炮射气球滞空平台空中快速充气技术研究_王厚莲

提供保证 。
5 小结
文中对弹药滞空系统的原理 、组成进行了分 析 , 对气球悬浮技术的快速充气结构进行了深入 研究设计 , 经过计算分析论证快速充气控制的可 行性 , 为弹载滞空平台的实际应用提供技术基础 。
参考文献 :
[ 1] 钱 立 志. 特种 弹 技术[ M] . 北 京 :解 放 军出 版 社 , 2 00 3.
气球的悬浮时间长 、状态稳定 , 如果应用在 炮射悬浮弹上比降落伞滞空平台更能确保弹载
任务设备在空中稳定工作 , 发挥更大的效能 。但 是 , 由于气球体积较大 , 气球只能在抛射后进行
快速充气 , 快速充气存在技术难点主要表现在 : 1) 悬浮所需的气体量与有限的弹腔容积存在矛 盾 , 即气体需要压缩装载 ;2)抛射存速较大 , 只有 进行快速充气才能保证在预定高度完成充气并达 到稳定状态 。 文中重点研究了快速充气技术 , 设 计了一种结构简单 、控制方便的快速充气方案 。
Байду номын сангаас
(上接第 215 页)
器及时工作 。即确保充气的可靠性 、安全性 。为
此 , 设计一控制电 路对压力 阀及切割 器准确控
制。
气球绳 :在此结构气球绳受到的过载拉力较
小 , 要求相对较低 , 应用新型材料 , 球绳的体积在
整个充气结构中可忽略 。
切割器 :其作用是切断充气管 。
为了减轻系统的质量 , 减小气球的体积及气
良好的防潮抗老化性能 , 适应长期储存[ 2] 。
考虑氦气独特的渗透性 , 防止氦渗透的最好
材料为氟橡胶 , 故在气球的内表面涂覆一层薄的
氟橡胶 。气球需用专用设备来折叠卷缩成圆筒
状 , 外用支撑瓦保护装入弹体 。
3. 2 高压容器
高压容器的作用是盛放氦气体 , 因为炮射的
高过载 、有限空间特点 , 其设计要考虑两个因素 :
量的要求 。
4 快速充气控制
4. 1 快速充气控制 结合抛射后气球充气和抛射瞬间的存速较
大的特点 , 要保证任务设备能按预定的高度 、空 域范围完成作战任务 , 快速充气控制十分重要 。
具体的快速充气控制过程 :任务系统及充气 系统被抛出弹体的瞬间 , 压力阀在控制电路的作 用下打开阀门 , 高压气体迅速对气球进行快速充 气 , 同时充气管内壁的压力传感器发出信号 , 延 时控制器工作 , 几秒后气球充满 , 单向阀关闭 , 同 时在延时控制电路的作用下 , 切割器通电 , 炸药 爆炸 , 切断充气管 , 抛掉压力罐 , 充气完成 。 任务 设备在充满气体的气球浮力作用下悬挂于空中 。 充气过程见图 3 。
DO I 牶牨牥牣牨牭牳牴牪牤j牣cnki牣djzdxb牣牪牥牥牱牣牥牬牣牥牭牨 21 4
弹 箭与 制 导学 报
2007 年
炮射气球滞空平台空中快速充气技术研究*
王厚莲 , 朱平安 , 陶声祥
(解放军炮兵学院信息化弹药研究所 , 合肥 230031) 摘 要 :气球空中悬浮时间长 、状态稳定 , 比降落伞悬 浮具备更多 优点 。 在炮射 悬浮弹的应 用上 , 在有限 的弹 腔容积和较高的抛射存速条件下 , 气球悬浮却很难实现 , 其关键是要求气球必须在抛射后空中快速充满气 、达 到稳定状态 。 在此设计了一种结构简单 、控制方便的快速 充气方案 , 经过验证分析 , 完全符合战场炮射条件下 的特殊要求 。 关键词 :滞空平台 ;气球悬浮 ;快速充气 中图分类号 :TJ413. 7 文献标志码 :A
[ 2] 蔡国华. 超高空系缆气球的空气动力特性试验研究 [ J] . 上海航天 , 2001, 18(3) :22 - 25.
[ 3] 王 毅 , 倪国 强 , 李勇 量. 基 于 T M S320C6X 的 双波 段图 像高 速 融 合 系 统[ J] . 中 国 图 像 图 形 学 报 , 2002, 7(10) :1038 - 1042.
[ 4] 杨朋林 , 张晓飞. F PG A 控制 实现 图像系 统视 频图 像采集[ J] . 计算机 测量与 控制 , 2003 , 11(6) :451 - 454.
图 4 压力射流 示意图
p ρ
+
u21 2
=
pa ρ
+u222
由于 u21
u22 , 略去 u21 /2 后可得 :u2 =
2(p - pa ) ρ
用小孔平均流速 u 代替u2 , 并引入校正系数 C0 , 得 :
u = C0
2(p - pa) ρ
由于压强能与动能的相互转换加快了气体 的流速 , 通过相关参数计算得到 800L 氦气体从 容器流进气球平衡的时间为 5s 。能够保证系统 快速充气的实现 , 为整个抛射 、充气 、悬浮的实现
气球是滞空平台中的主体部件 , 任务设备就
是利用气球来滞空的 。根据设计要求 , 经过对气
体性质的综合分析选择氦气作为充气体 ;由于弹
体内腔装填容积有限 , 对于气球的材料 , 在保证干
扰系统能悬浮于空中的情况下要求 :气密性好 、强
度高 、重量轻 、体积小等 , 在可供选择 的材料中 ,
T PU 薄膜是最好的选择 , 装入弹腔密封后其具有
图 3 滞空结构充气过程框图
控制组件 :包括压力阀 、气球的关闭阀 、抛弃 容器的切割器 、系留绳 、充气管以及控制阀门和 切割器的控制电路 。
阀门 :有压力阀和关闭阀 。 关闭阀是在充气 过程及完成后 , 能及时的关闭气球 , 以防泄漏 。
控制电路 :其功能是 :① 使二次抛射后的瞬 间压力阀快速可靠的打开 ;② 保证充气完后切割
(下转第 221 页)
第 27 卷第 4 期
实时视频处理系统中乒乓缓存的设计 康艳霞等
2 21
图 5 S RA M 突发写时序
发长度 /操作所需时钟数 整页读写的速度计算为 : F =108(M H z)×8(by tes)×256 / (256 +3
(t RCD) +2(tW R) +2(sy stem delay) ) ≈841 MB /s
1)能释放满足气球充满气体要求 ;2)要满足弹载
有限空间抗高过载要求 。
要保证气球及弹载任务设备能滞空 , 气球要
保证足够大 , 因为 气体是在 子母弹抛 射后充气
的 , 设计的高压容器要保证压缩的气体释放后能
充满气球 , 利 用气 球的 力学 平 衡方 程 , 经 过对
152m m 干扰弹弹载具体计算 , 完 全可满足气体
由于气体在火炮发射瞬间要承受 10000g 以 上的加速度 , 这对高压容器提出了较高的要求 ,
根据弹载尺寸 , 氦气容器设计过程需要考虑 :1) 安全系数 :按爆破失效准则选为 nb >3 ;2)结构 、 材料 :选用高强度的合金钢 , 结构可按爆破失效
准则的壁厚计算公式作为选择依据 。
δ=R i
炮射气球滞空平台空中快速充气技术研究 王厚莲等
2 15
图 1 弹药 滞空系统原理图
3 空中充气关键结构
弹载气球悬浮是在空中进行充气的 , 所以气 球悬浮的关键是充气结构 , 它包括 :气球 、压力容 器 、系留绳及控制器件(压力阀 、关闭阀 、控制电 路 、切割器 、系留绳)等 , 如图 2 所示 。
5 结论
实时视频处理系统中 , 乒乓缓存结构是协调 视频数据传输和高速 DSP 数据处理速度的必要
环节 。文中比较了 F IF O 、双口 RAM 、乒乓缓存 结构三种数据缓冲电路的异同 , 阐述了乒乓缓冲 存储器的结构和原理 , 并具体设计了一种可用于 高速 DSP 图像处 理系统的乒乓缓冲控制器 , 它 对于协调系统的传输和处理过程 , 提高系统图像 处理系统的工作效率具有重要作用 。
* 收稿日期 :2006 - 09 - 18; 修回日期 :2006 - 12 - 18 基金项目 :新世纪优秀人才支持计划(N CET - 05 - 0910)资助 作者简介 :王厚莲(1973 - ), 女 , 安徽舒城 人 , 工程师 , 硕士 , 研究方向 :信息化弹药应用 。
第 27 卷第 4 期
参考文献 :
[ 1] 唐跃平 , 韩存兵 , 李咏强. 双 口 RAM 与 FIF O 芯片 在数据处理 系统中 应用 的比较[ J] . 微机 与应 用 , 2000,(9) :27 - 28.
[ 2] 刘书明 , 罗军辉. 双 口 RA M 在 DSP 系统中的 应用 [ J] . 国外电子元器件 , 2002,(11):64 - 66.
球本身在弹体内所占的容积 , 充气完成后须将除
气球外的其它充气组件抛掉 , 从而完成任务设备
的悬浮滞空 。
4. 2 快速充气验证 容器中 盛以高压 氦气 ,
如图 4 所示 , 管道或容器中氦
气的压强为 p , 其值大于外界
大气压 pa , 氦气自壁面小孔
流出 。设圆 管或容 器内 的氦
气不 断 得到 补 充 , p 保持 不 变 。取 1 - 1 和 2 - 2 截面 , 应 用伯努利方程可得 :
1 引言
目前 , 信息化弹药中悬浮式侦察弹 、干扰弹 等其以侦察视野开阔 、干扰区域大﹑可全天候实 施的诸多优点得以广泛研究应用 , 滞空平台一般 采用降落伞 , 降落伞是利用空气阻力 , 依靠相对 于空气的运动 , 将伞衣充气展开的空中稳定可展 式气动力减速器 , 受到风速阻力系数等多种复杂 因素的影响 , 因此将降落伞作为滞空(悬浮)平台 在现代战场上也暴露出空中悬浮时间短 、工作不 稳定等缺点 , 限制了弹载任务设备在空中持续稳 定工作效能的发挥 。
exp
0. 866nb p d φσs(2 - σs /σ)
-
1
(1)
单层超高压容器受内压的危险表面在容器
内壁处 , 按最大剪应力理论计算得内壁最大合成
应力为[ 4] :