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直升机武器系统校靶技术研究

时间:2022-05-04 08:25:03 浏览次数:

摘 要:习近平同志在十九大报告中强调,我们要坚持走中国特色强军之路,全面推进国防和军队现代化。为实现党在新时代的强军目标,我们必须坚持科技兴军,不断加大我国在军事科技上的研究投入。近些年我国加强了对直升机武器系统校靶技术的研究,并且已经取得了一系列的成果[1]。

关键词:直升机;武器系统;校靶技术;机载武器;视频叠加

中图分类号:V275.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)22-0074-02

1 校靶技术的发展历史

一个国家的领土不仅仅包括陆地和海洋,同时还包括相应的领空,在八年的艰苦抗战中,我国就是因为空军力量发展不足,在主战场和后方的基地不断遭受日本侵略者的狂轰滥炸。建国后我军不断持续发展国家的防空技术,从空军发展规模和相应的防空基础建设水准,就能体现我国军事水平的提高。自从我们国家自主研发出机载武器后,相应的机载武器校准就成了一个重要的技术问题,校靶看起来很简单但是真正的执行起来却有诸多困难。[2]校靶的准确程度最终影响着机载武器的命中率,在校靶的不断发展过程中,也已经由实弹校靶发展到仪器校靶,而目前的校靶技术不断提高,达到了机载武器自身进行校靶的过程,这些校靶技术的不断发展是我国的飞行员和技术人员在无数次的实战和训练中不断的研究和改进而得出来的。

在我国的机载武器自动校靶技术中较为成熟的是靶板法,这种校靶的方式是指将校靶镜的中心点与靶子上的中心点相平,通过校准镜上的中心投影来代替实弹的射击弹孔,这种方法对环境和开枪者本身所具有的射击水平没有较为苛刻的要求。因此这种方法在机载武器的检验中较为常用,但是这种方法也存在一定的局限性,例如在进行相关的校靶过程中会出现长时间立靶、检测时间较长等问题,这些问题的出现会影响对机载武器的检验效率。机载武器的自动校对靶板是指在飞机飞行的过程中,以任意的方式进行空中盘旋时,机载武器能够凭借自身所携带的校准镜和相应的光学仪器设施进行自动的瞄准射击目标的一种方法,这种方法相比于靶板法具有更强的优势。[3]首先这种校靶方式不需要飞机的水平旋平,可以以任意的方式进行校靶,另一方面对相关靶位的排放方式没有较多要求,对校靶场地的要求也不是很高,这种自身校靶在远洋航海舰只中的应用具有更加明显的优势,因为航海舰船一般都是执行远洋护航任务,这种任务的特殊性要求舰船要在变化多端、气候莫测的不同海域进行活动,在这种天气下,舰载机武器的校准就会受到严峻的考验,而对于自身校靶技术来说,这种天气环境对校靶没有较大的影响,所以自身校靶存在着其他校靶所不具有的优势。在当今的机载武器的检测中,大多数还是仪器校对靶板的方法,这种方法在使用的过程中需要耗费较多的时间和人力资源。随着科学技术的不断发展,在今后的机载武器校靶过程中可能不再需要直升机上所携带的设备进行武器校靶,而是更多的去借助武器自身所携带的相关光和镜进行武器的校准,这样的校靶方式一旦研制成功并在机载武器的检验命中率中广泛的应用,定会在很大的程度上提高我国直升机的战斗能力,保证战斗任务的顺利完成。

2 不同先进校靶技术的比较

目前各国使用的机载武器校靶技术多种多样,但是在这些校靶技术中最为常用的技术是靶板机身固定法和测角法,这两种技术在进行校靶时各有优缺点。

板靶机身固定法实际上就是仪器校靶的相关关改进技术,这种技术改进了仪器校靶中飞机必须旋平的缺点,只是采用简单的瞄准框架对机载武器进行固定,但是在对武器的固定过程中应当使武器与框架形成一定的数学几何关系,只有这样才能保证武器校靶的准确性。板靶机身固定技术虽然在一定的基础上对仪器法进行了改进,使校靶过程中对场地和飞机的飞行模式的要求减少,但是这种技术却对仪器的精密性以及对精密性的把握提出了更高的要求。这种方法在我国的直升机武器检测中较为常见。

测角法的应用是基于直升飞机在设计过程中的各轴线的几何关系设计,利用相关的轴线关系并借助相关的光学仪器设备进行校靶的方式,这种校靶方式的适应性较广,因为测量法在校靶过程中不需要较多的精密仪器,对场地的要求并不是很高,在校靶中只需凭借简单的仪器就可以做到,在任意的直升飞机中都能够进行使用。这种测量法与之前的板靶机身固定法相比具有更加明显的趋势,首先这种测量法不需要和板靶机身固定法一样在机身上固定较大的固定架,为本就狭窄的飞机留出了较为广阔的空间,另一方面这种校靶方式较短,不需要太复杂的操作流程节约了时间,这在进行实战时可以抢占战斗的先机。

ABE系统校靶技术是一种更为精确的校靶技术,它使用了多种成像技术,能够将机载武器的校靶过程通过信号传递的形式清晰的展现在校准平台上,这种校准过程使机载武器的命中准确性更高。这种ABE系统的组成较为简单,其是由动态装置测量装置、基准惯性测量装置、运算处理装置等飞机上常见的零件进行组转而成。在这种系统中不同的装置配备在校靶过程中会发挥不同的作用,正是这些相关仪器的精密配合,机载武器的命中率才能够得到提升。基准框架的作用是与直升机上的仪器相配合,为设备的安装提供一个较好的平台,手持显示镜的装配是机载武器校准技术的一种改进,这种显示镜能够为机载武器提供相应的指令和环境参数,对这些相关因素进行输入,手持仪器就会进行相应的技术分析,形成武器参考数据,对机载武器的校对过程提供相应的数据参考。在对运算处理装置的安装使用时,可以与动态惯性测量装置一同使用,通过运算得出进行武器校准所需要的能源大小,采用双驱供电系统为设备的运行提供稳定的电源。

对于先进的校靶技术在进行检验的过程中都有其特定的原理组成,例如动态惯性测量装置的角度测量原理。这种原理服务于一种手持动态惯性设备,设备是由反光镜和相应的框架驱动系统以及成像系统组成,它通过平凸凹镜的光学反应,进行成像处理并且使所成的像能够更加清晰的在平面相机上呈现。在这种原理的分析中融入了较多的角度测量方案,就有较高的精确性,在进行这种原理的研究过程中科学家通过多次检验和推测,在不断的研究失败中总结经验。通过经验的积累,增加对原理的了解程度,改进设备的制造技术,让其在机载武器的校准过程中能够发挥最大的作用,为我国直升机战斗力提升做出贡献。在ABE系统中的校靶方式具有较为明显的先后次序,在野外使用ABE技术进行校靶时应当先完成相应的基础校准设备的调试,对于及准惯性测量装备和动态测量装备的测试校准中有两种基本方法。其一是在水平的地面上將惯性测量装置与动态的测量装置进行摆放,观察两种装置的坐标和陀螺零位的位置,以此来进行装置的校准,另一种是将基准的惯性测量装置放在相应的测量框架上,利用在框架上结构相关的几何关系,并借助惯性基准测量装置的垂直作用完成惯性基准设备的校准工作。在完成了相应的准备工作后就可以进行机载武器的校准工作了[4]。

3 关于视频叠加校靶技术的方案研究

不论是ABE系统校靶还是在直升机上广泛板靶法和测角发在进行机载武器的校准中都存在一定的缺陷,使校准结果与真实的射击水平有较大的差别。在对机载武器进行校准时除了使用相关的校准设备和行营的校准原理外,还可以加入一种视频处理技术,使经过处理的武器瞄准性能得到更大的提高。板靶法和测角法中都会利用到直升飞机自身的轴线进行比较,如果直升机本身的轴线就已经磨损的不平,那么在校靶过程中就会出现较大的系统误差,从而影响校对质量。在进行相应的校准时可以添加视频处理技术,这种技术是在校靶技术之后,再次采用其他的中心轴线进行校靶,极大的提高了校靶准确性。视频叠交处理系统是由航炮相机和挂架相机组成,这种处理技术对直升机的要求不是很高,它只需要相机能够与载机的系统相融合,并且能够有一块电子显示屏对相机结果进行处理,使得飞机驾驶以及工作人员能够更加清晰的看出校准的结果。

视频叠加技术的应用原理是将相机的观瞄视频作为处理的背景,再将叠加后的线性观瞄图加入到这种被处理的背景视频上,在处理结束后,相关设备的处理技术人员根据所得到的视频和数据资料进行武器的校准。正如任何技术都不是完美的一样,视频叠加技术也具有缺点,这种技术在使用时对天气的要求程度较高,如果在阴天或者大雾的天气下进行相关照相处理时会使所得照片较为模糊,无法得到相应的清晰轮廓,而且这种技术只能对于航炮等可以进行旋转和侧移的武器设备进行相关的校准[5]。

4 结语

随着当前科技革命加速演进、颠覆性技术不断涌现,军事斗争样式更新速度也愈发加快。我们必须紧紧围绕党在新时代的强军目标,不断提高军事科技水平,为在战争来临时掌握战争的主动权而做好充足准备。本文对机载武器的校准技术优缺点进行了详细的介绍,希望能为读者提供所需内容,立志为国防科技不断进步而努力。

参考文献

[1]严乾真.一种提高目标定位精度的地面校准方法[D].电子科技大学,2018.

[2]吴浩,张勇,王伟明,佀明华,李欣,范磊.大间距空间角度测量技术进展及分析[J].激光与红外,2018,48(02):234-241.

[3]胡禹,谢天保,廖祖平,王鑫.基于光电跟踪的飞机校靶技术研究[J].测控技术,2016,35(10):124-128.

[4]汪智超,黄福贵.直升机武器系统校靶技术研究[J].直升机技术,2016(03):56-62.

[5]王鑫,趙玉艳,刘立欣,等.校靶镜检定装置设计与图像处理技术研究[J].长春理工大学学报(自然科学版),2013(5):45-47.

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