CN210864414U - 一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于悬浮式诱饵弹测试器械技术领域，公开了一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，高压气罐通过气管与气泵连接，气泵通过气管与被测悬浮式诱饵弹连接；悬浮式诱饵弹套接有套环，悬浮式诱饵弹固定在万向支撑球上，万向支撑球固定在固定支架上；被测悬浮式诱饵弹下端固定有舵机舵片。本实用新型通过设置有套环，用以在实验室内限制悬浮诱饵弹的飞行高度，通过万向支撑球模拟诱饵弹在真实外场中的飞行过程和姿态变化；利用高压气罐和气泵模拟诱饵弹推力矢量发动机在飞行过程中所喷发出的高压气流；从而能够对悬浮控制系统的工作性能和技术指标进行高逼真度的考核验证。

Description

一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置

技术领域

本实用新型属于悬浮式诱饵弹测试器械技术领域，尤其涉及一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

某舰载悬浮式诱饵弹是一种舷外有源运动诱饵，可在高海情下全方位、长时间干扰应对反舰导弹，能够有效提高舰船的自卫防御能力。该诱饵弹工作过程为：诱饵弹发射后，利用推力矢量发动机的推力平衡弹体重力，同时利用推力矢量系统实现弹体悬浮稳定和控制；在此过程中，弹上悬浮控制系统可以根据弹上电子对抗系统的要求，实现弹体姿态和位置的调整；诱饵弹电子对抗系统接收来袭反舰导弹雷达导引头信号，实施主动干扰，诱骗反舰导弹偏离舰艇。

悬浮式诱饵弹由于其低速及垂直悬浮稳定的特殊要求，与导弹飞行控制有很大区别，弹体的动态响应、控制机理和性能要求完全不同。弹体设计完成后，常规的试验方法难以对弹体性能进行验证，而需要通过开展悬浮控制模拟试验来验证弹体及悬浮控制系统的控制性能。而采用传统的外场飞行试验试验难度大、风险高、成本高。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有测试系统无法对此类新型弹药进行考核验证；同时采用传统的外场飞行试验试验难度大、风险高、成本高。

解决上述技术问题的难度在于：

悬浮式诱饵弹技术含量高，系统构成复杂，控制部件多，概念新，实现难度大。

解决上述技术问题的意义在于：

在实验室内构建高逼真度的内场试验验证环境，是开展悬浮式诱饵弹研制工作最为有效的试验验证手段。悬浮控制系统试验验证系统以悬浮式诱饵弹上的悬浮控制系统为被测对象，为诱饵弹悬浮控制性能指标的考核验证提供试验验证环境，为诱饵弹武器系统顶层优化设计和总体优化设计提供依据。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，利用约束装置限制悬浮式诱饵弹的飞行高度，能够让弹体在实验室内按照实际飞行态下的运动规律自由转动，模拟诱饵弹在真实外场中的飞行过程和姿态变化，验证弹体及悬浮控制系统的控制性能。

本实用新型是这样实现的，一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置设置有：

高压气罐；

高压气罐通过气管与气泵连接，气泵通过气管与被测悬浮式诱饵弹连接；

悬浮式诱饵弹套接有套环，悬浮式诱饵弹固定在万向支撑球上，万向支撑球固定在一个固定支架上；

被测悬浮式诱饵弹下端固定有舵机舵片。

通过设置有套环，用以在实验室内限制悬浮诱饵弹的飞行高度，通过姿态运动模拟装置(万向支撑球)模拟诱饵弹在真实外场中的飞行过程和姿态变化；利用高压气源(高压气罐和气泵)模拟诱饵弹推力矢量发动机在飞行过程中所喷发出的高压气流；从而能够对悬浮控制系统的工作性能和技术指标进行高逼真度的考核验证。

进一步，所述被测悬浮式诱饵弹内部固定有传感器及测控装置。

通过设置有传感器及测控装置，能够敏感被测诱饵弹的姿态运动，并可以通过通讯线缆将姿态信息传送出来。

进一步，所述被测悬浮式诱饵弹内部设置有悬浮控制系统和舵机，悬浮控制系统和舵机分别通过通讯线缆与仿真计算机、传感器及测控装置连接。

通过设置有仿真计算机，用于实时采集被测部件数据，运行诱饵弹动力学/ 运动学模型、控制部件模型，实时解算诱饵弹六自由度飞行弹道，控制各种仿真设备运行。

进一步，所述被测悬浮式诱饵弹内部形成高压气流。通过在被测悬浮式诱饵弹内部形成高压气流，用于驱动舵机舵片进行运动。

进一步，所述传感器及测控装置由角度传感器和其信号调理及采集处理器构成。

进一步，所述悬浮控制系统包括：主控制器、电源模块、单片机、舵机处理器、指示灯电路、舵机、齿轮组、执行机构；

单片机与主控制器、电源模块、舵机处理器、指示灯电路连接；舵机处理器与舵机连接，舵机与齿轮组连接，齿轮组与执行机构连接，执行结构与舵机处理器连接。

综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：

本实用新型模拟诱饵弹在真实外场中的飞行过程和姿态变化，验证弹体及悬浮控制系统的控制性能和技术指标，解决了现有测试系统无法对此类新型弹药进行考核验证的难题。同时本实用新型设计简单、有效、实用，具有很好的推广应用空间。

表1技术效果对比

本实用新型在某舰载悬浮式诱饵弹地面测试试验中获得了良好地应用效果，为诱饵弹弹体及悬浮控制系统控制性能指标的考核验证发挥了重要作用。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置工作原理示意图；

图3是本实用新型实施例提供的悬浮控制系统的结构示意图；

图中：1、高压气罐；2、气泵；3、套环；4、固定支架；5、万向支撑球； 6、传感器及测控装置；7、舵机舵片；8、高压气流；9、被测悬浮式诱饵弹。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，下面结合附图1～图3对本实用新型作详细的描述。

该装置设置有高压气罐1，高压气罐1通过气管与气泵2连接，气泵2通过气管与被测悬浮式诱饵弹9连接。

悬浮式诱饵弹9套接有套环3，悬浮式诱饵弹9固定在万向支撑球5上，万向支撑球5固定在固定支架4上。

被测悬浮式诱饵弹9内部固定有传感器及测控装置6，被测悬浮式诱饵弹9 下端固定有舵机舵片7。

作为优选，被测悬浮式诱饵弹9内部设置有悬浮控制系统和舵机，悬浮控制系统和舵机分别通过通讯线缆与仿真计算机7、传感器及测控装置6连接。

作为优选，被测悬浮式诱饵弹9内部形成高压气流8。传感器及测控装置6 是由角度传感器和其信号调理及采集处理器构成的，角度传感器选用深圳恩索科技有限公司生产的ES-AM34-V型角度传感器，灵敏度达100MV/g。舵机位于弹体的中下部。悬浮控制系统包括：主控制器、电源模块、单片机、舵机处理器、指示灯电路、舵机、齿轮组、执行机构；单片机与主控制器、电源模块、舵机处理器、指示灯电路连接；舵机处理器与舵机连接，舵机与齿轮组连接，齿轮组与执行机构连接，执行结构与舵机处理器连接。其中，主控制器选用北京恒奥德仪器仪表有限公司的产品，型号为KTC101-Z；单片机选用意法半导体公司的STM32系列产品，型号为STM32WB；舵机处理器选用Arduino公司的 mega2560de系列产品，型号为DS3115MG。

本实用新型的工作原理为：

试验开始前，将高压气罐1和气泵2通过气管进行连接，万向支撑球5安装在固定支架4上；然后，将被测悬浮式诱饵弹9用套环3紧固后固定在万向支撑球5上，而被测悬浮控制系统和舵机安装在被测悬浮式诱饵弹9弹体内；参照图2，使用通讯线缆将被测部件(悬浮控制系统、舵机)与试验设备(仿真计算机7、传感器及测控装置6)相连接。至此，所有连接安装工作结束，按照被测悬浮式诱饵弹9的初始发射角度调整好悬浮式诱饵弹的初始姿态角度；此时试验系统已搭建完成，给被测悬浮控制系统、舵机上电，等待击发信号。

试验开始后：收到击发信号后，仿真计算机7实时解算诱饵弹的飞行弹道，同时生成气泵控制信号；高压气罐1向气泵2供气；气泵2接收仿真计算机7 给出的控制信号，并根据控制信号的大小打开气阀将高压气流压入被测悬浮式诱饵弹9之内，利用高压气流8来模拟推力矢量发动机的燃气流；舵机舵片7 在高压气流8的作用下发生偏转，弹体在舵机舵片7的作用下姿态角度按照其应达到的角度在万向支撑球5上进行运动；传感器及测控装置6敏感被测诱饵弹弹体的姿态运动，并将该姿态信息传送给诱饵弹悬浮控制系统；悬浮控制系统根据传感器及测控装置6发送的当前弹体姿态信息进行解算，形成控制指令送舵机执行；仿真计算机7采集舵机反馈信号，形成控制力和控制力矩，控制诱饵弹飞行，完成闭环仿真。

下面结合试验对本实用新型的技术方案作进一步的描述。

在某型号舰载悬浮式诱饵弹悬浮控制性能验证试验中，参与试验的制导控制部件有悬浮控制系统、舵机，所使用的试验设备有高压气罐、气泵、套环、固定支架、万向支撑球、传感器及测控装置、仿真计算机。试验具体实施步骤如下：

试验开始前：

(1)将高压气罐和气泵通过气管进行连接。

(2)将万向支撑球安装在固定支架上。

(3)将被测悬浮式诱饵弹用套环紧固后固定在万向支撑球上，而被测悬浮控制系统和舵机安装在诱饵弹弹体内。

(4)参照图2，使用通讯线缆将被测部件(悬浮控制系统、舵机)与试验设备(仿真计算机、传感器及测控装置)相连接。

(5)至此，所有连接安装工作结束，按照被测悬浮式诱饵弹的初始发射角度调整好悬浮式诱饵弹的初始姿态角度。

(6)此时试验系统已搭建完成，给被测悬浮控制系统、舵机上电，等待击发信号。

试验开始后：

收到击发信号后，仿真计算机实时解算诱饵弹的飞行弹道，同时生成气泵控制信号；高压气罐向气泵供气；气泵接收仿真计算机给出的控制信号，并根据控制信号的大小打开气阀将高压气流压入诱饵弹弹体之内，利用高压气流来模拟推力矢量发动机的燃气流；舵机舵片在高压气流的作用下发生偏转，弹体在舵机舵片的作用下姿态角度按照其应达到的角度在万向支撑球上进行运动；传感器及测控装置敏感被测诱饵弹弹体的姿态运动，并将该姿态信息传送给诱饵弹悬浮控制系统；悬浮控制系统根据传感器及测控装置发送的当前弹体姿态信息进行解算，形成控制指令送舵机执行；仿真计算机采集舵机反馈信号，形成控制力和控制力矩，控制诱饵弹飞行，完成闭环仿真。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，其特征在于，所述悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置设置有：

高压气罐；

高压气罐通过气管与气泵连接，气泵通过气管与被测悬浮式诱饵弹连接；

悬浮式诱饵弹套接有套环，悬浮式诱饵弹固定在万向支撑球上，万向支撑球固定在固定支架上；

被测悬浮式诱饵弹下端固定有舵机舵片。

2.如权利要求1所述的悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，其特征在于，所述被测悬浮式诱饵弹内部固定有传感器及测控装置。

3.如权利要求1所述的悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，其特征在于，所述被测悬浮式诱饵弹内部设置有悬浮控制系统和舵机，悬浮控制系统和舵机分别通过通讯线缆与仿真计算机、传感器及测控装置连接。

4.如权利要求1所述的悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，其特征在于，所述被测悬浮式诱饵弹内部形成高压气流。

5.如权利要求2所述的悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，其特征在于，所述传感器及测控装置由角度传感器和其信号调理及采集处理器构成。

6.如权利要求1所述的悬浮式诱饵弹悬浮控制系统测试验证装置，其特征在于，所述悬浮控制系统包括：主控制器、电源模块、单片机、舵机处理器、指示灯电路、舵机、齿轮组、执行机构；

单片机与主控制器、电源模块、舵机处理器、指示灯电路连接；舵机处理器与舵机连接，舵机与齿轮组连接，齿轮组与执行机构连接，执行结构与舵机处理器连接。

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