測(cè)定彈頭飛行速度有許多方法,采用網(wǎng)靶、箔靶、線圈靶、天幕靶、光電靶、測(cè)速雷達(dá)等測(cè)速系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)。盡管方法有很多種,但其測(cè)試原理基本相同,即在彈頭飛行的彈道上不同的2點(diǎn)處,設(shè)置測(cè)量裝置,只要測(cè)出彈頭通過這2點(diǎn)之間的時(shí)間值和2點(diǎn)之間的距離值,就可用距離值除以時(shí)間值,得到速度值。但在實(shí)際測(cè)定時(shí),由于天幕靶和測(cè)速雷達(dá)的測(cè)試精度較高、對(duì)目標(biāo)無干擾、工作可靠,特別是測(cè)定多發(fā)彈的飛行速度時(shí),一次性布靶即可連續(xù)完成測(cè)試,所以,目前常采用這2種系統(tǒng)。
在此,我們從系統(tǒng)組成、工作原理、試驗(yàn)前準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集、試驗(yàn)環(huán)境要求等方面對(duì)這2種方法作一比較。
系統(tǒng)組成
天幕靶系統(tǒng)由天幕靶和計(jì)時(shí)儀組成。天幕靶由機(jī)體和光電探測(cè)器組成。機(jī)體包括底座、托架、箱體、瞄準(zhǔn)裝置和水準(zhǔn)氣泡裝置。光電探測(cè)器包括物鏡、聚光器、光電管以及一組放大整形的電子線路。計(jì)時(shí)儀由基準(zhǔn)脈沖發(fā)生器、電子開關(guān)、計(jì)數(shù)器、放大器和穩(wěn)壓電源組成。
測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)由雷達(dá)機(jī)頭(發(fā)射機(jī)和接收機(jī))、機(jī)頭電源、終端設(shè)備(數(shù)據(jù)處理裝置和計(jì)算機(jī))、終端電源、紅外同步啟動(dòng)器及機(jī)頭三腳架組成。
工作原理
天幕靶是一種非接觸式裝置。它利用自然光在空中形成一個(gè)尖劈形光幕簾,當(dāng)彈頭飛過天幕靶光幕簾時(shí),遮住一部分光線,天幕靶中的光電管上的受光量減少,從而產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào),天幕靶將這一電信號(hào)傳給計(jì)時(shí)儀,計(jì)時(shí)儀開始記錄時(shí)間,當(dāng)彈頭飛過另一個(gè)天幕靶上空時(shí),天幕靶再將這一信號(hào)傳給計(jì)時(shí)儀,計(jì)時(shí)儀記錄時(shí)間截止。這樣,彈頭飛過2個(gè)天幕靶之間的時(shí)間\"t\"就測(cè)出來了,而2個(gè)天幕靶之間的距離\"s\"是可以測(cè)量的,于是,彈頭在這兩點(diǎn)之間的飛行速度V=就有了。
測(cè)速雷達(dá)利用多普勒原理對(duì)彈頭的速度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。其工作原理是飛行中的彈頭能使雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)出的高頻電磁波的頻率發(fā)生變化,設(shè)沒有彈頭飛過時(shí)的發(fā)射頻率為f,有彈頭飛過時(shí)的反射回雷達(dá)接收機(jī)的頻率為f ′,兩者差值為Δf=f-f′。只要測(cè)得f′,就可以通過測(cè)速雷達(dá)終端的處理,計(jì)算出彈頭的飛行速度V。
試驗(yàn)前準(zhǔn)備
用天幕靶測(cè)速,將2個(gè)天幕靶布置在彈頭飛行方向的下方。靶距的選取一般為7.62mm手槍定為4m,7.62mm步槍定為6m,12.7mm、14.5mm機(jī)槍定為10m。
2個(gè)天幕靶之間的距離一定要測(cè)量準(zhǔn)確,以減小誤差。靶距確定后,調(diào)整兩個(gè)天幕靶的水準(zhǔn)氣泡使其居中,以保證天幕靶的鏡頭處于水平位置,同時(shí),調(diào)整2個(gè)天幕靶箱體使光幕簾處于平行狀態(tài)。之后,將天幕靶、電源及計(jì)時(shí)儀上的信號(hào)線、電源線連接好,接通電源,啟動(dòng)天幕靶和計(jì)時(shí)儀,即可進(jìn)入測(cè)速試驗(yàn)。
利用測(cè)速雷達(dá)測(cè)速,將測(cè)速雷達(dá)機(jī)頭(發(fā)射機(jī)、接收機(jī))布置在槍口的側(cè)后方,調(diào)整支架使水準(zhǔn)氣泡居中,以保證支架平面處于水平位置。調(diào)整天線機(jī)頭的高低和方向,使瞄準(zhǔn)鏡中的瞄準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)彈頭的飛行方向。將紅外同步啟動(dòng)器放在槍口的側(cè)前方,并使紅外同步啟動(dòng)器的鏡頭指向槍口。然后接通電源,啟動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。
就試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作而言,測(cè)速雷達(dá)比天幕靶簡(jiǎn)單,需要的測(cè)試工作人員較少。
數(shù)據(jù)采集
天幕靶通過計(jì)時(shí)儀采集時(shí)間值,然后在計(jì)算器中輸入靶距值,再除以采集到的時(shí)間值而得出速度值。計(jì)算過程比較簡(jiǎn)單、直觀。但用其測(cè)定遠(yuǎn)距離處彈頭速度,例如1500m處機(jī)槍彈的速度,是很難做到的,因?yàn)閺楊^飛到 1500m處,其準(zhǔn)確度和密集度較差,很難保證彈頭從天幕靶的正上放飛過,因而測(cè)試難度較大。
測(cè)速雷達(dá)采集到的則是一系列多普勒頻率值,通過計(jì)算機(jī)利用快速付里葉變換(FFT)數(shù)字處理得出一系列速度值,數(shù)據(jù)處理過程相對(duì)復(fù)雜,但能夠在電腦顯示屏上顯示速度隨時(shí)間變化的曲線圖。
與天幕靶不同,測(cè)速雷達(dá)能測(cè)定較遠(yuǎn)距離的彈頭飛行速度,可以達(dá)到幾萬倍彈徑遠(yuǎn)處。
天幕靶只能測(cè)定一發(fā)彈頭飛行到某一點(diǎn)的速度,而測(cè)速雷達(dá)可以測(cè)定彈頭在多點(diǎn)處的連續(xù)速度,因此,對(duì)于連發(fā)槍彈、雙頭彈、脫殼彈等瞬間飛出的多發(fā)彈頭的速度測(cè)試,測(cè)速雷達(dá)顯示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
試驗(yàn)環(huán)境要求
天幕靶需要利用自然光(太陽光在大氣中的散射光)作光源,通常在室外使用。在夜間或室內(nèi)靶道測(cè)速,需要利用合適的人工光源才能使用。而測(cè)速雷達(dá)不受光照的限制,可在白天、夜間、室內(nèi)隨時(shí)進(jìn)行。
通過以上對(duì)天幕靶和測(cè)速雷達(dá)的比較可以看出,測(cè)速雷達(dá)因其使用簡(jiǎn)便、適用范圍廣,明顯優(yōu)于天幕靶,但天幕靶價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于測(cè)速雷達(dá),因此在許多兵工企業(yè)、科研院所以及部隊(duì)的科研、鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)中,天幕靶仍然發(fā)揮著巨大作用?!?/p>