水下高速航行体的测速技术研究

【摘要】： 水下高速航行体的运动速度及变化规律是衡量其水动力特性和弹道特性的重要指标,也是研究其超空泡形成与减阻特性的重要参量。准确测量水下高速航行体运动速度对超空泡弹药的水动力布局设计、控制系统方案设计及弹道特性研究具有重要的意义。 针对以往线圈靶测速方案、光幕靶测速方案等存在测速精度低、可靠性差,且难于野外水池使用等问题,综合考虑高速航行体水下运动存在干扰因素多、环境压力变化大、测速靶难于完全密封等因素,基于定距测时法,采用接触性区截装置锡箔靶和嵌入式微处理器硬件系统的测速方案。 对常用低成本锡箔靶,增加调理电路,通过阻抗匹配使其适应不同水质和非完全密封条件,解决了难于野外环境使用和密封问题。基于MSP430F149单片机,进行了电源电路、复位电路、时钟电路、信号调理电路、人机接口电路、通信接口电路等设计,开发了嵌入式系统软件和上位机软件,并采取了相应的硬、软件抗干扰措施,研制了具有信号采集、存储、处理、显示、通信等功能的测速系统。 经静态调试、改进完善,开展了高速航行体的水下航行测速试验,国内首次获得了水下高速航行体的速度参数及其变化规律,验证了本文设计研制的测速系统可以准确的测量水下高速航行体的运动速度及其变化规律,适应野外水池等环境要求,为水下高速航行体研究提供了可行的测试手段。