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基本信息
- 項目名稱：
- 溫箱內(nèi)紅外目標(biāo)運動模擬系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 紅外目標(biāo)運動模擬系統(tǒng)是在實驗室條件下復(fù)現(xiàn)導(dǎo)彈目標(biāo)的運動方式，捕捉目標(biāo)模擬干擾工作，測試其在不同軌跡、速度情況下導(dǎo)彈信號特征變化情況，從而監(jiān)測其控制系統(tǒng)或制導(dǎo)系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)的一套仿真系統(tǒng)。是為軍工產(chǎn)品的導(dǎo)彈信號探測研究提供一個模擬實驗系統(tǒng)，主要用于導(dǎo)引頭環(huán)境應(yīng)力篩選試驗、環(huán)境適應(yīng)性試驗、抗太陽背景干擾實驗、外場目標(biāo)背景特性采集試驗和抗干擾性能試驗等。
- 詳細(xì)介紹：
- 紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)采用等比縮放的導(dǎo)彈目標(biāo)模型，以一定速度來模擬導(dǎo)彈的運行軌跡，是地面測試和評價導(dǎo)彈信號特征變化的運動模擬的關(guān)鍵，是為軍工產(chǎn)品的導(dǎo)彈信號探測研究提供一個模擬實驗系統(tǒng)，其品質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真試驗的可靠性和可信性，因此，紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)的研究開發(fā)具有重要的經(jīng)濟和軍事價值。 紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)包括目標(biāo)模擬器、運動裝置、輔助夾具和控制系統(tǒng)4部分，實際上是一個高精度的多自由度的隨動系統(tǒng)。目標(biāo)模擬器由黑體和平行光管組成，其光源為開腔式結(jié)構(gòu)，輻射系數(shù)高達0.97±0.03，全波段輻射，具有定向輻射功能，能在50?600℃的寬溫度范圍的工作。平行光管采用反射式光學(xué)系統(tǒng)，鏡面鍍紅外高反射膜，窗口采用氟化鎂紅外玻璃，厚度為3mm，可確保與通過的光譜完全匹配，焦距為300mm，結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便、體積小、重量約為2.4Kg。在目標(biāo)源外殼設(shè)置有一個0.01Mpa的氣壓平衡閥，保持平行光管內(nèi)外壓力差不大于0.01Mpa，從而保證目標(biāo)模擬器的安全和像質(zhì)不受影響。 紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)的運動裝置是目標(biāo)運動仿真的關(guān)鍵設(shè)備，用來復(fù)現(xiàn)運動目標(biāo)的軌跡運動，測試其在不同軌跡、速度的情況下導(dǎo)彈信號特征變化情況。運動裝置的結(jié)構(gòu)形式采用直角坐標(biāo)式，結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用有限元法進行優(yōu)化，以伺服電機作為動力源，在電機與負(fù)載之間設(shè)計有背隙量0.05°（即3＇），減速比9高精度減速機構(gòu)，變直接驅(qū)動為間接形式，使得整個系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩提高9倍，負(fù)載與電機的慣量比降低了二個數(shù)量級。 在減速機構(gòu)的輸出軸上安裝有單軸轉(zhuǎn)臺，單軸轉(zhuǎn)臺的末端固定有電動角位臺和目標(biāo)模擬器，運動裝置通過伺服電機或電動角位臺帶動目標(biāo)模擬器在水平面和俯仰面上單獨運動或做復(fù)合運動，結(jié)合目標(biāo)模擬器產(chǎn)生的平行光，加上可以手動調(diào)節(jié)黑體上光闌孔的孔徑大小，因此，在導(dǎo)引頭視場里可以模擬出不同方向、不同速度、不同能量下的紅外目標(biāo)。其創(chuàng)新點在于通過機械運動的方法，使紅外目標(biāo)相對于導(dǎo)引頭作空間角度運動，從而實現(xiàn)導(dǎo)彈與目標(biāo)之間的互動仿真，使紅外線制導(dǎo)武器的尋的性能測試變得更加便捷高效，使目標(biāo)模擬器的結(jié)構(gòu)設(shè)計制造變得更加簡單，成本更低，可靠性更高，實用性更強。 紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)設(shè)計有獨特的輔助夾具，由支撐平臺、前后支架、調(diào)平支腳組成。支撐平臺上一端固定運動裝置，用圓柱銷定位，另一端上縱向開有2個定位導(dǎo)向槽，分別安裝前后支架，為框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過底部的定位滑塊與在支撐平臺上的導(dǎo)向槽配合定位，用螺栓固定在支撐平臺上，鋁合金材料，可滿足目標(biāo)仿真的磁場環(huán)境要求。調(diào)平支腳安在支撐平臺下面，為螺紋調(diào)整結(jié)構(gòu)，可用于支撐平臺的調(diào)平。 夾具的前支架支撐在制導(dǎo)艙前部，后支架利用艙段對接面和開槽定位制導(dǎo)艙，不利用彈上臍帶電纜插座處定位，可以實現(xiàn)制導(dǎo)艙軸向和周向的精確定位，嚴(yán)格滿足了紅外目標(biāo)與制導(dǎo)艙的相對位置測試需求，一次裝夾，就能夠保證彈軸與目標(biāo)模擬器的光軸同軸、運動裝置回轉(zhuǎn)軸線與位標(biāo)器回轉(zhuǎn)中心重合和彈體橫滾姿態(tài)正確，這樣省去了將紅外目標(biāo)與導(dǎo)彈對準(zhǔn)的費時操作，將以往分離的紅外目標(biāo)模擬系統(tǒng)和制導(dǎo)艙的定位夾緊裝置通過支撐平臺的作用合為整體，簡化了運動模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，縮短了仿真系統(tǒng)的研制周期，減小了紅外目標(biāo)尋的性能測試的調(diào)整時間，大大提高了檢測的效能。 另外，前后支架采用上下兩半圓環(huán)翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)固定氟塑料保護彈體，產(chǎn)品裝卸方便，固定快速可靠。前后支架均可在一定范圍內(nèi)沿導(dǎo)向槽縱向滑動，滿足了不同型號導(dǎo)引頭的尋的性能測試，使得運動模擬系統(tǒng)的適用范圍更廣了。這樣建成的運動模擬系統(tǒng)可以重復(fù)使用，具有通用性，既便于使用又便于維修，比實際試驗的成本低得多，可以達到安全、可靠、保密、應(yīng)用靈活和高效費比的目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研究目的： 為了代替大量的導(dǎo)彈實物試驗，以較少的費用和較高的執(zhí)行度進行重復(fù)試驗研究，有必要對導(dǎo)彈信號探測研究提供一個模擬仿真系統(tǒng)。 設(shè)計思路: 溫箱內(nèi)紅外目標(biāo)運動模擬系統(tǒng)是在實驗室條件下復(fù)現(xiàn)導(dǎo)彈目標(biāo)的運動方式，捕捉目標(biāo)模擬干擾工作，測試其追蹤信號時的變化情況，將經(jīng)典的全實物試驗轉(zhuǎn)化為實驗室預(yù)測研究的一套仿真系統(tǒng)。 技術(shù)創(chuàng)新: 1.開發(fā)了可變孔徑的多孔光闌盤，可以模擬出不同變化的紅外目標(biāo)。 2.開展了紅外目標(biāo)的幾何特征和運動特性研究。 3.對導(dǎo)引頭的定位特性和成像技術(shù)進行了研究。 主要技術(shù)指標(biāo)： a)運動范圍：±100o可調(diào)； b)達位精度：±0.1o； c)零位（高、低方向）±3°可調(diào)，可調(diào)最小間隔0.1°； d)運動速度：0.5（o）/s～100（o）/S可調(diào)； e)速度精度：當(dāng)目標(biāo)運動角速度≤30°/s時，要求角速度穩(wěn)定度≤0.1°/s； f)最大加速度：500（o）/s2； g)運動方式：達位、往復(fù)； h)尺寸小于800mm（長）×500mm（寬）×500mm（高）； i)輔助夾具重量：<5kg； j)夾具裝夾對象尺寸：直徑Ф160mm、長度<500mm； k)裝夾位置可調(diào)整； l)夾具與運動裝置機械連接，要求方便安裝和拆卸。
科學(xué)性、先進性
- 紅外目標(biāo)運動模擬系統(tǒng)采用等比縮放的導(dǎo)彈目標(biāo)模型，以一定速度來模擬導(dǎo)彈的運行軌跡，是地面測試和評價導(dǎo)彈信號特征變化的運動模擬的關(guān)鍵，是為軍工產(chǎn)品的導(dǎo)彈信號探測研究提供一個模擬實驗系統(tǒng)，其品質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真試驗的可靠性和可信性，因此，紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)的研究開發(fā)具有重要的經(jīng)濟和軍事價值。 目標(biāo)運動模擬平臺由精密機械部分和高性能的控制系統(tǒng)兩部分組成，是目標(biāo)運動仿真的關(guān)鍵設(shè)備，用來復(fù)現(xiàn)運動目標(biāo)的軌跡運動，提供綜合測試和物理仿真，還可以用來作為各種測量儀器和精密設(shè)備的精度標(biāo)定和校驗。作為一種典型的機電一體化設(shè)備，目標(biāo)運動模擬平臺的設(shè)計和研發(fā)涉及到仿真技術(shù)、機械制造、電子電氣、電動伺服、計算機、自動控制等學(xué)科技術(shù)內(nèi)容。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1、2010年12月，河南省科學(xué)技術(shù)信息研究院進行了科技查新，查新報告認(rèn)為在國內(nèi)數(shù)據(jù)庫檢索范圍內(nèi)，未見有與本課題技術(shù)特征相同的公開文獻報道。 2、2010年12月，河南省科學(xué)技術(shù)廳進行了成果鑒定，鑒定委員會一致認(rèn)為，該項目實現(xiàn)了集成創(chuàng)新，研究成果達到了該領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先水平。 3、中國空空導(dǎo)彈研究院的凱邁（洛陽）測控有限公司和一拖（洛陽）開創(chuàng)裝備科技有限公司已經(jīng)采用了本研究的技術(shù)成果，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益。
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 產(chǎn)品的使用權(quán)
作品可展示的形式
- 實物產(chǎn)品展示，圖紙，磁盤，現(xiàn)場演示，圖片，錄像，樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)采用等比縮放的導(dǎo)彈目標(biāo)模型，以一定速度來模擬導(dǎo)彈的運行軌跡，是地面測試和評價導(dǎo)彈信號特征變化的運動模擬的關(guān)鍵，是為軍工產(chǎn)品的導(dǎo)彈信號探測研究提供一個模擬實驗系統(tǒng)，其品質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真試驗的可靠性和可信性，因此，紅外目標(biāo)的運動模擬系統(tǒng)的研究開發(fā)具有重要的經(jīng)濟和軍事價值。 本研究取得的相關(guān)科技成果分別在洛陽工銘機電設(shè)備有限公司的鐵路車輛軸承智能檢測控制、一拖（洛陽）開創(chuàng)裝備科技有限公司的臥式數(shù)控鏜銑床研制和洛陽（凱邁）測控技術(shù)有限公司的目標(biāo)運動裝置上得到應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 近年來發(fā)生的一系列戰(zhàn)爭表明了導(dǎo)彈在現(xiàn)代化武器裝備中的地位日趨重要。隨著國防科技的飛速發(fā)展，對導(dǎo)彈的技術(shù)要求也越來越高，這也加大了對導(dǎo)彈性能的研發(fā)和評測難度。目前，評測導(dǎo)彈性能主要有兩種方法：一種就是從導(dǎo)彈的實際飛行中獲取其運行數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)進行分析研究，改進對導(dǎo)彈的設(shè)計；另一種方法就是通過對導(dǎo)彈和各種飛行器的仿真獲取數(shù)據(jù)，進而完善對導(dǎo)彈的設(shè)計。 通過導(dǎo)彈實物的實際飛行獲取數(shù)據(jù)，由于現(xiàn)場試驗的環(huán)境往往異常復(fù)雜，而且導(dǎo)彈性能參數(shù)一致性不高，大量的實物試驗也不可能對其成功率和試驗結(jié)果可信度做出準(zhǔn)確的判斷，同時由于導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴，將造成許多財力、物力和人力的浪費。因此，要盡可能投入少量經(jīng)費和較短的研發(fā)周期，獲得實用的最佳的系統(tǒng)。通過仿真技術(shù)可以達到安全、可靠、保密、應(yīng)用靈活和高效費比的目的。 為了進行運動系統(tǒng)的仿真研究，需要建立仿真系統(tǒng)，這就首先要確定系統(tǒng)模型并用仿真計算機和各種仿真設(shè)備來具體實現(xiàn)這個模型。這樣建成的仿真系統(tǒng)可以重復(fù)使用。仿真設(shè)備具有通用性，既便于使用又便于維修，比實際試驗的成本低得多，因而仿真是研究和設(shè)計控制系統(tǒng)的一種有效方法。 近年來，隨著國防科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是數(shù)字計算機技術(shù)的發(fā)展為仿真技術(shù)提供了更高的技術(shù)基礎(chǔ)。半實物仿真可以通過理論分析、地面試驗和有選擇的實物試驗，以較少的費用和較高的執(zhí)行度進行重復(fù)試驗研究代替實物試驗，獲得系統(tǒng)在各種狀態(tài)下完整的試驗數(shù)據(jù)。因此，半實物仿真以其獨特功能及突出優(yōu)點已被廣泛運用于各項軍工項目中。目標(biāo)模擬運動平臺就屬于半實物仿真設(shè)備。 目標(biāo)運動模擬平臺由精密機械部分和高性能的控制系統(tǒng)兩部分組成，是目標(biāo)運動仿真的關(guān)鍵設(shè)備，用來復(fù)現(xiàn)運動目標(biāo)的軌跡運動，提供綜合測試和物理仿真，還可以用來作為各種測量儀器和精密設(shè)備的精度標(biāo)定和校驗。作為一種典型的機電一體化設(shè)備，目標(biāo)運動模擬平臺的設(shè)計和研發(fā)涉及到仿真技術(shù)、機械制造、電子電氣、電動伺服、計算機、自動控制等學(xué)科技術(shù)內(nèi)容。 據(jù)美國大西洋導(dǎo)彈試驗基地的統(tǒng)計，90％的武器系統(tǒng)鑒定、評估數(shù)據(jù)來自于半實物仿真試驗的結(jié)果。我國的航空、航天部門也規(guī)定，未經(jīng)過半實物仿真的產(chǎn)品不能參與飛行試驗。正是在這樣的大前提下，本課題研發(fā)溫箱內(nèi)紅外目標(biāo)運動模擬系統(tǒng)，用于模擬導(dǎo)彈的各種運動軌跡，以測試導(dǎo)彈信號變化的各項性能指標(biāo)，在實踐應(yīng)用中有重要的價值。
