CN112432557B - 试验室条件下的坦克射击精度测试*** - Google Patents

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Abstract

本发明属于突击装备性能试验测试技术领域，具体涉及一种试验室条件下的坦克射击精度测试***。所述坦克射击精度测试***包括：坦克炮塔及火炮、六自由度运动平台、仿真计算机、仿真模型、试验分析与管理模块、炮口激光发射装置、激光感应设备；所述仿真模型包括：路面模型、坦克动力学模型、武器控制模型、目标运动模型、外弹道模型；与现有技术相比较，本发明提供了一种试验室条件下的坦克射击精度测试***，可用于坦克射击精度的测试验证，可缩短坦克研制周期，减少外场射击试验经费。

Description

试验室条件下的坦克射击精度测试***
技术领域
本发明属于突击装备性能试验测试技术领域，具体涉及一种试验室条件下的坦克射击精度测试***。
背景技术
对于坦克装甲车辆而言，射击精度是其主要的性能指标，若能在试验室环境下就能进行坦克射击精度测试验证部分代替外场试验具有重要的经济价值。以往对于坦克射击精度的测试验证一般采用实车外场试验的方法，但实车外场射击试验组织困难，所需保障人员众多，所需周期及试验经费惊人。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何在试验室条件下进行坦克射击精度测试。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种试验室条件下的坦克射击精度测试***，所述坦克射击精度测试***包括：坦克炮塔及火炮、六自由度运动平台、仿真计算机、仿真模型、试验分析与管理模块、炮口激光发射装置、激光感应设备；所述仿真模型包括：路面模型、坦克动力学模型、武器控制模型、目标运动模型、外弹道模型；
所述试验分析与管理模块用于进行仿真工况的设置；
所述坦克炮塔及火炮用于为操作手提供操控设备，将操作手根据仿真工况、通过操控设备交互输入的操控指令传输至仿真计算机，同时，坦克炮塔及火炮还将炮塔和火炮的运行参数传输至仿真计算机；
所述仿真计算机上加载所述仿真模型，仿真计算机用于根据操纵指令以及炮塔和火炮的运行参数，对仿真模型进行解算，生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角以及座圈姿态；并且，仿真计算机还用于根据炮塔调转方位角、火炮俯仰角综合形成炮塔及火炮调转指令，并发送到坦克炮塔及火炮；仿真计算机还用于根据座圈姿态形成路面激励模拟指令，并发送到六自由度运动平台；
所述六自由度运动平台用于接收到路面激励模拟指令，控制六自由度平台实现座圈姿态模拟；
所述坦克炮塔及火炮用于接收到炮塔及火炮调转指令，执行火炮调转，炮口加速度传感器将炮口加速度信号发送到仿真计算机；
位于坦克炮塔及火炮上的所述炮口激光发射装置用于始终发射激光到距离六自由度运动平台固定距离的激光感应设备，激光感应设备将激光光斑位置信号发送到仿真计算机；
所述仿真计算机还用于接收激光光斑位置信号和炮口加速度信号，根据几何关系计算炮口的位置、炮口高低向/方位向速度，根据仿真模型计算炮弹的时间-位置曲线；
所述仿真计算机还用于对比炮弹的时间-位置曲线和目标运动模型，计算炮弹的脱靶距离，得出坦克射击精度测试结果。
其中，所述仿真计算机通过解算路面模型、坦克动力学模型，从而生成座圈姿态。
其中，所述仿真计算机通过解算武器控制模型，从而生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角。
其中，所述仿真计算机通过解算外弹道模型，计算获得炮弹的时间-位置曲线。
其中，所述外弹道模型根据炮口位置、炮口高低向/方位向速度、激光光斑位置信号、气象条件的环境参数计算炮弹飞行弹道，从而获得炮弹的时间-位置曲线。
其中，所述坦克炮塔及火炮采用实车装备通过座圈安装于六自由度运动平台上，实车装备所受的由路面传至车身的干扰激励由六自由度运动平台进行模拟。
其中，所述炮塔内部设置有惯性测量装置、角度传感器。
其中，所述炮塔和火炮的运行参数由位于炮塔内部的惯性测量装置、角度传感器测出。
其中，所述激光感应设备实时测出激光光斑位置信号。
其中，火炮的射击时刻由试验分析与管理模块设定。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明提供了一种试验室条件下的坦克射击精度测试***，可用于坦克射击精度的测试验证，可缩短坦克研制周期，减少外场射击试验经费。
附图说明
图1为坦克射击精度测试***示意图。
图2为坦克射击精度测试方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决上述技术问题，本发明提供一种试验室条件下的坦克射击精度测试***，所述坦克射击精度测试***包括：坦克炮塔及火炮、六自由度运动平台、仿真计算机、仿真模型、试验分析与管理模块、炮口激光发射装置、激光感应设备；所述仿真模型包括：路面模型、坦克动力学模型、武器控制模型、目标运动模型、外弹道模型；
所述试验分析与管理模块用于进行仿真工况的设置；
所述坦克炮塔及火炮用于为操作手提供操控设备，将操作手根据仿真工况、通过操控设备交互输入的操控指令传输至仿真计算机，同时，坦克炮塔及火炮还将炮塔和火炮的运行参数传输至仿真计算机；
所述仿真计算机上加载所述仿真模型，仿真计算机用于根据操纵指令以及炮塔和火炮的运行参数，对仿真模型进行解算，生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角以及座圈姿态；并且，仿真计算机还用于根据炮塔调转方位角、火炮俯仰角综合形成炮塔及火炮调转指令，并发送到坦克炮塔及火炮；仿真计算机还用于根据座圈姿态形成路面激励模拟指令，并发送到六自由度运动平台；
所述六自由度运动平台用于接收到路面激励模拟指令，控制六自由度平台实现座圈姿态模拟；
所述坦克炮塔及火炮用于接收到炮塔及火炮调转指令，执行火炮调转，炮口加速度传感器将炮口加速度信号发送到仿真计算机；
位于坦克炮塔及火炮上的所述炮口激光发射装置用于始终发射激光到距离六自由度运动平台固定距离的激光感应设备，激光感应设备将激光光斑位置信号发送到仿真计算机；
所述仿真计算机还用于接收激光光斑位置信号和炮口加速度信号，根据几何关系计算炮口的位置、炮口高低向/方位向速度，根据仿真模型计算炮弹的时间-位置曲线；
所述仿真计算机还用于对比炮弹的时间-位置曲线和目标运动模型，计算炮弹的脱靶距离，得出坦克射击精度测试结果。
其中，所述仿真计算机通过解算路面模型、坦克动力学模型，从而生成座圈姿态。
其中，所述仿真计算机通过解算武器控制模型，从而生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角。
其中，所述仿真计算机通过解算外弹道模型，计算获得炮弹的时间-位置曲线。
其中，所述外弹道模型根据炮口位置、炮口高低向/方位向速度、激光光斑位置信号、气象条件的环境参数计算炮弹飞行弹道，从而获得炮弹的时间-位置曲线。
其中，所述坦克炮塔及火炮采用实车装备通过座圈安装于六自由度运动平台上，实车装备所受的由路面传至车身的干扰激励由六自由度运动平台进行模拟。
其中，所述炮塔内部设置有惯性测量装置、角度传感器。
其中，所述炮塔和火炮的运行参数由位于炮塔内部的惯性测量装置、角度传感器测出。
其中，所述激光感应设备实时测出激光光斑位置信号。
其中，火炮的射击时刻由试验分析与管理模块设定。
此外，本发明还提供一种试验室条件下的坦克射击精度测试方法，所述坦克射击精度测试方法基于坦克射击精度测试***来实施，所述坦克射击精度测试***包括：坦克炮塔及火炮、六自由度运动平台、仿真计算机、仿真模型、试验分析与管理模块、炮口激光发射装置、激光感应设备；所述仿真模型包括：路面模型、坦克动力学模型、武器控制模型、目标运动模型、外弹道模型；
所述方法包括如下步骤：
步骤1：试验分析与管理模块进行仿真工况的设置；
步骤2：坦克炮塔及火炮为操作手提供操控设备，将操作手根据仿真工况、通过操控设备交互输入的操控指令传输至仿真计算机，同时，坦克炮塔及火炮还将炮塔和火炮的运行参数传输至仿真计算机；
步骤3：仿真计算机上加载所述仿真模型，仿真计算机根据操纵指令以及炮塔和火炮的运行参数，对仿真模型进行解算，生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角以及座圈姿态；并且，仿真计算机根据炮塔调转方位角、火炮俯仰角综合形成炮塔及火炮调转指令，并发送到坦克炮塔及火炮；仿真计算机根据座圈姿态形成路面激励模拟指令，并发送到六自由度运动平台；
步骤4：六自由度运动平台接收到路面激励模拟指令，控制六自由度平台实现座圈姿态模拟；
步骤5：坦克炮塔及火炮接收到炮塔及火炮调转指令，执行火炮调转，炮口加速度传感器将炮口加速度信号发送到仿真计算机；
步骤6：位于坦克炮塔及火炮上的炮口激光发射装置始终发射激光到距离六自由度运动平台固定距离的激光感应设备，激光感应设备将激光光斑位置信号发送到仿真计算机；
步骤7：仿真计算机接收激光光斑位置信号和炮口加速度信号，根据几何关系计算炮口的位置、炮口高低向/方位向速度，根据仿真模型计算炮弹的时间-位置曲线；
步骤8：仿真计算机对比炮弹的时间-位置曲线和目标运动模型，计算炮弹的脱靶距离，得出坦克射击精度测试结果。
其中，所述仿真计算机通过解算路面模型、坦克动力学模型，从而生成座圈姿态。
其中，所述仿真计算机通过解算武器控制模型，从而生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角。
其中，所述仿真计算机通过解算外弹道模型，计算获得炮弹的时间-位置曲线。
其中，所述外弹道模型根据炮口位置、炮口高低向/方位向速度、激光光斑位置信号、气象条件的环境参数计算炮弹飞行弹道，从而获得炮弹的时间-位置曲线。
其中，所述坦克炮塔及火炮采用实车装备通过座圈安装于六自由度运动平台上，实车装备所受的由路面传至车身的干扰激励由六自由度运动平台进行模拟。
其中，所述炮塔内部设置有惯性测量装置、角度传感器。
其中，所述炮塔和火炮的运行参数由位于炮塔内部的惯性测量装置、角度传感器测出。
其中，所述激光感应设备实时测出激光光斑位置信号。
其中，火炮的射击时刻由试验分析与管理模块设定。
实施例1
本实施例中，如图1及图2所示，所提供的试验室条件下的坦克射击精度测试***如下：
1)火炮及炮塔采用实车装备通过座圈安装于六自由度运动平台，实车炮塔所受的由路面传至车身的干扰激励由六自由度运动平台进行模拟
2)六自由度运动平台的路面激励模拟指令由仿真计算机通过坦克动力学模型和路面模型计算产生
3)炮塔及火炮的调转指令由仿真计算机通过武器控制模型计算产生，武器控制模型接受炮塔及火炮的姿态运行参数；其中，炮塔、火炮的运行参数由武器控制***通过位于炮塔内部的惯性测量装置、角度传感器测出
4)火炮炮口安装有激光发射装置和振动加速度传感器，炮塔及炮口前方布置有激光感应设备，激光发射装置随火炮运动，激光感应设备可实时测出激光光斑位置。通过激光光斑位置、炮口距激光感应设备距离可计算出炮口的位置、高低向/方位向速度
5)外弹道模型根据炮口位置、炮口高低向/方位向速度、激光光斑位置、气象条件等环境参数计算炮弹飞行弹道
6)对比目标位置参数和炮弹飞行弹道数据计算炮弹命中目标情况
7)其中射击时刻可由试验分析与管理模块设定，其中目标位置由目标运动模型计算产生，重复多次以上射击试验，可统计出坦克的射击精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种试验室条件下的坦克射击精度测试***，其特征在于，所述坦克射击精度测试***包括：坦克炮塔及火炮、六自由度运动平台、仿真计算机、仿真模型、试验分析与管理模块、炮口激光发射装置、激光感应设备；所述仿真模型包括：路面模型、坦克动力学模型、武器控制模型、目标运动模型、外弹道模型；
所述试验分析与管理模块用于进行仿真工况的设置；
所述坦克炮塔及火炮用于为操作手提供操控设备，将操作手根据仿真工况、通过操控设备交互输入的操控指令传输至仿真计算机，同时，坦克炮塔及火炮还将炮塔和火炮的运行参数传输至仿真计算机；
所述仿真计算机上加载所述仿真模型，仿真计算机用于根据操纵指令以及炮塔和火炮的运行参数，对仿真模型进行解算，生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角以及座圈姿态；并且，仿真计算机还用于根据炮塔调转方位角、火炮俯仰角综合形成炮塔及火炮调转指令，并发送到坦克炮塔及火炮；仿真计算机还用于根据座圈姿态形成路面激励模拟指令，并发送到六自由度运动平台；
所述六自由度运动平台用于接收到路面激励模拟指令，控制六自由度平台实现座圈姿态模拟；
所述坦克炮塔及火炮用于接收到炮塔及火炮调转指令，执行火炮调转，炮口加速度传感器将炮口加速度信号发送到仿真计算机；
位于坦克炮塔及火炮上的所述炮口激光发射装置用于始终发射激光到距离六自由度运动平台固定距离的激光感应设备，激光感应设备将激光光斑位置信号发送到仿真计算机；
所述仿真计算机还用于接收激光光斑位置信号和炮口加速度信号，根据几何关系计算炮口的位置、炮口高低向/方位向速度，根据仿真模型计算炮弹的时间-位置曲线；
所述仿真计算机还用于对比炮弹的时间-位置曲线和目标运动模型，计算炮弹的脱靶距离，得出坦克射击精度测试结果；
所述仿真计算机通过解算路面模型、坦克动力学模型，从而生成座圈姿态；
所述仿真计算机通过解算武器控制模型，从而生成炮塔调转方位角、火炮俯仰角；
所述仿真计算机通过解算外弹道模型，计算获得炮弹的时间-位置曲线；
所述外弹道模型根据炮口位置、炮口高低向/方位向速度、激光光斑位置信号、气象条件的环境参数计算炮弹飞行弹道，从而获得炮弹的时间-位置曲线；
所述坦克炮塔及火炮采用实车装备通过座圈安装于六自由度运动平台上，实车装备所受的由路面传至车身的干扰激励由六自由度运动平台进行模拟；
所述炮塔内部设置有惯性测量装置、角度传感器；
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