冲击加速度传感器，5-深弹

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

本实施例提供一种舰载电磁发射深弹安全保险解除方法，用于保证深水炸弹发射的高安全性。

从电磁炮射深弹的工作过程来看，从发射、飞行到入水攻击的一系列动作中，可以利用的物理量有：电磁炮发射时，深弹在炮管内受到的强磁场作用；深弹在炮管内运动的高加速度；深弹出管后飞行轨迹中弹道各点的攻角的变化；深弹入水时的冲击加速度，将这些物理量组合起来可以用作安全保险解除装置的触发信号。

电磁炮发射时，深弹在炮管内受到的强磁场可以通过磁传感器或磁力计来检测；炮管内的深弹在电磁力推动下产生的高加速度，可以通过高g值加速度计来测量；深弹出管后飞行轨迹中弹道各点的攻角的变化，可以通过重力加速度计型的角度传感器来测量；深弹入水时的冲击加速度则通过冲击加速度传感器来感知。

基于此，本实施例提供的电磁发射深弹安全保险解除信号检测方法采用安装在弹体内的多传感器组，测量电磁炮射深水炸弹从炮管内发射、空中飞行、入水攻击等一系列过程中磁场、运动加速度、攻角、冲击加速度等物理量，并通过对不同传感器及其电路采取控制上电顺序来判决解除保险的时机和依据。

图1为传感器组在深弹5弹体内安装示意图，传感器组包括：角度传感器1、磁力计2、加速度计3和冲击加速度传感器4。传感器组集中固定安装在深弹5的尾盖上，其中，磁力计2的线圈平面法线方向与弹体轴向一致，用于感应接收电磁炮发射时的磁场强度；角度传感器1安装的基准角度零点方向与弹体轴向平行，这样测得的弹体俯仰角就是弹体运动的攻角；加速度计3为高g值加速度计，其敏感接收响应方向与弹体轴向平行，保证其测得的就是弹体的运动加速度；冲击加速度传感器4为三轴加速度计，将其固定面紧固安装在弹体尾盖上即可，由此无论弹体以任何姿态入水，在其中一轴上总能检测到击水冲击加速度。

传感器组的信号都发送给设置在弹体上的控制单元，由控制单元进行控制；控制单元对每个传感器对应一个信号采集端，对应传感器工作后控制单元按设定频率采集传感器的检测信号。

其中，磁力计2由线圈和差分电路构成，线圈在强磁场作用下感应产生电动势，线圈两个接线端子的感应电动势在差分电路的处理下，变成电压信号；高g值加速度计3可以采用耐受高过载的压阻式半导体加速度计，通过惠思顿电桥处理，将高运动加速度引起的弹性形变转变为电压信号输出；角度传感器1可以采用低g值重力加速度计，通过感知运动方向与垂直重力加速度g之间的夹角，来实现俯仰角测量；冲击加速度传感器4可以采用压电石英或压电陶瓷作为敏感元件的三轴加速度计，通过测量冲击振动，感知接收冲击信号。

工作原理：各传感器安装在弹体内部，其中，磁传感器或磁力计在炮管内是常通电的，用于测量电磁炮发射管内的强磁场，检测到强磁场后，给高g值加速度计3及其电路控制上电，测量在强大电磁力推动下深弹弹体在炮管内的运动加速度；通过监测高g值加速度计3信号的快速下降沿，判断深弹弹体飞离炮口，此时给角度传感器1控制上电测量弹体飞行过程中的攻角，由于角度传感器1本质上是一种低g值重力加速度计，它通过感知运动方向与垂直重力加速度g之间的夹角，来实现攻角俯仰角测量，角度传感器1在断电状态比通电状态抗冲击过载能力高几个数量级，在弹体飞离炮口后再给角度传感器上电，降低了其在炮管内高加速度运动状态下受损的概率；监测角度传感器1的输出信号，当为正值时说明为上攻角，为负时说明为下攻角，当角度传感器1的输出信号由正值转变为负值时，为冲击加速度传感器4及其电路控制上电，测量深弹入水冲击时刻的击水冲击加速度。

深弹安全保险解除信号的具体检测过程为：

当电磁炮射深弹装入发射管内完成发射准备后，控制磁力计2处于上电状态并维持常通电，当磁力计2感知到强磁场信号高于设定值(10特斯拉以上)时，控制高g值加速度计3上电，高g值加速度计3测量弹体在电磁力驱动下快速加速过程中的加速度；当捕获到高g值加速度计3检测的加速度由极高值突然下降的下降沿(通过下降沿触发器检测)之后，表明深弹飞出炮管，此时控制角度传感器1上电；角度传感器1测量弹体出管后运动过程中的攻角变化，当感知到弹体运动攻角由正值转变为负值时，判断深弹处于飞行弹道轨迹的最高点，此时解除保险，同时控制冲击加速度传感器4上电，检测深弹冲击入水时击水加速度。

从工作过程可以看到：传感器组中各传感器构成了串联系统，而且测量的特征物理量与深弹正常发射过程相对应，其中任何一个环节不满足预先设定的条件要求，都不会导致安全保险装置的解除，避免了深弹在炮膛内爆炸、出膛早炸等意外情况的发生，也提高了储存、运输、使用过程中的安全性，降低了未爆弹、留膛弹等危险品处理的风险。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种舰载电磁发射深弹安全保险解除方法，其特征在于：

设置在深弹弹体内的磁力计实时监测电磁炮发射管内的磁场强度信号，当其监测到磁场强度信号高于设定值时，控制设置在深弹弹体内的加速度计上电；

所述加速度计上电后测量在电磁力推动下所述深弹在电磁炮发射管内的运动加速度，当捕获到所述加速度计检测的加速度由最高值下降的下降沿时，控制设置在深弹弹体内的角度传感器上电；

所述角度传感器上电后测量弹体运动的攻角，当所述角度传感器的检测信号由正值转变为负值时，解除电磁发射深弹的安全保险，同时控制设置在深弹弹体内的冲击加速度传感器上电，通过所述冲击加速度传感器检测深弹冲击入水时的冲击加速度。

2.如权利要求1所述的舰载电磁发射深弹安全保险解除方法，其特征在于：所述角度传感器、磁力计、加速度计和冲击加速度传感器均固定安装在深弹的尾盖上；

其中所述角度传感器安装的基准角度零点方向与深弹弹体的轴向平行；所述磁力计的线圈平面法线方向与所述弹体轴向一致；所述加速度计的敏感接收响应方向与所述弹体轴向平行；所述冲击加速度传感器为三轴加速度计。

3.如权利要求1所述的舰载电磁发射深弹安全保险解除方法，其特征在于：通过重力加速度计感知弹体运动方向与重力加速度方向之间的夹角，进行弹体运动攻角的测量。

4.如权利要求1所述的舰载电磁发射深弹安全保险解除方法，其特征在于：深弹加速度由最高值下降的下降沿通过下降沿触发器检测得到。

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