CN111121544A - 一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹 - Google Patents

Abstract

本发明一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，包括：靶标段、分离舱、固体火箭发动机、助推段尾翼、助推段舵机舱。靶标段用于模拟精确制导炸弹的靶标部分；靶标段和固体火箭发动机之间通过分离舱连接，助推段舵机舱固定连接固体火箭发动机的尾部；固体火箭发动机的舱体表面安装固定有周向均布的助推段尾翼；在飞行到既定高度时，分离舱用于使靶标段和固体火箭发动机之间分离。被试武器打中靶弹的靶标段后，快速评估系统通过弹上遥测系统，迅速将数据传输到地面进行分析解算。本发明可以进行地面助推模拟空中投放，无需协调飞机平台；同时，在靶弹上安装毁伤效能快速评估系统，更精确科学的检验被试武器的毁伤效能，增进了靶弹的科学实用性。

Description

一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹

技术领域：

本发明涉及一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，属于精确制导武器技术领域。

背景技术

空中移动靶标模拟空袭武器飞行，是用于检验防空武器装备的技术性能，用于开展防空训练和演习的重要手段。

空中靶标的使用特别是模拟精确制导炸弹的使用与模拟型号的相似性特征及毁伤评估密切相关，模拟精确制导炸弹的飞行轨迹及姿态，作为各种武器所要攻击目标的一种移动靶标。此靶弹的飞行完全模拟相关型号精确制导炸弹，运用地面助推发射的方式及控制将靶弹送到既定投放高度，得到分离指令后，分离装置分离，分离后的靶标段通过控制系统的姿态控制使其飞行原有的既定弹道，省去了协调飞机的步骤。

同时，在靶弹的壳体内外表面安装毁伤效能快速评估系统，用于监测靶弹的毁伤位置及弹片的剩余速度/剩余动能，从而对靶弹的毁伤效能进行评估。

发明内容：

本发明的技术解决问题是：提供一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，同时通过现有动力系统，分离机构，将精确制导炸弹空中投放的特性变成地面发射分离的方式，省去了协调载机平台及空域的困扰，促进了靶弹在武器系统定型及军事训练使用中的便利性，同时增加了毁伤评估功能，增进了靶弹的实用性与科学性。

本发明的技术解决方案是：

一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，包括：靶标段、分离舱、固体火箭发动机、助推段尾翼、助推段舵机舱；

靶标段用于模拟精确制导炸弹的靶标部分，具有与所模拟的精确制导炸弹一致的气动外形；

靶标段和固体火箭发动机之间通过分离舱连接，助推段舵机舱固定连接固体火箭发动机的尾部；

固体火箭发动机的舱体表面安装固定有周向均布的助推段尾翼；

在飞行到既定高度时，分离舱用于使靶标段和固体火箭发动机之间分离。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)本发明将精确制导炸弹空中投放的特性变成地面发射分离的方式，省去了协调载机平台及空域的困扰，促进了靶弹在武器系统定型及军事训练使用中的便利性，同时增加了毁伤评估功能，增进了靶弹的实用性与科学性。

2)本发明使在无需协调任何载机及空域的情况下，为防空武器装备提供供靶，使靶弹具有了根据不同任务需求搭载不同仿弹的能力，同时加装了毁伤效能评估系统，满足了新型防空武器系统试训需要。

附图说明

图1为本发明全弹结构示意图；

图2为本发明靶标段结构示意图；

图3为本发明分离舱分离展开示意图；

图4为本发明分离舱结构示意图。

具体实施方式

本发明一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹由气动外形系统、飞行控制系统、光纤传感系统、分离系统、动力系统组成。靶弹气动外形系统采用的是靶标段、分离段及助推段，在靶标段后利用一个分离段连接助推段。靶标段主要由战斗部和尾舱组成，内部安装有靶弹的飞行控制系统设备，包含供电电池、弹载控制器、加固存储体、存储控制器、数据链、舵机等。分离段内安装分离系统，分离系统主要由各种位置弹射器及保型机构组成。助推段由固体火箭发动机和助推舵机舱组成。

如图1所示，一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，包括：靶标段1、分离舱2、固体火箭发动机3、助推段尾翼4、助推段舵机舱5。

靶标段1用于模拟精确制导炸弹的靶标部分，具有与所模拟的精确制导炸弹一致的气动外形；靶标段1和固体火箭发动机3之间通过分离舱2连接，助推段舵机舱5固定连接固体火箭发动机3的尾部；固体火箭发动机3的舱体表面安装固定有周向均布的助推段尾翼4；在飞行到既定高度时，分离舱2在指令信号控制下通过火工品爆破展开使靶标段1和固体火箭发动机3之间分离。所述既定高度的取值范围为7000m～14000m。

固体火箭发动机3作为助推段部分，用于将仿精确制导炸弹靶标段1部分从地面发射至高空模拟投放的高度。在靶标段1内装有控制装置9和热电池11为全系统提供控制指令和供电电源，系统配置助推段舵机5和靶标段舵机14两套舵控系统，助推段舵机5安装于助推段上，在发射至最高点靶标段1和助推段分离前，控制装置9控制助推段舵机5操纵全弹的飞行，此时靶标段舵机舱14不工作，靶标段1与助推段完成分离后，靶标段舵机舱14启动，在控制系统9控制下按照相应弹道飞行，模拟精确制导炸弹的飞行弹道特征。

如图2所示，靶标段1包括：靶标段头锥6、战斗部舱7、毁伤效能快速评估系统8、控制装置9、遥测设备10、热电池11、靶标段翼片12、靶标段尾舱13和靶标段舵机舱14。靶标段头锥6、战斗部舱7、靶标段尾舱13和靶标段舵机舱14依次连接；战斗部7舱体上设置有毁伤效能快速评估系统8。战斗部舱7外壁周向均布有多个靶标段翼片。控制装置9、遥测设备10和热电池11均安装于战斗部7舱内。

在靶标段1飞行到拦截段时，被试武器打中靶标段1，被试武器战斗部碎片撞击靶弹战斗部7，此时毁伤效能快速评估系统8开启毁伤信息采集工作。采集数据通过遥测设备10传输给地面。毁伤效能快速评估系统8能够采集拦截撞击时破片撞击靶标段1的经纬度光纤断裂编号，并处理为撞击位置坐标；同时能够识别光纤传感器断裂的先后顺序，通过处理能够获得撞击靶弹的破片数量，并根据光纤传感器断裂的断裂间距，获得毁伤面积的估算结果；同时测量破片打入光纤传感器网格的空间撞击位置信息及穿透壳体前后时间信息，进而通过计算获得破片击穿模拟精确制导炸弹壳体过程的平均速度和剩余动能，从而完成毁伤评估分析。

如图4所示，分离舱2包括：导力杆21、加强筋22、蒙皮23、固定块24、转轴25和连接框26。连接框26为圆形板件结构，连接框26的底面固定连接固体火箭发动机3的头部，连接框26的顶面通过轴向分离装置连接靶标段1的尾部。连接框26的边缘周向均布有多个转轴25，每个转轴25分别连接有一个加强筋22，每个加强筋22分别固定连接蒙皮23；加强筋22能够绕转轴25相对连接框26旋转，连接框26上固定连接有多个周向均布的固定块24，所述固定块24用于在加强筋22旋转展开到位后固定加强筋22与连接框26之间的旋转角度。蒙皮23通过导力杆21连接靶标段1外壁上的径向分离装置。

当全弹飞行到既定高度，当收到分离指令后，当收到分离指令后，径向弹射器15首先接收到点火信号并发生分离，分离舱2中的加强筋22和蒙皮23通过铰链结构发生转动。分离舱2分瓣弹开，产生较大气动阻力，轴向弹射器16随后收到点火信号并发生分离，对后部助推发动机3减速，分离过程中，加强筋22和蒙皮23绕转轴25做旋转运动。在径向弹射器15和气流阻力的共同作用下，加强筋22和蒙皮23展开到极限位置，加强筋22通过固定块24上的凹槽被锁死在极限位置。同时固体火箭发动机3与靶标段1之间分离脱落，靶标段1继续下一阶段飞行。

靶标段1还包括：径向弹射器15和轴向弹射器16。靶标段尾舱13的外壁周向均布有多个作为径向分离装置的径向弹射器15，靶标段舵机舱14尾部安装有作为轴向分离装置的轴向弹射器16。

如图3所示，靶标段1主要通过径向弹射器15与轴向弹射器16实现分离，弹射器能够承受不小于2000kg的轴向连接力及不小于120N*m的连接力矩(轴向破坏载荷70kN)，弹射质量为400kg，弹射速度不小于2m/s，不同步时间小于20mm，在接到5A至10A点火信号后，点火器在50ms内可靠引爆。

如图4所示，加强筋22的前端通过凸起与靶标段1的战斗部7对应的凹槽部分配合，并通过导力杆21与靶标段1上安装的径向弹射器15连接；靶标段1的尾端穿过连接框26轴心位置的圆孔，并通过螺钉将安装在靶标段1尾端的轴向弹射器16与连接框26相连接；将连接框26安装在助推发动机3上，以实现靶标段1和助推发动机的连接。

具体工作流程：

靶弹操作使用流程主要包括：任务规划、发射准备、发射、供靶飞行效果评估等阶段。

任务规划阶段：根据试验供靶任务需求，通过靶弹任务规划系统进行弹道参数、发射参数、靶弹安全布局等参数进行规划，并将规划完成的任务参数装订至靶弹中；

发射准备：按照发射任务发射及测控测量过进入发射阵地，靶弹完成快速状态检测，完成对准操作；

发射：执行靶弹发射保险解除，执行发动机点火并完成发射操作；

供靶飞行：靶弹按照事先规划的弹道执行供靶飞行，飞行期间遥测系统实时将靶弹飞行状态下传至测控站，由遥测监控系统实时监测靶弹飞行状态；

供靶分离：飞到预定高度，控制系统发出指令，分离舱段内装置启动，分离舱弹与固体火箭发动机一起分离，精确制导炸弹靶标段进入预定轨道继续飞行。

防空导弹命中仿精确制导炸弹靶标段后，撞击测量信息系统实时将靶弹毁伤效果数据下传至测控监控台进行初步的毁伤评估；

效果评估：根据靶弹遥测飞行数据及撞击测量信息数据，对靶弹的供靶精度，防空武器对靶弹的毁伤效果进行综合评定。

当精确制导炸弹为其他型号炸弹时，靶弹在设计上需要作如下的修改：

分离舱会根据仿弹外形进行适当修改；

固体火箭发动机总冲会根据仿弹大小进行自适应增减。

本发明使在无需协调任何载机及空域的情况下，为防空武器装备提供供靶，使靶弹具有了根据不同任务需求搭载不同仿弹的能力，同时加装了毁伤效能评估系统，满足了新型防空武器系统试训需要。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，其特征在于，包括：靶标段(1)、分离舱(2)、固体火箭发动机(3)、助推段尾翼(4)、助推段舵机舱(5)；

靶标段(1)用于模拟精确制导炸弹的靶标部分，具有与所模拟的精确制导炸弹一致的气动外形；

靶标段(1)和固体火箭发动机(3)之间通过分离舱(2)连接，助推段舵机舱(5)固定连接固体火箭发动机(3)的尾部；

固体火箭发动机(3)的舱体表面安装固定有周向均布的助推段尾翼(4)；

在飞行到既定高度时，分离舱(2)用于使靶标段(1)和固体火箭发动机(3)之间分离。

2.根据权利要求1所述的一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，其特征在于，所述靶标段(1)包括：靶标段头锥(6)、战斗部舱(7)、毁伤效能快速评估系统(8)、控制装置(9)、遥测设备(10)、热电池(11)、靶标段翼片(12)、靶标段尾舱(13)和靶标段舵机舱(14)；

靶标段头锥(6)、战斗部舱(7)、靶标段尾舱(13)和靶标段舵机舱(14)依次连接；战斗部(7)舱体上设置有毁伤效能快速评估系统(8)；

战斗部舱(7)外壁周向均布有多个靶标段翼片(12)；

控制装置(9)、遥测设备(10)和热电池(11)均安装于战斗部(7)舱内；

在靶标段(1)飞行到拦截段时，被试武器打中靶标段(1)，被试武器战斗部碎片撞击靶弹战斗部(7)，此时毁伤效能快速评估系统(8)开启毁伤信息采集工作，采集数据通过遥测设备(10)传输给地面。

3.根据权利要求2所述的一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，其特征在于，所述分离舱(2)包括：导力杆(21)、加强筋(22)、蒙皮(23)、固定块(24)、转轴(25)和连接框(26)；

连接框(26)为圆形板件结构，连接框(26)的底面固定连接固体火箭发动机(3)的头部，连接框(26)的顶面通过轴向分离装置连接靶标段(1)的尾部；

连接框(26)的边缘周向均布有多个转轴(25)，每个转轴(25)分别连接有一个加强筋(22)，每个加强筋(22)分别固定连接蒙皮(23)；加强筋(22)能够绕转轴(25)相对连接框(26)旋转，连接框(26)上固定连接有多个周向均布的固定块(24)，所述固定块(24)用于在加强筋(22)旋转展开到位后固定加强筋(22)与连接框(26)之间的旋转角度；

蒙皮(23)通过导力杆(21)连接靶标段(1)外壁上的径向分离装置。

4.根据权利要求3所述的一种毁伤效能快速评估的精确制导炸弹靶弹，其特征在于，所述靶标段(1)还包括：径向弹射器(15)和轴向弹射器(16)；

靶标段尾舱(13)的外壁周向均布有多个作为径向分离装置的径向弹射器(15)；

靶标段舵机舱(14)尾部安装有作为轴向分离装置的轴向弹射器(16)。

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