二、弹箭测试的二、弹箭测试的主要特点主要特点 炮弹，火箭弹从发射到终点作用，过程复杂，时间短暂，其作用经历无重复性且伴有危险性，因而构成弹箭测试与普通产品测试具有明显的特点 拿弹箭的发射及终点效应来说，它具有如下特征： 1、高压火炮在发射过程中，火炮气体产生的压力很高，例如高膛压反坦克火炮的峰值压力在400MPa以上，最高可达到700MPa左右； 2、高速高膛压火炮的弹丸初速可达1800m/s左右，金属射流头部速度约在700010000m/s之间； 3、高温火药在燃烧过程中，短时温度可达20003000，具有炸药装药的战斗部爆炸时，短暂时间内所形成的温度约达3000 5000 ； 4、短时（瞬时性）一般火箭弹丸膛内发射过程为10ms左右，战斗部炸药装药的爆速约达70008000m/s，一般弹药战斗部内的炸药装药的爆轰过程仅需几s几十s 1综上所述，弹箭测试具有如下几个特点特点： 1、瞬时动态特征工作状态是时间的函数，而且变化速率大，过程短暂 2、工作环境条件恶劣测试常需要在室外进行，寒暑、风沙、雨雪多变，因而测试设备往往需适应温度、湿度、外界气候条件等复杂多变的环境影响 3、具有一定的危险性若不掌握弹箭成品及其零部件的特殊性能，不按经过严密考虑的操作规程进行工作，则随时具有潜在的危险性。
2三、弹箭测试的重要性三、弹箭测试的重要性 科学技术的发展离不开测试技术，科学技术的发展、新理论的建立、新产品的研制都与测试技术有着相辅相成的关系例如：脉冲闪光X射线摄影技术的出现，大大推进了聚能装药破甲弹和作用机理研究、性能改进；高速摄影装置对观察分析超速脱壳穿甲弹的弹托分离过程来说既直观又准确 弹箭设计理论，在许多方面更是一门对测试依赖很大的学科其中很多的经验公式、半经验公式都是在一定条件下试验结果的总结今后，弹箭理论的发展，弹箭产品的设计都仍然需要依赖一定的测试手段，以确定其性能事实证明，在一个新产品的研制过程中，测试工作内容要占去60%以上的时间，一个好的设计，必定是建立在大量的可靠的测试分析结论之上的37.2 弹箭结构特征量测试弹箭结构特征量测试 炮弹、火箭弹的结构特征量也称标志量，它包括弹的质量、质心位置（质心与偏心）、极转动惯量、赤道转动惯量等，统属于反映炮弹、火箭弹质量性能的参数这些参数与炮弹火箭弹的空气动力特性及运动特征有着密切的关系，极大地影响着其飞行性能，关系到能否按要求命中目标为了控制这些量，必须对之进行测定，以保证炮弹、火箭弹的生产质量，同时为分析研究弹道性能提供依据。
一、质量与质心位置的测定一、质量与质心位置的测定 、质量的测定 弹箭质量的具体测定，随产品的尺寸大小以及产品对测定精度的要求和科学技术的进步水平，可选用具体的仪器设备系统来完成 4 对于较少数弹箭的测定或是设备简陋的情况，采用机械天平直接读数测定，而在大数量、测定精度要求较高时，可采用电子天平微机系统进行测定经过具体的测定，可检查弹箭的实际质量是否符合产品图纸的设计要求同时也为质心位置、转动惯量等参量的测定，提供了原始数据 、质心位置的测定 质心位置测定的方法和可选仪器有多种，可以根据被测弹体的类型（如榴弹、迫弹等）、弹径、长度及其质量大小的不同进行选择但就其测定原理，都是采用静力矩平衡的原理来实现的5 测量质心可用质心秤质心秤设有一套刀口支承装置，使摆架能自由摆动装置设有平衡砝码 及主砝码 （ 的质量已标出或已知）测定之前，先由 调整摆架平衡，（ 放在零点）而后将弹体放到质心称上，再由 将摆动部分调平衡，则可得到下列平衡方程式：（72）所以：（71）如图所示：6式中：秤的支点至弹体质心的距离主砝码 的移动距离（可直接由刻度尺上读出）弹体的质量支撑点到弹底的距离（平衡后可直接读出）则质心距弹底的距离（73） 式（73）中，（+）或（-）的取法，由主砝码的位置开确定，位于零点（支点）之右取（+）号，反之取（-）号。
7二、转动惯量的测定 对于弹体绕对称轴转动时惯性的度量称为极转动惯量，以 表示对于弹体绕通过质心并垂直于弹体对称轴的旋转轴转动是惯性的度量称为赤道转动惯量，以 表示 转动惯量的确定，可以用理论计算得出，也可以通过试验测定对于弹箭来说，由于结构、形状复杂，因此通常多是通过转动惯量测定仪来测定 转动惯量测定仪的种类较多，考察我国的实际情况，测定转动惯量，大多采用单线式转动惯量测定仪，而尤以三线式居多下面就简单介绍一下三悬线式转动惯量测定仪8 三悬线式转动惯量测定仪的原理是根据仪器回转能变成位能写成微分方程式，再依几何关系求出回转力矩，然后根据动力学使惯性力矩和旋转力矩相平衡得出与数学摆类似的方程式根据数学摆的原理，可以写出转动惯量和周期的关系，求得周期后，即能给出转动惯量 、三悬线式转动惯量测定仪结构原理 三悬线式转动惯量测定仪的主要结构是用三根长度相等的金属丝（常选钢丝）构成的悬挂系统 9三悬线式转动惯量测试仪工作时的运动分析示意图10 钢丝的顶端固定在回转圆盘的三个点上，此圆盘与地面平行，三个点在圆盘的同一平面上三点位于半径为R的圆心上，三个悬挂点与圆心连线的夹角间隔互为120三根钢丝的另一端分别固定在一个摆盘的三个吊盘点上，三个吊盘点也位于半径为R的同心圆上，并与圆心连线的夹角间隔也互为120，圆心与摆盘的中心线（质心）重合，三根钢丝平行，长度相等。
钢丝质量与摆盘的质量相比可以忽略不计，我们讨论一下摆动部分的运动情况： 在做扭摆运动的部分中取任意一点的位置为A设G为扭摆部分的总重力（ ），L为钢丝悬线的长度，R为三根钢丝悬线形成的圆半径， 为钢丝悬线与垂直的夹角， 为摆盘的转角（偏离平衡位置A的转角）11 为便于分析问题，把扭摆部分的重力W看成由三根钢丝中某一根钢丝来承担当扭转 角度后，A点移到了点A的位置，重力W产生了 分量，如图所示：（74） 扭摆部分在分力 的作用下产生的扭转摆动，其运动微分方程式为：（75）式中： 扭转部分的转动惯量； 外力矩，其方向与运动方向相反12（76） 当 值很小的时候，则上式成为：（77）即：令：则：（78）13式（78）是一个自由摆动（简谐振动）方程，其摆动周期为：（79）式（79）适用于扭摆角度不大的条件（当 时， ，角度较大情况时，式（79）需要做修正 三悬线式转动惯量测试仪使用的经验结论是三条钢丝在可能的情况下，适当地选长些为宜，一般情况应为 ，此时摆动稳定，衰减慢，有利于试验测定工作的进行另外，试验测定中的扭摆角度选择适当，一般为1020为宜14 二、弹箭极转动惯量 及赤道转动惯量 的测定 由式（79）可知，带弹三线摆动部分的转动惯量为：（710） 1、弹体极转动惯量、弹体极转动惯量 的测定的测定 待测弹体在完成质量与质心位置测定后，利用极吊具将待测弹体按图示装好，然后如下进行: 为了测定弹体的转动惯量 ，须从J中去掉三悬线架扭摆部分本身的转动惯量 。
办法是制作一件悬有带状小凸台的实心刚圆柱体作为标准体，小凸台的作用是承托，以便能将标准体放入悬吊盘中15标准体的转动惯量可由公式计算，式中 r标准体半径 h标准体高度 标准体密度（711） 带标准体三悬线架的转动惯量 为：（712）式中 摆动周期 标准体，极吊具、吊盘总质量16 则未放待测弹体时，极吊具、吊盘等扭摆部分本身的转动惯量 为：（713）式中 包括弹、极吊具、吊盘的摆动周期； 弹体、极吊具、吊盘的质量； 待测弹体的极转动惯量； 带弹三悬线摆动部分的转动惯量172、弹体赤道转动惯量、弹体赤道转动惯量 的测定的测定先换装吊具，保证弹体质心通过吊具的中心线将弹体安装好，如图所示（714）式中： 包括弹、赤道吊具、吊盘的摆动周期； 弹体、赤道吊具、吊盘总质量； 未放待测弹体时赤道吊具、吊盘等扭摆 部分本身的转动惯量18带标准体、赤道吊具、吊盘的赤道转动惯量（715）式中： 摆动周期 标准体、赤道吊具、吊盘的总质量标准体的赤道转动惯量是（716）19 由以上公式可知，只要测出各个摆动周期 、 ， 、 ，便可求得 、 3、弹体转速的测定、弹体转速的测定 炮弹、火箭弹由于飞行稳定性或提高射击精度的需要，依据采用稳定方式不同，要求弹体在飞行中做高速旋转运动或低速旋转运动。
弹体围绕弹轴的转动是设计性能的需要，对弹的运动规律及弹的性能有很大的影响故测定弹体的转速十分必要尤其是对于具有微旋转作用的破甲弹更是重要为了提高弹的射击精度需要弹在飞行中做高速旋转，但过高的旋转又会影响弹在终点的破甲作用因此设计要求转速必须恰当，一般应控制在2500rmin以下两方面兼顾 测定弹体旋转速度及其变化规律的试验，依照测试手段的不同，常用的方法有机械法、高速摄影法及遥测法等20一、机械法一、机械法该法中测弹体转速的方法有两种一是销钉法，二是印迹法一一)试验用弹准备试验用弹准备 依照弹体的具体结构，在适当位置安装销钉如尾翼稳定的弹，可在某一尾翼片上安装测转速销钉，见上图所示或在弹体侧壁的某一部位安置销钉，见下页图对于有线膛炮发射的高速旋转弹，销钉在膛内是埋入弹体的，弹体飞出炮膛后，销钉在离心力作用下伸出弹体提供测转速信号记取使用对于靠尾翼低速旋转的滑膛弹，销钉在膛内炮管压迫埋入弹体，在弹体飞出炮膛后靠设在销钉下面的弹簧力作用将销钉伸出弹体，提供测转速信号记取使用印迹法是在弹的某一部位(不超过弹体18周长)上涂以慢干漆根据弹体穿过纸靶或布靶时留下印痕，利用相邻两靶孔上油漆位置夹角的相对变化，来确定弹的转角及转速。
此法简单，但由于对油漆印痕的辩认有时困难而不易测量准确下面对销钉法做一较细的介绍21(二二)靶道布置和试验的进行靶道布置和试验的进行 靶道布置见图所示测速靶与测转速靶中点应重合，测速靶应按试验要求而放置测转速纸靶与射线垂直放置纸靶采用1 mm厚的马粪，马粪纸要求烘干或涂以虫胶漆，以保证信号容易辨别两纸靶的距离应根据炮弹通过纸靶时旋转角度小于1周(360)来定 根据炮弹初速 及其它试验要求与可能可以在弹道某几段上同时测转速，但每对转速靶也要同时配有测速靶，测出两纸靶中点的速度 试验用由(一)所采取的方法预先准备好的弹进行，试验条件按有关规定执行试验一发，更换一组纸靶在纸靶上标出射序和靶号，以供结果处理使用22(三三)试验结果处理试验结果处理 根据测转速靶上弹体飞过时留下的测转速信号痕迹，算出弹体飞经两测转速靶时的转角 如图所示，弹体穿过第一靶，销钉所在的尾翼与垂直坐标轴间的夹角为 ，当穿过第二靶时，此夹角度为 则被试弹在此两靶间的实际转角为 ，根据如下公式即式中： 被测弹体飞经两靶间的转速（rmln）； 两靶间的中点速度（ms）； 两靶间炮弹的转角 ()； 两靶间的距离（m） 依照上述方法，若测得弹道上多点的转速，则可得出转速随距离的变化曲线（ )。
可算出弹体飞经两靶的转速 为：(7-17)23 高速摄影法实际上与机械法相类似，不同点仅仅是利用摄影机把弹丸上的标志拍摄下来，然后利用照片整理转角数据；或者在弹上画一条或若干条与弹轴平行的直线，利用摄影机连续拍照后整理出一条倾斜线，再从斜线倾角及对应的飞行时间求出转速 可以完成弹丸飞行转速测定的高速摄影机有弹道同步摄影机、棱镜补偿式高速摄影机、狭缝摄影机等多种其中狭缝摄影机因为结构简单，使用方便常被采用现以狭缝摄影机测弹丸转速方法简述如下（仅介绍单台摄影机测弹丸转速情况）：二、高速摄影法二、高速摄影法24 一般是在弹丸圆柱部上画出与弹轴平行的白色等分线(68条)，照相结果，由于弹在飞行中有旋转运动，在照片上的白线变成倾斜线，如上图所示处理试验取得的照片，可以由下式计算给出弹丸的转速 ：a) 弹体画线图（静止） b)旋转弹体照片旋转弹丸转速试验图示式中： 弹上圆柱部涂白线处的长度（mm）； 弹上圆柱部涂白线处的直径（mm）； 照片上弹轴线与斜线间的夹角 ()； 弹丸飞行距离L所需要的时间（s）7-18)257.3 7.3 弹丸终点效应测试弹丸终点效应测试 弹箭终点效应。