现代火炮系统测试技术

1.火炮系统式样内容：火炮系统定型试验，一般分为基地定型试验（主要为技术试验和环境试验）和部队使用试验（寒区部队使用试验和热区部队使用试验）两个阶段进行。

2.火炮系统射击参数测试任务及内容：任务就是选用或研制合适的传感器，配用满足要求的放大器和记录仪器，通过对火炮系统设计现象的测试，给出完整精确的参数数据和曲线。

内容：1）内弹道参数测试2）反后坐装置参数测试3）结构参数测试3.直接测量：被测量直接与标准量进行比较，或者用预先标定好的测量仪器或测量设备进行测量，不需要对所获取数值进行运算而直接得到被测量值大小的方法。

例如，用直尺测量长度，用水银温度计测温，用万用表测电压电流电阻值等。

4.间接测量：被测量的数值不能直接由测量设备获得，而是通过直接测量其他物理量，而后根据一定的函数关系计算出被测物理量大小的测量方法。

例如，弹丸飞行速度的测量，通常是测量弹丸飞行过某段距离x的时间t，利用公式v=x/t计算出弹丸飞行过x距离的平均速度v的大小。

5.火炮系统的特点：高温高压高速瞬时性6.火炮系统测试的特点：1）测试工作条件差2）瞬时动态测试3）要求同步测试1 .火炮测试就是测量火炮在使用过程中各物理量和参数的变化情况。

通常利用测量装置或仪器，把变化的物理量转换成相应的信号，使之便于测量、分析和处理。

2.信号分类：1）有用信号和无用信号2）连续信号和离散信号3）确定性信号和随机信号3.信号分析就是采用各种物理或数学的方法从信号中提取有用信息的过程。

4.一般非电量测试系统组成：被测对象、试验装置、传感器、中间变换电路、信号分析仪器、显示记录仪器和标定装置等。

5.测试系统的特性在被测物理量不变或变化极慢的情况下，可以定义一组与运动微分方程无关的参数来描述测试系统的特性，这组参数称为静态参数。

静态参数表征测试系统的静态特性。

在被测物理量快速变化的情况下，就必须用测试系统的运动微分方程来描述其输入与输出间的动态关系，基于这种动态关系上的特性参数，称为动态参数。

动态参数表征测试系统的动态特性。

第三章1.时域分析：直接观测或记录的信号一般是以时间作为自变量的信号表达，称为信号的时域描述。

目的：在以时间为自变量的坐标平面内求信号的特征参数及信号波形在不同时刻的相似性和关联性。

2.频域分析：描述信号的自变量若是频率，则称其为信号的频域描述，有频谱函数、频谱密度函数、功率谱函数、频率响应函数等表达方式。

在频域内求取信号的特征参数以掌握信号性质的过程就是频域分析，也称频谱分析。

目的：把复杂的时间信号，经傅里叶变换获得信号的频率构成各谐波幅值和相位信息。

通过频谱分析，一是可以了解到被测信号的频率构成，选择与其相适应的测试仪器或系统；二是可以从频率的角度了解和分析测试信号，获得测试信号所包含的更丰富的信息，更好的反映被测物理量的特征。

3.信号滤波：滤波器是一种选频装置，可使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。

在测试中利用滤波器的这种选频作用，可滤除干扰噪声或进行频谱分析。

第四章1.信号的传输形势：1)有线传输：这是应用最普遍的形式。

2)无线传输：调制信号以电磁波的形式发射与接收。

3)光传输：是在发送方和接收方之间以光信号形态进行传输的技术。

4)基带传输：传输信号所占有的频带称为基本频带，简称基带，把输入的信号按原有的频带予以传输的方式称为基带式传输。

可分为直接式电压传输、电流传输和平衡式传输。

5)直接式电压传输6)平衡式传输2.噪声：测量中来自测量系统内部和外部、影响测量装置或传输环节正常工作和测试结果的各种因素的总和，称为噪声。

3.噪声耦合：噪声信号进入接收电路或测量装置内的途径，称为噪声的耦合方式。

主要有：静电电容耦合、电磁耦合、共阻抗耦合及漏电流耦合等。

4.测试系统的抗干扰技术:屏蔽技术、接地技术、浮置技术、平衡电路、滤波器、光电耦合器。

屏蔽技术包括：静电屏蔽、电磁屏蔽、低频磁屏蔽、驱动屏蔽。

5.电阻应变仪：电阻应变仪主要是由测试电路和放大器等组成。

测试电路将应变片的的电阻变化转换为电压或电流的变化，然后通过放大器将此微弱的电压或电流信号加以放大，以便于指示或记录。

1.火炮应力测试的目的：①摸清被测零部件在射击状态下的实际受力状况，以便对其实际安全系数做出正确的评价；②对某些难以进行理论计算的零部件，力图通过实际测试，取得第一手资料，为改进设计提供科学的依据。

2.应力测试的方法：①涂漆法：在被测零件的表面，图上一层特殊的脆性漆，受力变形后，根据漆层裂纹分布情况，可以决定主应力的方向和最大应力区域，并可近似的测定出主应力的大小。

（定性）②光测法：把特殊材料制成的模型，再经受力、冻结、切片后，放在偏振光场下，进行透射研究，应用物理光学的原理，可以直接测得受力模型各点主应力差和主应力方向，并且能计算出各点的主应力数值。

（定量）③电测法：是利用电学测试仪器，来测定非电量的应力值，即利用电参量的变化，来进行应力的测试。

（非电量的电测方法）3.应力测试系统的组成：应变量应力标定机应变片电阻应变仪记录仪5.粘贴应变片前，应仔细处理被测零件测试点的表面。

步骤：清理零件的表面、清洗、打磨、焊片、清洗、画粘贴应变片的定位线。

对粘接剂的要求：1.较高的粘接强度2.有一定的韧性3.干燥或固化的程序要简单4.粘接层由于干燥或固化引起的收缩率尽量小 5.固化后吸潮性要小，电气绝缘性、耐化学腐蚀性能要好，化学性能稳定 6.操作方便7.对应变片的基片和电阻丝材料不起腐蚀作用4.温度补偿：在一般情况下，实验环境的温度总是变化的，即温度变化总是伴随着载荷一起作用到应变片和试件上去，消除由温度变化引起的虚假应变或对它进行修正以求出仅有载荷作用引起的真实应变的方法，称作温度补偿。

5.应力测试设备标定方法：①直接标定法：通常采用应力标定机，作用是产生标准应力信号以便与测试信号作比较，求得被测试的应力值。

②外标定装置：是专用标定设备，可在应变仪粘贴处进行标定而避免长导线电阻的影响，但不常用。

③应变仪的内标定装置：是指设置在电阻应变仪内部的标定装置。

6.应力的数据处理：（P112）单向应力的计算步骤：1根据应力标定曲线计算各点的应力系数2应力换算3量取曲线高度4计算各被测点的单向应力值5正负应力的判别6计算结果的修正平面应力的计算步骤：1原始数据的取法2标定曲线的处理方法与单向应力计算相同3应力换算4计算主应力和方向角5验算6综合分析第七章1.火炮压力测试方法：机械测压法、应变测压法、压电测压法、压阻测压法、电容测压法、电感测压法。

2.应变式测压法：是利用应变式压力传感器将压力信号转变成应变信号，再通过应变仪将其转换成电信号并放大输出给记录仪器记录。

应变式测压法适合于在压力作用时间较长的条件下使用。

3.压电式测压法：压电效应4.测试火药气体压力的意义：最大压力或压力曲线是设计火炮各部分机构及弹丸强度的主要依据，是评价引信动作的正确性和膛内安全性的指标之一，也是判断火炮寿命的主要依据。

最大压力是评定火炮、火药装药、弹丸和引信等的弹道性能好坏的重要指标。

5.测试方法：铜柱（铜球）测压法，压电式、压阻式测压法和放入式电子测压法等。

6.最大膛压的测量----铜柱测压法P132第八章1.所谓初速，就是指弹头脱离炮口瞬间的运动速度，并不是弹丸脱离炮口瞬间的实际飞行速度，而是在假设弹丸脱离炮口后仅受空气阻力和重力作用的条件下，由后效区外某弹道段上的实际飞行速度外推到炮口，弹丸应具有的理想速度。

2.速度测试的意义：弹丸速度是衡量武器性能的几本参数，也是为射表编制和内弹道研究必须提供的依据。

3.初速测试的基本原理：①区截测速法：测量弹丸飞过一段已知距离的时间，用距离除以时间求得已知距离的平均速度。

②多普勒雷达测速4.多普勒雷达原理：当雷达发射一固有频率的脉冲波，对空中目标进行扫描，如果遇到活动目标，回波频率与固有频率出现频差，就可以测出目标相对于雷达径向相对运动速度，根据发射脉冲的接受时间差可以测出目标距离。

5.接触式区截装置：铜式网靶非接触区截装置线圈靶6.多普勒雷达第十章1.膛口装置又称炮口装置，是安装在炮口部利用后效期火药气体能量，对火炮产生一定作用的各种能量转换装置或测试装置的总称。

炮口制退器，炮口消焰器。

2.膛口装置效率测试目的：①通过现场射击试验，测试出炮口制退器的实际效率值，以检验其是否符合战术技术要求。

②为选择合理结构或改进设计提供依据。

3.自由后坐台法：将带炮栓、炮尾及发射装置的炮身安装在自由后坐台的滑车上，分别在装有炮口制退器和不装炮口制退器的状态下，利用全装药对火炮进行射击，同时测量自由后坐部分的最大后坐速度，根据所测两种最大后坐速度和后坐体质量即可换算出炮口制退器的效率4.实验器材：炮身、炮弹、全装药、滑车、滑道、液压制动器等。

第十二章1.火炮温度测试的意义：温度对身管的影响：①温度升高，金属表面软化，抗冲击性能下降；②加速了磨损和气体的冲刷作用；③射击精度降低；温度对反后坐装置的影响：①反后坐装置的液体温度升高，液体特性发生变化，影响反后坐装置的工作；②损坏反后坐装置的紧塞器具；③反后坐装置的液体温度升高，影响射速炮膛内壁温度的测量和火药燃气温度的测量对内弹道学理论有重要意义，通过对部分损失的热能进行精确测量，将使内弹道方程中的能量方程更符合实际情况，有助于内弹道的研究和计算。

2.火炮温度测试的目的：①炮管内外表面温度的测试、制退液温度的测试，为控制火炮身管和制退液升温上限，不使其超过允许的极限数值；②炮管内外表面温度的测试为编拟炮兵发射速度表提供依据。

3.热电式温度计：热电式温度计应用最多的是热电偶。

热电偶特点：测温范围宽、测量精度高、性能稳定、结构简单、动态响应好、输出为电信号，可以远传、便于集中检测和自动控制。

热电偶的测温原理：热点效应，将两种不同导体A和B连成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势。

4.火炮温度测试：身管内壁温度测量、身管外壁温度测量、膛内火药燃气温度测量、反后坐装置液体温度测量。

第十六章1.静态测试：静态测试是火炮测试的一个重要组成部分，一般分为总装测试和分解测试。

2.静态测试目的：①测量火炮构造诸元、质量诸元及使用诸元，确定其是否满足战术技术指标和技术文件要求；②测量检查火炮主要零部件尺寸、材料机械性能和各种疵病，确定在射击和牵引试验过程中所测的各种表征量随射弹数的变化量、零部件的磨损和永久变形量等，以考核其强度是否满足使用要求；③鉴定被试火炮分解结合的方便性及配炮工具的适用性；④测定击发机空击发寿命和射击使用寿命等。

3.总装测试内容4.身管内外径测试目的：为了检查生产质量和在射击过程中的磨损、烧蚀变化情况。

方法：沿炮膛轴线方向以炮口十字线为起点，在身管外表面画四条线，并在直线上以不同的间隔确定测量点，在最大膛压部要间隔小一点，在其他部位要间隔大一点，每点测量平均值作为正式数据。