水雷、鱼雷、深水炸弹、航弹和导弹等武器在水中爆炸的瞬间释放出巨大的能量,形成过热和高压气泡,在周围水域产生强烈的冲击波。处于爆炸场中的舰船将受到水中瞬态冲击波与气泡脉动压力等强烈作用,导致舰船局部或总体结构的严重破损,造成舰沉人亡的恶果。水下人员或动物受此冲击波也会遭到各种伤害。水下冲击波伤害为岛礁登陆作战时最常见的伤害之一,同时水下爆炸也是水中兵器设计技术、破坏效应和水下爆破工程的基础问题。现有的水下冲击波测量系统分为有线传输和无线传输两种。有线传输系统是将放大器置于水面上,用很长的传输电缆连接放大器和地面的测量站。 这种方式布设不方便,陆上测量站要远离传感器。这不仅增加传输电缆的长度,也增加了试验地点不能选择离陆地太远的限制,这些都大大加重了测量系统的布设限制与难度。另一方面,传感器与放大器间电缆的长度是随测试点的深度而定的,因为水下冲击波强度较大,作用于电缆时由于电缆效应产生的摩擦电荷是一个相当可观的虚假信号,将造成系统的信噪比降低。 无线传输的方式采用水下前置放大器,水上架设发射装置,陆地上架设接收装置,接收装置后接存贮装置,发射装置实时的将冲击波信号发射给陆地上的接收装置。无线传输的测量系统因在爆炸时刻要实时地将测量信号发射给地面上的接收装置,爆炸时刻产生的各种干扰信号也加载到测量信号中,造成信噪比下降。而且当冲击波强度较大时,这种方式是实时传输的,爆炸过程中会在水面上产生水柱,尤其是在近水面大当量爆炸药爆炸时,水柱会持续一段时间,被水柱覆盖的发射装置不能正常通信,造成测量数据不完整。除此之外,水下冲击波信号的上升前沿陡硝,信号的带宽较宽,数据采集系统的采样率和分辨率应尽量的高。现有传输距离可用的无线传输系统的传输速率限制了采集系统的采样率和分辨率。综上所述,现有的水下冲击波场测量系统,包括有线传输和无线传输的测量系统,都存在着这样或那样的缺点,已经不能适应现代化水下冲击波场的测量。 我们在实验中使用到的测试仪器是拓普测控的iSD-400系列毁伤效应测试仪设备深度贴合外场实验流程和需求,在各种恶劣环境下,可靠的完成多段瞬态信号测量、存储。仪器通过多种无线组网方式,可实现数公里范围内的无线遥测,立刻获取实验结果。基于专业分析软件,可提供压力带动态仿真,爆心定位,数据模拟等等高阶功能。 ![]() |
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