为了准确、可靠地测量到静爆试验中任意水平方向上的破片飞行速度, 提出了一种基于主动光幕阵列的静爆破片飞行速度测量方法。首先, 以被测弹药静爆点为中心的平面上环形布放12组主动式六光幕阵列, 当破片穿过其中任意一组光幕阵列的探测幕面时可测量到其飞行参数(如速度、入射角及立靶密集度等); 其次, 根据所提出的光幕阵列布局配置, 建立了其破片飞行参数测量模型, 分析了破片速度分量误差在一定范围随各速度分量变化规律。通过理论分析及实弹实验可知: 在规定测试条件下破片速度分量误差不超过2.7 m/s, 可以满足任意水平方向上的破片速度测量需要。

为了解决战斗部爆炸过程中, 因爆炸物当量较大造成爆燃火球持续时间长, 覆盖面积大, 近场位置破片速度参数难于获取的问题, 提出一种以激光光幕为有效传感区域的光电收发一体的测试方法。 通过分析三种不同类型战斗部爆炸火光特征光谱分布可知, 在0.3~1.0 μm波段内火光相对光强度较低。 以此为依据, 采用定距测时原理和原向反射技术, 由固体激光器、 菲涅尔透镜、 窄带滤光器、 高速光电传感器等关键光学元件构建破片速度参数获取的光学系统。 系统光路收发一体, 结构紧凑, 窄带滤光片与激光光源配合使用避开火光光谱, 有效抑制背景光的干扰。 采用该系统进行了不同型号、 当量的战斗部静爆破片速度参数测试现场实验, 通过美国NI数据采集系统记录数据并对信号进行去噪和识别, 成功获取了较高信噪比的波形信号。 实验结果表明: 本方案可完成爆心10~15 m附近破片速度的准确测试, 最小可测破片尺寸为4 mm, 获取破片速度可达1 200 m·s-1, 与靶板测试结果对比可知捕获率优于95%。 由于采用菲涅尔透镜形成矩形光幕, 光幕上下的光强分布一致, 水平方向光强均匀度达到80%以上, 因此系统还可初步区分预制破片速度与尺寸的对应关系。