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调炮精度测量方法

发布时间:2022-06-11 16:51:36

1. 提高装配时的测量检验精度的方法有哪些

在一般的金属切削机床中,都具有主轴组件。主轴组件是机床的执行件,它的功能是支承并带动工件或刀具完成表面运动,同时还起传递动力和转距,承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于主轴组件的工作性能直接影响到机床的加工质量和生产率,因此它是机床中关键组件之一。
对主轴组件的工作性能来说,主轴组件的旋转精度是其中重要的一个方面。主轴旋转时,由于种种原因,其旋转中心线位置随时间而变化,若用一条直线代表主轴理想的旋转中心线,实际旋转中心线与理想的旋转中心线的偏移量,称为主轴组件的旋转精度,亦可指机床空运转时,主轴前端的径向跳动、端面跳动和轴向窜动的大小。
主轴组件的旋转精度主要取决于主轴、轴承和轴承锁紧母的制造精度及装配质量。在大修设备时,主轴及轴承锁紧母主要采用修复恢复其精度,而轴承椅鉴定报废后则外购。所以在装配过程中,正确的装配方式是提高主轴组件旋转精度的重要环节之一,在装配前应测量轴承及其相关件的精度,并作好记录,以便装配时选配。本文就设备大修时的主轴装配过程作简单探讨:

1.主轴锥孔中心线的测量
机床主轴的精度直接影响到主轴组件的旋转精度,修复后,与其本身加工精度必定存在一定误差。田主轴精度检测方法测出主轴轴端锥孔中心线最大偏差处,作记号,并记录其误差方向。

2.轴承的定向装配
轴承是主轴组件的重要组成部分,轴承装配的好坏直接影响旋转轴的径向跳动和轴向窜动精度,因此要保证主轴的径向跳动和轴向窜动精度,除了要求主轴和轴承具有一定精度外,还必须采用正确的装配方法。
轴承的定向装配:实质是根据误差补偿原则,将主轴链孔中心线的偏差(高点或低点)与前后轴承内环的偏差(低点或高点)置于同一轴向截面内,并按一定方向装配,从而补偿其误差,以提高主轴组件旋转精度。在前、后轴承内圈径向跳动和主轴锥孔中心线的偏差不变的条件下,不同的装配,主轴检验处的径向跳动量数值不同(在装配前,应测量轴承内、外围的跳动量并记录其的误差方向)。
如图所示:
δ1———前轴承内困径向跳动量;δ2———后轴承内圈径向跳动量;δ3———主轴链孔中心线;
δ———主轴检验处的径向跳动量。由图A根据相似三角形性质:
δ1-(δ+δ3)/δ1-(δ+δ3)L=α/α+L
可得δ=:δ1-(δ2-δ1)×α/L-δ3
即:δA=δ1-(δ2-δ1)×α/L-δ3 Ⅰ
同例由图B可知:
δB=δ1-(δ2-δ1)*α/L+δ3 Ⅱ
由图C可知:
δC=δ1+(δ2+δ1)*α/L-δ3 Ⅲ
由图D可知:
δD=δ1+(δ2+δ1)*α/L+δ3 Ⅳ
(1)从四个图解及四个公式,我们可以看出,δA<δB<δC<δD为了减少主轴径向跳动量,可根据图A(及公式I)即把前、后轴承内圈径向跳动的最高点放置在同一方向上,而主轴锥孔中心线最大偏差处则在其相反的方向上,这样可以使主轴前端径向跳动最小。
(2)后轴承的精度应比前轴承低一级,即后轴承内圈径向跳动要比前轴承稍大。如果后轴承的精度和前轴承的精度一样,甚至高一些,主轴的径向跳动最反而加大。
如图E所示:δE=δ2+(δ2-δ1)*α/L-δ3 Ⅵ
3.轴承锁紧母的调整
因主轴轴承锁紧螺母端面与其螺纹中心线的垂直度及螺纹齿的误差,在螺母拧紧后很可能造成主轴弯曲及轴承内、外圈倾斜,对主轴组件旋转精度有很大影响。所以拧紧螺母后,应测量其主轴旋转精度,找出径向跳动最高点,并在反方向180°处于螺母上作出标记。拧下螺母后,在作标记处修刮螺母结合面,再装上重新测量,直至主轴旋转精度合格为止。
通过以上方法在大修设备中的实施,提高了大修设备的效率,缩短了大修设备的时间,大大提高了主轴组件的旋转精度。
提高装配时的测量检验精度的方法有哪些?
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2. 机床精度检测方面,导轨直线度误差常用检测方法有哪些

一、水平仪测量法


以普通气泡式水平仪为例进行分析。首先根据机床导轨直线度误差的精度要求,选择合适精度的水平仪和合适步距的专用桥架;然后将水平仪调零,放在专用桥架上,把专用桥架放在被测导轨的一端开始进行测量。每次记录下相应段的水平仪气泡移动的格数,并按其正负记录下来,然后进行误差值换算数据处理,最后根据所测点数据做误差曲线图,使用最小包容平行线法即可求出其直线度误差。


二、自准直仪测量法


自准直仪主要由具有一定焦距的物镜(望远镜)、带有分划板及照明装置的自准直测微目镜和置于被测对象上的反射镜组成。目前使用的自准直仪主要有3种:光学自准直仪、平直度检查仪和光电自准直仪。下面以光学自准直仪为例进行分析,其基本测量原理见图1。

分划板置于物镜的焦平面上,其上的o点位于物镜的光轴上,光源1发出的光线通过o点经过物镜后成一束与光轴平行的平行光线射向反射镜4。当反射镜面垂直于光轴时,光线仍按原路返回,经物镜后仍成像在分划板上o处,与原目标重合。如果反射镜与光轴有一倾角a,则反射光线的偏转角为2a,通过物镜后成像在分划板上的o′处,此时线位移oo′=s,表示了偏转角度的大小,即:


s=f′tan2α。


其中:f′为物镜的焦距。当α很小时,tan2α≈2α,则:


设反射镜桥板跨距(测量间隔)为b,自准直仪读得反射镜倾斜角a与倾斜高度h的关系为h=ba。


三、激光干涉仪测量法


激光具有方向性好、单色性好、能量集中和相干性强等优点,使用激光干涉法测量直线度精度较高。当前多采用氦—氖激光,它是可见光,且功率和频率的稳定性容易控制,频带比较窄。

入射光束4被角度干涉镜中包含的分光镜分为光束5和光束6,光束5和光束6又分别被角度反射镜反射回分光镜的同一位置,分光镜对两束光进行调制后直接把光束传送到激光发射器中,从而使两束光在探测器中产生干涉条纹。根据光的叠加和干涉原理,凡光程差等于波长整数倍的位置,振动加强,产生明条纹;凡光程差等于半波长奇数倍的位置,振动减弱,产生暗条纹。使用激光干涉仪测量机床导轨时,反射镜3沿着导轨方向运动,当反射镜有偏转角度时,光束5和光束6会产生光程差,即干涉条纹会产生相应的变化,通过运算器可将其转换为直线度误差值。


三种测量方法优缺点分析:


水平仪法操作简单、使用方便、成本较低。但是精度较低,一般只能达到20lm/m。水平仪可以测量导轨在垂直面内的直线度以及两条导轨之间的平行度,但是测量水平面内的直线度很困难。用水平仪测试法,数据的采集和整理容易出错,由于此法是以导轨上某些固定采样点为测量对象,所以测量距离长了难以保证测试结果的真实性。


自准直仪法的缺点是不易达到很高精度,一般为5lm/m。因为光线在空气中并非绝对准直,测量范围越大,其偏差就越大,采用的光电位置敏感元件的测量精度较难大幅度提高,光束在传播过程中容易受到各种干扰而出现偏差,为非连续测量,结果具有很大的随机性,成本相对激光干涉仪低。


激光干涉仪的优点是测量距离大,测量速度快,测量精度高,而且可连续测量和采用微计算机进行数据处理、显示和打印。激光抗干扰能力强,尤其是抗空气扰动的能力强,因此它适于在车间等环境稍差些的场合应用,测量精度可达0.4lm/m。但是价格昂贵,一般用于对精度要求很高的场合。


综上所述,各种检测直线度的方法都各有其优缺点,企业在选用测量方法的时候应该考虑两方面的要求:一是精确度要求,即测量结果必须达到一定的可信程度;二是经济性要求,即在保证测量结果精确性的前提下,应使测量过程简单、经济、花费代价最小。

3. 炮兵常识 测距离

自体测距 也就是不用任何工具目测纵向距离之法 以前当过炮兵(直瞄炮)刚好学过 不敢自珍 与大家共享。

一.在墙上画出两条直线距离是标准的一米(线条高低不限)

二.用尺子在地上量出一段精准10米的距离划线

三.脚的最前方顶住线(不能越过)

四.平举右手手握拳大拇指向上翘起

五.闭上左眼 用右眼从翘起的大拇指最左侧望去 调整手臂让墙上的一米线最左侧与拇指最左侧平齐

六.身体姿势不动 闭上右眼同时睁开左眼 此时拇指的左侧因视角不同也相对右移(注意:不是叫你去移动手臂)

七.跳眼的要求在于 左眼看和右眼看的拇指移动距离 刚好是墙上一米线的头和尾 (也就是一米)如果大于或小于一米 请你调整身体姿势或者调整手臂姿势(也就是调整拇指与眼睛的距离 距离近则大反之则小)直到刚好一米 。

八.记住你的姿势 这就是你以后实战中测距的标准姿势

最后我讲讲使用方法 例如你对家阳台上停着猎物 你想测出距离以便做精度射击 你就按上法将拇指左侧对准阳台长边最好有记号的地方 测出左右眼切换的横向长度然后估算大概多长(我想横向距离大家不会那么难估算吧)然后乘以10倍等出的结果就是你与阳台的距离 比如量出3米那就是说你距离阳台30米。

4. 加工精度的测量方法

加工精度根据不同的加工精度内容以及精度要求,采用不同的测量方法。一般来说有以下几类方法:
1、按是否直接测量被测参数,可分为直接测量和间接测量。
直接测量:直接测量被测参数来获得被测尺寸。例如用卡尺、比较仪测量。间接测量:测量与被测尺寸有关的几何参数,经过计算获得被测尺寸。
显然,直接测量比较直观,间接测量比较繁琐。一般当被测尺寸或用直接测量达不到精度要求时,就不得不采用间接测量。
2、按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值,可分为绝对测量和相对测量。
绝对测量:读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺测量。
相对测量:读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。如用比较仪测量轴的直径,需先用量块调整好仪器的零位,然后进行测量,测得值是被侧轴的直径相对于量块尺寸的差值,这就是相对测量。一般说来相对测量的精度比较高些,但测量比较麻烦。
3、按被测表面与量具量仪的测量头是否接触,分为接触测量和非接触测量。
接触测量:测量头与被接触表面接触,并有机械作用的测量力存在。如用千分尺测量零件。
非接触测量:测量头不与被测零件表面相接触,非接触测量可避免测量力对测量结果的影响。如利用投影法、光波干涉法测量等。
4、按一次测量参数的多少,分为单项测量和综合测量。
单项测量;对被测零件的每个参数分别单独测量。
综合测量:测量反映零件有关参数的综合指标。如用工具显微镜测量螺纹时,可分别测量出螺纹实际中径、牙型半角误差和螺距累积误差等。
综合测量一般效率比较高,对保证零件的互换性更为可靠,常用于完工零件的检验。单项测量能分别确定每一参数的误差,一般用于工艺分析、工序检验及被指定参数的测量。
5、按测量在加工过程中所起的作用,分为主动测量和被动测量。
主动测量:工件在加工过程中进行测量,其结果直接用来控制零件的加工过程,从而及时防治废品的产生。
被动测量:工件加工后进行的测量。此种测量只能判别加工件是否合格,仅限于发现并剔除废品。
6、按被测零件在测量过程中所处的状态,分为静态测量和动态测量。
静态测量;测量相对静止。如千分尺测量直径。
动态测量;测量时被测表面与测量头模拟工作状态中作相对运动。
动态测量方法能反映出零件接近使用状态下的情况,是测量技术的发展方向。

5. 坦克的滑膛炮怎么保持炮弹的精度

楼上哪些说了等于白说

首先现代坦克的主要弹种只有两种:尾翼稳定脱壳穿甲/APFSDS弹和破甲弹/HEAT

这个不多说了

因为滑膛炮 没有膛线 所以不可能通过自旋来保持精度

所以只有一个方法 就是尾翼

可以那么说尾翼稳定脱壳穿甲/APFSDS诞生 促使滑膛炮的大规模使用或者说发展 而HEAT并没有被完全弃用 因为其除了反装甲能力 还有一定的反工事能力

在APFSDS之前 是次口径穿甲弹当道 当然那APFSDS也是次口径穿甲弹的一种!!

那么HEAT在无膛线的情况下如何保持精度 当然也会是尾翼

以中国的82式HEAT破甲弹和前苏联100mm破甲弹为例

82式

望采纳!!

6. 坦克世界火炮怎么瞄准

坦克火控系统是控制坦克武器(主要是火炮)瞄准和发射的系统,用以缩短射击反应时间,提高首发命中率。按瞄准控制方式分类,现代坦克火控系统可分为扰动式、非扰动式和指挥仪式3类。

发展情况

一、系统发展概况

坦克火控系统从问世到现在,大体上可以分为4代。第一次世界大战末期装备的第一代坦克火控系统只配有简单的光学瞄准镜。这种光学瞄准镜用视距法测距,即如果目标的高度或宽度已知,那么就可通过它在瞄准镜视场中所占的mrad分划数估算出或直接读出目标距离,接着就可装定瞄准角。用这种方法,在900m时,则命中率显着下降。目前,一些坦克的应急工作方式仍然采用这种方法。

50年代装备的第二代坦克火控系统在原光学瞄准镜的基础上增配了体视式或合像式测距仪和以凸轮等为函数部件的机械式弹道计算机,性能比第一代有了明显改进,在1300m距离内,射击标准目标的首发命中率为50%。

60年代初期装备的第三代坦克火控系统由光学瞄准镜、光学测距仪和机电模拟式弹道计算机组成,并且开始配用了一些弹道修正传感器。这种火控系统在1400m的距离内原地对固定目标的首发命中率为50%。

上述3代坦克火控系统的缺点是不能预测运动目标的射击提前角,因此不能射击运动目标,而且由于没有一种比较理想的测距仪器,命中率比较低。随着激光技术的出现和发展,出现了激光测距仪。激光测距仪是一种精度高、操作简易、快速的测距仪器,与火控计算机等组合成的火控系统是提高坦克火炮命中率的重要途径。因此,美国休斯飞机公司(Hughes Aircraft Co.)从1965年底,试验用的样机研制成功,定名为柯贝达(Cobelda),后来改名为萨布卡(SABCA)。休斯飞机公司根据从该火控系统中所获得的经验,正式为M60A3坦克设计了带激光测距仪的综合火控系统,主要由测瞄合一的车长激光测距瞄准镜、炮长昼夜瞄准镜、数模混合式火控计算机、目标角速度测量装置以及各种弹道修正量传感器组成,能在坦克短停时射击固定或运动目标。自动输入火控计算机的修正量有炮耳轴倾斜、横风和目标角速度,人工装定的修正量有气压、气温、药温、炮膛磨损和弹种等。在2000m的距离内,原地对固定目标射击时火控系统的首发命中率为90%。

进入70年代后,世界各国都相当重视坦克火控系统的现代化。不少国家研制成功并装备了综合坦克火控系统。

最近10多年来新发展的坦克火控系统,一部分是为了改装现装备的老式坦克而设计的,一部分是为新研制的坦克而设计的。尽管这些新发展的火控系统在总体结构、瞄准控制方式和性能数据上各有差异,但是所采用的技术却有许多共同或相似之处,反映了坦克火控系统的发展动向。目前对新型坦克装备的火控系统的基本要求如下:

快速发现、捕获和识别目标;

反应时间短;

远距离射击首发命中率高;

坦克行进间能射击固定或运动目标;

全天候和夜间作战能力强;

操作简便,可靠性高;

配有自检系统,维修简便;

具有较高的效费比。

对改装老式坦克用的火控系统的基本要求如下:

在与老式坦克性能相匹配的前提下,基本上满足现代先进坦克火控系统的某些要求;

安装简单迅速,通用性好,既适用于西方国家制造的老式坦克,也适用于苏制T系列坦克;

坦克改动量小,改装成本低;

可靠性高,操作和维护简便;

功耗低,尽量利用车辆上原有的电源;

体积小,不过多地占用坦克炮塔内的有效空间。

二、部件发展概况

现代坦克火控系统一般由光电观瞄设备、火控计算机、弹道修正量传感器以及火炮稳定和控制系统等组成。

1.光电观瞄设备

现代坦克火控系统的光电凤瞄设备通常包括昼用光学瞄准镜和夜视仪器。对一个完善的坦克火控系统来说,车长和炮长都单独配有光学主瞄准镜和辅助瞄准镜。炮长主瞄准镜采用望远式或潜望式两种结构,基本上都与激光测距仪和夜高仪器组合,构成测瞄合一或昼夜合一的结构,目前日益增多的观瞄设备为昼、夜、测距三合一结构。车长主瞄准镜多用周视潜望式结构。为了提高搜索、识别和跟踪目标的能力,车长和炮长主瞄准镜通常采用变倍物镜和大口径物镜。低倍率、大视场用于战场监视和搜索目标;高倍率、小视场用于识别、跟踪和瞄准目标。

为了提高瞄准精度和操作简便,现代坦克火控系统的车长和炮长瞄准镜还配用了阴极射线管和其他电子装置,能将弹道瞄准标记、激光测距仪测得的距离数据以及准直调整。

70年代以前,坦克夜视仪器通常采用主动红外装置,隐蔽性不好,容易被敌方发现,成为攻击的目标。70年代以来采用了微光夜视仪(包括一代和二代像增强器)和微光电视。在星光条件下,两者对坦克的作用距离都可达到1000m以上。80年代初,第一代被动热像仪开始装备在如M60A3、M1和豹2等坦克上。微光夜视仪在无月光、星光夜晚的作用距离受到限制,并受烟雾影响,还不能发现伪装目标。热像仪除了克服微光夜视仪的上述缺点外,还有可能根据目标的热特征而实现自动跟踪目标。目前大多数热像仪所用的探测器材料为碲镉汞,工作波段为8~14μm,对坦克的识别距离可达2000m以上。例如安装在比利时LRS-5型坦克火控系统中的TTS型坦克热像仪,对坦克的发现距离是4~5km,对坦克的识别距离是2~2.3km。

2.火控计算机

火控计算机是现代坦克火控系统的核心部件,主要功能是根据弹道修正量传感器自动输入的和人工装定的各种弹道参数,求解弹道和射击提前角方程,并自动将射角和方位角信息传送给瞄准镜以及火炮伺服系统。火控计算机从问世至今,大体上有机械模拟、机电模拟、全电子模拟、数模混合式和数字式5种类型。现代坦克火控系统除少数采用模拟式和数模混合式外,大部分采用数字机,而这些数字机中大多数是微型计算机。由于坦克内的空间有限,要求整个火控系统的体积小、功耗低,因而使用微型计算机非常合适。采用微型机可使火控系统实现模块化、可靠性高、便于快速检修,微型机的成本也比较低。由于以上这些优点,目前采用微型机的火控系统很多,而且会越来越多。

现代坦克火控系统一般至少可计算4个弹种的射击诸元,最大计算距离一般为4000m弹道计算精度一般为0.1mrad①,用脱壳穿甲弹对距离1500m、2.3×2.3(m)的运动目标射击,能使首发命中率达到80%以上。

3.弹道修正传感器

为了提高弹道计算精度和首发命中率,现代坦克火控系统除用测距仪测距外,还采用了目标角速度、炮耳轴倾斜、横风、弹种、定起角、炮口偏移、弹丸偏流、视差、气温、气压、炮膛磨损、药温等修正量。从理论上讲,配用的修正量传感器越多,自动化程度越高,命中率也越高,但随之成本增高,发生故障或遭到损坏的可能性增大。因此不一定传感器越多越好,譬如第一批豹2上装有很多修正量自动传感器,而第二批豹2坦克上不再安装气象传感器,气温、气压、药温由人工装定。

现代坦克火控系统所配用的自动修正量传感器大体有3种情况。

第一种情况是配有一、二种自动传感器,如日本74式坦克火控系统只配有距离传感器(激光测距仪),其他如药温、炮耳轴倾斜、炮膛磨损、视差等弹道修正量都是手动输入。

第二种情况是配有许多自动修正量传感器。如比利时萨布卡坦克火控系统,除弹种手动输入外,配有距离、目标角速度、炮耳轴倾斜、横风、气压、气温、药温等多种自动传感器。联邦德国的综合坦克火控系统和莱姆斯塔(LEMSTAR)坦克火控系统除人工输入弹种、炮膛磨损外,配有距离、目标角速度、炮耳轴倾斜、横风、气温、气压、药温等多种传感器。

第三种情况是配有距离、目标运动角速度、炮耳轴倾斜,或再加上横风传感器,其他修正量由人工输入,属于这种情况的火控系统数量最多,如美国的M60A3、M1、英国的IFCS等。它的优点是系统不太复杂、成本不太高,但又反一些最重要的和随时可变、不便于手动输入的修正量用自动传感器输入,而药温、气温、气压和炮膛磨损等在作战前有充分的时间预先人工输入。即使系统不过于复杂,又保证了首发命中率高的要求。

激光测距仪是现代坦克火控系统的一种最好的距离传感器。它的测距精度高,而且与测程的远近无关;测距迅速;距离数据可以直接以数字显示并传送给火控计算机;激光的光束窄,因而角分辨率高,不易受地物杂波的影响和对方的干扰;激光测距仪的体积小、重量轻;操作和训练简便。这些独特的优点极好地满足了现代坦克火控系统对距离传感器的要求,成为组成现代坦克火控系统必不可少的部件。多次的实际射击试验也证明,坦克火控系统配用激光测距仪后,首发命中率可提高到80%以上。特别是远距离射击时,首发命中率的提高更显着。

坦克激光测距仪从问世到现在已经发展了两代。目前正在发展第三代——CO2激光测距仪。现代坦克火控系统除少数还装备第一代——红宝石激光测距仪,如美国M60A3坦克和日本74式坦克,其他绝大多数都装备了第二代——钕激光测距仪,其中多数用Nd:YAG激光器,少数用钕玻璃激光器。与红宝石激光测距仪相比,钕激光测距仪的优点是发射1.06μm的近红外光,隐蔽性好,其他优点还有耗电少、效率高、轻小等。激光测距仪的测程约为200~10000m,测距精度约为±5m或±10m,束散为0.5~1mrad,脉冲重复频率为每分种几次到几十次。

激光测距仪除极少数因改装老式坦克需要而采取测瞄分离的结构之外,绝大多数都与炮长主瞄准镜或车长主瞄准镜组合成一体,构成测瞄合一的结构。

抑制假目标回波是激光测距仪中一项重要的技术问题,关系到测距数据是否可靠,从而直接关系到首发命中率的问题。现采用以下方法抑制假目标回波:

用距离选通法抑制最小选通距离以内的假目标,最小选通距离由操作手装定;

存储并显示多个目标距离数据,供炮长或车长进行判断选择;

用首末脉冲距离逻辑电路抑制假目标回波;

偏振分辨法,即利用目标反射光与微粒(如烟、雾)散射光偏振性能不同来抑制假目标回波,这种方法要求激光器输出平面偏振光,并且在接收器前要加检偏器。

除上述方法外,有的坦克激光测距仪还采用一些辅助方法来验证激光测距仪所测距离是否正确,如英国ICS火控系统中所用的激光测距瞄准镜用大小与距离成反比的椭圆瞄准光环来验证所测距离是否是目标的距离。

现代坦克火控系统常用的目标角速度测量装置主要有速度陀螺、测速电机和光电编码器3种,只要测出瞄准镜或火炮跟踪目标的角速度就测出了目标的角速度。瞄准镜上安装的速度陀螺是瞄准镜稳定系统的一个部件,此外还兼作目标角速度传感器。

常用的炮耳轴倾斜传感器有摆式和垂直陀螺等。垂直陀螺适用于行进间测量炮耳轴倾斜,比较先进的坦克火控系统(如豹2和比利时的通用坦克火控系统)一般采用这种装置。

横风传感器有被电流加热的热敏电阻式、螺旋桨式和球式几种。

炮膛磨损修正量采用数字逻辑电路,其原理是将每种弹等效的磨损系数与已发射过的每种弹的数量的乘积累加起来,就形成了炮膛的等效总磨损量。炮膛磨损也可人工装定。

4.火炮与瞄准线稳定与伺服系统

现代战争要求坦克具有行进间射击或行进间短停射击目标的能力,这就必须配备火炮稳定和瞄准线稳定系统。稳定系统的发展大体上经历了3代。前两代稳定系统主稳定火炮,瞄准线随动于火炮。

第一代稳定系统叫做双陀螺稳定系统,在高低和方位稳定系统中每套只有1个速度陀螺,用来传感火炮和炮塔的角速度,此信号经放大后来控制火炮伺服系统,起到稳定火炮的作用。这种稳定系统可以在行进间粗略稳定火炮,但不能行进间射击,要求射击前短停精确控制火炮。

第二代稳定系统又称为4陀螺稳定系统。即在火炮高低和方位伺服控制回路中各包括两个陀螺。一般来说,一个是位置陀螺(3自由度陀螺),一个是速度陀螺(2自由度陀螺)。速度陀螺在有的系统中提供扰动变量前馈控制信号(如豹1A3),有的起速度反馈作用(如T-62坦克)。第二代系统比第一代系统反应迅速、稳定精度高,火炮能在行进间瞄准,射击前短停的时间比第一代可缩短一些,但仍不能行进间射击。

第三代稳定系统是独立稳定瞄准线的指挥仪式系统。这种系统与瞄准控制方式中的指挥仪式坦克火控系统系同一种系统。

稳定系统也伺服控制系统是紧密结合在一起的,两者的大部分部件都是共用的。目前稳定和伺服控制系统有电液式和电动式两种类型。美国、联邦德国和法国装备的坦克基本上都是电液式的,而英国的是电动式的,苏联坦克稳定器在高低向是电液式的,方位向是电动式的。美国卡迪拉克·盖奇(Cadillac Gage)公司生产的电液式稳定系统为美国M47、M48、M60坦克以及联邦德国和比利时装备的豹1坦克所采用。英国的炮控稳定系统都是全电动式的,而且都由马可尼雷达(Marconi Radar)公司生产,包括用于奇伏坦坦克的GCENo.7双向稳定系统,用于改装逊邱伦的GCE576或GCE581系统以及用于维克斯MK3坦克的GCE620炮控稳定系统,这些系统的末级功率放大装置都是电机放大机。马可尼雷达公司又为蝎式、狐式等轻型坦克研制成功了PD700型炮塔和火炮电力驱动系统,采用可控硅功率放大器作为末级功率放大器,优点是快速回转和慢速平滑跟踪性能优良、效率高、耗电少、工作时噪声小。

近年来,采用全电动系统的坦克越来越多,如法国的AMX勒克莱尔、日本的90式、以色列的梅卡瓦3、巴西的EE-T1等,联邦德国的下一代主战坦克KPz2000也打算采用。全电动系统的主要优点是安全性好(无液压油,不易着火)。

瞄准线稳定和控制系统采用的是小功率电气伺服控制系统。

瞄准控制方式

坦克火控系统大体采用扰动式、非扰动式和指挥仪式3种瞄准控制方式。采用扰动式的主要有英国的IFCS、SFCS600火控系统和美国的M60A3、日本的74式坦克火控系统等。采用非扰动式火控系统的如瑞典的IKV-91坦克火控系统、E型坦克火控系统、比利时的萨布卡火控系统、联邦德国的综合坦克火控系统等。指挥仪式火控系统在美国的M1、联邦德国的豹2、日本的90式、法国的勒克莱尔、意大利的C1、以色列的梅卡瓦3型等坦克上得到广泛应用。

1.扰动式

在扰动式火控系统中,瞄准镜与火炮用平行四边形(也称四联杆)机构连接,瞄准线和炮轴线是平行的。当炮长用手控装置调转火炮时瞄准镜就随动于火炮,因此炮长可以通过瞄准镜捕获和跟踪目标,并且在跟踪过程中测定目标距离和角速度。火控计算机根据输入的目标距离、角速度、倾斜角和各种弹道修正量,计算出射击提前角,然后将信号传输给瞄准线偏移装置,使瞄准线产生偏移。其偏移量相应于射击提前角,偏移方向和火炮运动方向相反。当炮长发现瞄准线偏离目标后,就用手控装置调转火炮使偏离的瞄准线重新对准目标。这时火炮就调转到提前位置上,可以进行射击。这个从“偏移”到“重新对准”的过程,叫做扰动过程。这种瞄准控制方式称为扰动式。

扰动式火控系统又分为扰动式手动调炮和扰动式自动调炮两种。在扰动式手动调炮的火控系统中,火控计算机算出的射击提前角只传输给瞄准镜,不传输给火炮。炮长需要用手控制装置调转火炮,使弹道瞄准标记重新压住目标。在扰动式自动调炮的火控系统中,火控计算机算出的射击提前角不但传输给瞄准镜,而且通过按压自动瞄准开关同时传输给火炮。扰动手动调炮的典型例子是英国的SFCS600火控系统,扰动式自动调炮的典型例子是英国的IFCS火控系统。

扰动式火控系统的主要优点是结构简单,成本低,比较适合于改装老式坦克;缺点是系统反应时间较长、容易产生滞后,操作难度与大一些。但是这些缺点在扰动式自动调炮火控系统中都得到不同程度的克服。

2.非扰动式

在非扰动式火控系统中,火控计算机算出的射击提前角同时传输给瞄准镜和火炮传动装置,使火炮自动调转到提前位置上,而瞄准镜传动装置则控制瞄准镜朝相反方向转动同样的角度。由于瞄准线和炮轴线同时受射击提前角信号控制,朝相反方向移动,所以瞄准线和目标之间的相对运动速度等于零,这样瞄准线就能始终保持对准目标,看不出扰动的过程。非扰动式火控系统的主要优点是结构不太复杂、系统反应速度快和跟踪平稳性好。

扰动式和非扰动式火控系统的共同缺点是由于瞄准线没有独立稳定,即使火炮稳定了,但由于火炮质量大,难于达到很高的稳定精度;由于火炮和瞄准镜机械连接,火炮的不稳定因素容易影响瞄准线的瞄准精度,使火控系统的动态精度受影响,因而使这两种火控系统不能完全满足进行间射击的要求,仅适于短停射击。

3.指挥仪式

为了提高行进间射击精度,近年来研制的新型主战坦克多数采用指挥仪式火控系统。它的基本特点是瞄准镜与火炮分开安装,火炮和瞄准镜都是独立稳定的。炮长用手控装置驱动瞄准镜,使瞄准线始终保持对准目标。火炮不是由炮长驱,而是通过自同步机(或旋转变压器)及火炮伺服系统随动于瞄准线。火控计算机所算出的射击提前角不传输给瞄准镜传动装置,只传输给火炮和炮塔伺服系统。这样火炮就可调转到提前位置上,而瞄准镜仍然保持跟踪目标。指挥仪式坦克火控系统通常配有火炮允许射击电路,当火炮调转到提前位置上时该电路向炮长显示火炮已经到位,可以实施射击。

指挥仪式坦克火控系统大体上有以下3种类型:(1)炮长和车长瞄准镜都配有独立的双向稳定装置;火炮也配有双向稳定装置,既可随动于炮长瞄准镜又可随动于车长瞄准镜,如豹2坦克火控系统。(2)炮长瞄准镜独立稳定,车长瞄准镜不配稳定装置,火炮只能随动于炮长瞄准镜而不能随动于车长瞄准镜,如美国M1坦克火控系统。(3)仅独立稳定车长主瞄准镜,炮长主瞄准镜不稳定。火炮只能随动于车长瞄准镜,不能随动于炮长瞄准镜,如英国的AFCS火控系统和法国柯斯达克坦克火控系统。

指挥仪式火控系统的优点是系统反应时间短、行进间射击精度高和操作比较容易。缺点是结构复杂、成本高。

性能比较

联邦德国的豹2坦克火控系统是目前已装备的最完善的火控系统,现将各国已装备、即将装备或已研制成功的比较先进的坦克火控系统与豹2坦克火控系统进行比较(见下页表)。

从该表可以看出,法国勒克莱尔坦克火控系统、意大利OG14L3坦克火控系统(装备于C1坦克)和豹2坦克火控系统所采用的主要技术是很近似的,都采用了已成熟的目前所能达到的最先进的技术。勒克莱尔还采用了上表所列以外的一些新技术,例如火控系统由共用1条数据总线的多微处理机系统来控制并进行检测。另外,还准备在首批200辆坦克生产之后采用一些改进措施,如全天候目标自动跟踪器、激光报警器、激光风速仪、话间操作控制器等。

为了降低成本,美国的M1坦克炮长瞄准镜只在高低向独立稳定,方位向不稳定,而且车长不单独配用瞄准镜,车长瞄准镜是炮长主瞄准镜的光学延伸,由于采取了这些措施和其他一些降低成本的措施,使M1坦克火控系统的成本实际降低到坦克总成本的20%,比原来规定的23%还要少。但性能上也受到一些影响,实验表明:M1坦克的射击精度比豹2坦克的稍差。

所列的其他坦克火气象系统也主要从降低成本考虑,车长瞄准镜不进行双向独立稳定。

比较坦克火控系统所配用的夜视仪器可以看出,有些国家如中国、苏联、瑞典等国的火控系统配有微光夜视仪,未配备热像仪。如上所述,热像仪比微光夜视仪具有较多的优点,所以用热像仪来取代微光夜视仪将是这些火控系统有待改进的一个方面。 英国的挑战者坦克炮长瞄准镜不独立稳定,因此它采用的瞄准控制方式是扰动式(自动调炮)的。其反应时间比指挥仪式的要长一些。

发展趋势

坦克火控系统的发展趋势如下:

1.测距仪

现在大多数国家的坦克火控系统都采用了Nd:YAG激光测距仪。今后的发展方向是发射10.6μm波长激光的CO2激光测距仪。这种测距仪具有对人眼的安全性好、穿透战场烟雾能力强、与工作在8~14μm波段的热像仪具有很好的兼容性等优点。因此,目前很多国家都很重视对它的研究,估计90年代将有可能将CO2激光测距仪装备到坦克上。

现在坦克火控系统中还出现了一种新的激光测距仪,这就是在联邦德国的MOLF坦克火控系统中已采用的喇曼(Raman)频移Nd:YAG激光测距仪。它是豹2坦克现用的CE628型激光测距仪的进一步发展,在原来的Nd:YAG激光器中加了1个喇曼频移盒,利用喇曼效应,激光器的波长由1.06μm频移到1.5μm,这种波长的激光不会损伤人的眼睛。

2.光电观瞄设备

在好天候条件下,将继续使用光学瞄准镜搜索和跟踪目标。夜间观瞄装置采用热像仪的越来越多。热像仪在性能上比像增强技术好,有些原装备微光夜视仪的火控系统也纷纷用热像仪进行改装。目前有些国家已着手研制第二代凝视焦平面阵列热像仪。

还有一种独特的夜视设备就是带热点探测器的微光电视,热点探测器将探测到的目标位置以红色闪烁光点准确地指示出来,并迭加到微光图像上。由于有热点探测器,因此不论环境照明条件如何,可以发现远距离的目标和低对比度及伪装的目标。而且由于使用了微光电视,因此在识别目标时有较高的分辨率。

为了提高坦克在夜间、雨、雪、浓雾和深烟条件下的全天候作战能力,发现目标并向火控计算机提供可靠的目标位置数据,并便于实现自动跟踪,未来有些坦克火控系统将可能采用毫米波雷达。美国已研制了斯塔特尔(ATSRTLE)坦克火控系统,采用了频率为94GHz的毫米波雷达,并装在M60A3坦克上进行了试验。

3.火控计算机

80年代新装备的坦克火控系统几乎一致地都采用数式火控计算机,而且绝大多数是微处理机。随着计算机软、硬件技术的不断发展,微处理机系统的成本不断降低,在坦克内采用共用总线的多微处理机系统是一种发展趋势。在这种系统中,通过数据总线,坦克乘员能获得坦克所有子系统的数据。例如,车长可象驾驶员一样方便地知道燃料箱里还剩下多少燃料,他还能立刻知道自动装弹机中所剩下的弹数和目前坦克在什么地方等等。车辆系统中各部件的工作和测试也都由多微处理机系统控制和管理。这种系统结构的另一个优点是可以提高系统的可靠性,当一台微处理机发生故障时,系统可以重新编排结构,工作正常的微处理机可以代替有故障的微处理机的工作。

4.弹道修正传感器

近年来除了如目标角速度、炮耳轴倾斜、气温、气压等传统的弹道传感器仍在继续发展外,还出现了一些新的弹道修正传感器。

国外近斯发现坦克炮射击的重要误差来源是炮口的运动,炮口运动是由火炮的快速连续射击及环境条件的改变所引起的。根据美国所作的实验表明,安装炮口校正装置,可将炮口偏移误差从几mrad,降至0.1mrad,从而大大提高火炮的射击精度。美国已研制成精度为±0.03~0.1mrad,频率响应为5kHz的炮口校正系统。法国第三代坦克勒克莱尔也将采用炮口校正装置。

美国陆军目前正在进行激光测量风速的研究工作,已研制出了小型化的实验装置。激光器发射单频激光,激光遇到风载微粒向后散射,产生多普勒频移信号,利用外差探测法进行检测,从而测出风速。法国的勒克莱尔坦克也将采用激光风速仪。

为了充分发挥采用微处理机的数字式火控系统的优点,正在发展一些新的数字式弹道自动修正传感器,这样可以省掉一些模数转换装置,从而降低火控系统的复杂性和成本。

5.瞄准控制方式

由于指挥仪式火控系统具有行进间射击精度高,反应时间短,操作比较容易等优点,各国比较先进的新型坦克多数采用这种瞄准控制方式。预计在今后相当一段时间内,指挥仪式火控系统仍然是各国发展新坦克火控系统的主流。与此相适应,则发展高精度的稳定系统,如法国勒克莱尔的炮长主瞄准镜的稳定精度达到0.05mrad。

6.自动跟踪技术

自动跟踪技术可以减轻炮长的工作负担,缩短系统的反应时间,消除车体不稳定和人工跟踪不稳定所带来的误差,提高跟踪精度。因此也是今后坦克火控系统发展的热门课题之一,实现自动跟踪可借助于毫米波雷达、激光雷达、电视自动跟踪和热成像自动跟踪等技术。

7. 水准测量中提高测量精度的主要措施有哪些

1、采用更精密的仪器
2、采用好的观测方法,比如2、3、4等水准
3、天气
具体可以参照测量学中的测量误差章节,降低系统误差,避免偶然误差

8. 数控机床定位精度检测都有哪些方式

数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,南京第四机床有限公司通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。
数控机床定位精度,是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。数控机床的定位精度又可以理解为机床的运动精度。普通机床由手动进给,定位精度主要决定于读数误差,而数控机床的移动是靠数字程序指令实现的,故定位精度决定于数控系统和机械传动误差。机床各运动部件的运动是在数控装置的控制下完成的,各运动部件在程序指令控制下所能达到的精度直接反映加工零件所能达到的精度,所以,定位精度是一项很重要的检测内容。
1、直线运动定位精度检测
直线运动定位精度一般都在机床和工作台空载条件下进行。按国家标准和国际标准化组织的规定(ISO标准),对数控机床的检测,应以激光测量为准。在没有激光干涉仪的情况下,对于一般用户来说也可以用标准刻度尺,配以光学读数显微镜进行比较测量。但是,测量仪器精度必须比被测的精度高1~2个等级。
为了反映出多次定位中的全部误差,ISO标准规定每一个定位点按五次测量数据算平均值和散差-3散差带构成的定位点散差带。
2、直线运动重复定位精度检测
检测用的仪器与检测定位精度所用的相同。一般检测方法是在靠近各坐标行程中点及两端的任意三个位置进行测量,每个位置用快速移动定位,在相同条件下重复7次定位,测出停止位置数值并求出读数最大差值。以三个位置中最大一个差值的二分之一,附上正负符号,作为该坐标的重复定位精度,它是反映轴运动精度稳定性的最基本指标。
3、直线运动的原点返回精度检测
原点返回精度,实质上是该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度,因此它的检测方法完全与重复定位精度相同。
4、直线运动的反向误差检测
直线运动的反向误差,也叫失动量,它包括该坐标轴进给传动链上驱动部位(如伺服电动机、伺趿液压马达和步进电动机等)的反向死区,各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。误差越大,则定位精度和重复定位精度也越低。
反向误差的检测方法是在所测坐标轴的行程内,预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准,再在同一方向给予一定移动指令值,使之移动一段距离,然后再往相反方向移动相同的距离,测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为7次),求出各个位置上的平均值,以所得平均值中的最大值为反向误差值。
5、回转工作台的定位精度检测
测量工具有标准转台、角度多面体、圆光栅及平行光管(准直仪)等,可根据具体情况选用。测量方法是使工作台正向(或反向)转一个角度并停止、锁紧、定位,以此位置作为基准,然后向同方向快速转动工作台,每隔30锁紧定位,进行测量。正向转和反向转各测量一周,各定位位置的实际转角与理论值(指令值)之差的最大值为分度误差。如果是数控回转工作台,应以每30为一个目标位置,对于每个目标位置从正、反两个方向进行快速定位7次,实际达到位置与目标位置之差即位置偏差,再按GB10931-89《数字控制机床位置精度的评定方法》规定的方法计算出平均位置偏差和标准偏差,所有平均位置偏差与标准偏差的最大值和与所有平均位置偏差与标准偏差的最小值的和之差值,就是数控回转工作台的定位精度误差。
考虑干式变压器到实际使用要求,一般对0、90、180、270等几个直角等分点进行重点测量,要求这些点的精度较其他角度位置提高一个等级。
6、回转工作台的重复分度精度检测
测量方法是在回转工作台的一周内任选三个位置重复定位3次,分别在正、反方向转动下进行检测。所有读数值中与相应位置的理论值之差的最大值分度精度。如果是数控回转工作台,要以每30取一个测量点作为目标位置,分别对各目标位置从正、反两个方向进行5次快速定位,测出实际到达的位置与目标位置之差值,即位置偏差,再按GB10931-89规定的方法计算出标准偏差,各测量点的标准偏差中最大值的6倍,就是数控回转工作台的重复分度精度。
7、回转工作台的原点复归精度检测
测量方法是从7个任意位置分别进行一次原点复归,测定其停止位置,以读出的最大差值作为原点复归精度。
应当指出,现有定位精度的检测是在快速、定位的情况下测量的,对某些进给系统风度不太好的数控机床,采用不同进给速度定位时,会得到不同的定位精度值。另外,定位精度的测定结果与环境温度和该坐标轴的工作状态有关,目前大部分数控机床采用半闭环系统,位置检测元件大多安装在驱动电动机上,在1m行程内产生0.01~0.02mm的误差是不奇怪的。这是热伸长产生的误差,有些机床便采用预拉伸(预紧)的方法来减少影响。
每个坐标轴的重复定位精度是反映该轴的最基本精度指标,它反映了该轴运动精度的稳定性,不能设想精度差的机床能稳定地用于生产。目前,由于数控系统功能越来越多,对每个坐喷射器标运动精度的系统误差如螺距积累误差、反向间隙误差等都可以进行系统补偿,只有随机误差没法补偿,而重复定位精度正是反映了进给驱动机构的综合随机误差,它无法用数控系统补偿来修正,当发现它超差时,只有对进给传动链进行精调修正。因此,如果允许对机床进行选择,则应选择重复定位精度高的机床为好。

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