针对弹丸爆炸中冲击波威力测量受传感器特性及测量环境影响的问题,提出了一种利用高速录像机进行摄影测量与数据处理的方法,分析了纹影摄像的基本条件及冲击波成像过程,建立了测量模型、误差分析模型,通过将测量数据与压电传感器测量数据进行比对,验证了爆炸冲击波高速纹影测量方法的有效性,实现了冲击波流场的可视化,建立了测量模型及误差分析模型,等效TNT当量相当误差优于10%。经过实际验证,该方法具有可行性和较好的精度,实现了冲击波威力自由空间测试。

Velocity Interferometer System for Any Reflector (VISAR) [Barker and Hollenbach, J. Appl. Phys. 43, 4669 (1972)] is a well-known diagnostic that is employed on many shock physics and pulsed-power experiments. With the VISAR diagnostic, the velocity on the surface of any metal flyer can be found. For most experiments employing VISAR, either a kinetic pressure [Grady, Mech. Mater. 29, 181 (1998)] or a magnetic pressure [Lemke et al., Intl J. Impact Eng. 38, 480 (2011)] drives the motion of the flyer. Moreover, reliable prediction of the time-dependent pressure is often a critical component to understanding the physics of these experiments. Although VISAR can provide a precise measurement of a flyer’s surface velocity, the real challenge of this diagnostic implementation is using this velocity to unfold the timedependent pressure. The purpose of this paper is to elucidate a new method for quickly and reliably unfolding VISAR data.

为了实现高速目标的快速识别及定位, 采用多光谱辐射与声定位技术联用, 在被动探测的状态下快速获取被测目标爆炸波的光谱特性及声特性, 从而分析判断其种类、 位置等重要参数信息。 推导了多光谱辐射目标识别检出公式, 计算了采用激波声定位方法获取光程距离的精度及合理的积分时间。 实验分别采用5.56 mm北约弹、 7.62 mm 56式步枪弹、 12.7 mm 54式机枪弹作为被识别目标弹丸, 通过丹麦B&K公司的2209脉冲声压计完成声压峰值采集, 获得了三种目标弹丸的速度、 距离信息。 由静态傅里叶变换干涉系统与ICX387AL型CCD完成干涉条纹的采集, 再将获得的光程信息代入多光谱目标识别算法中, 从而通过目标的光谱特性识别弹丸的类型。 实验结果显示, 5.56 mm北约弹的三个特征波长位置幅值接近, 966 nm位置处幅值最大; 7.62 mm步枪弹在935 nm位置上幅值最大, 其他两个位置上幅值相近; 12.7 mm机枪弹的三个波长呈阶梯状分布。 在多次测试过程中, 经光谱标定、 特征波长提取等方法对采集得到的三组光谱数据均可成功识别弹丸的种类并给出目标位置, 满足设计要求。