[科普中国]-弹道极限过载

弹道极限过载（trajectory limit overload）是指导弹在最大迎角(或最大侧滑角)状态下飞行时所对应的弹道法向过载。在飞行高度和速度一定时，法向过载将正比于导弹迎角(或侧滑角)。当迎角(或侧滑角)达到临界值，法向过载最大；超过临界值时，法向过载迅速减小，导弹飞行尖速。因此在整个飞行过程中，导弹所产生的法向过载不得超过其弹道极限过载。

简介弹道极限过载（trajectorylimitoverload）是指导弹在最大迎角(或最大侧滑角)状态下飞行时所对应的弹道法向过载。在飞行高度和速度一定时，法向过载将正比于导弹迎角(或侧滑角)。当迎角(或侧滑角)达到临界值，法向过载最大；超过临界值时，法向过载迅速减小，导弹飞行尖速。因此在整个飞行过程中，导弹所产生的法向过载不得超过其弹道极限过载1。

加速度传感器校准发展背景随着微机电系统的快速发展，弹体侵彻的过载测量普遍采用弹载加速度传感器来完成。对于弹体发射、飞行、撞靶与侵彻过程中的加速度信号实时记录可利用弹载加速度传感器完成。加速度传感器校准技术是保证加速度传感器可靠使用的必要技术。加速度计的灵敏度受到校准标定装置与方式的影响，其直接影响着测量精度。加速度计使用的前提是运用校准技术测量量程、冲击情况下的灵敏度、频响等指标。同时，加速度计在实际运用中具有重复性，在不断承受过载的过程中灵敏度容易变化，因此在每次使用前都需要进行校准。

针对加速度计校准的工作研究多立足于两个方面:一是对冲击激励产生装置进行检验与评估，二是改进现有的校准方法与探索新途径。除此之外还可以通过改变系统的输入量以适应特定的某次校准，达到更优的校准效果。可以通过对产生冲击激励装置的几何结构进行优化来完成。加速度的脉冲宽度和峰值是表征冲击脉冲的两个主要参数。对于传感器的静态校准( 即灵敏度校准)，需要激励脉冲宽度相较于传感器谐振频率足够宽，而动态校准则要求激励脉宽相较于传感器的谐振频率充分地窄。落锤式加速度校准装置因其操作的简便，常被用于加速度计校准中1。

常见加速度计校准技术加速度校准装置一般由信号激励源、标准加速度的测量系统、被校加速度数据的收集装置等组成。主要原理是运用被校加速度计测量特定的加速度激励，再与通过激光干涉仪或标准加速度计等方式测得的加速度信号进行比较，从而获得被测传感器的相关参数指标。

根据获取标准加速度不同的方式可将校准方法分成绝对法、比较法、相对法。绝对法即激光干涉法，是直接利用激光干涉仪测量装有被测加速度计物体的多普勒偏移信号，通过光频的多普勒变化来获得运动体速度的变化情况，它只由基本的时间量与长度计量来复现实际的冲击加速度量值，不需要对校准过程作任何假设。因此绝对法的准确度高。比较法根据测量数据的不同有直接比较和替代比较两种方式。直接比较法是通过将标准加速度计与被校加速度计同时测量同一冲击激励的值进行比较，从而得到被校加速度计的相关参数，其误差来源主要是标准加速度计的精度。替代比较法则是适用于不能运用直接比较法的情况，其准

确度较高，主要思想是根据理论公式的计算得到标准加速度值来确定被测加速度计的灵敏度。相对法主要分为冲击力法与压缩波法，前者通过牛顿定律计算得到用于校准的加速度参考量，后者利用了弹性理论条件下杆自由端的速度与中部应变成正比的关系来校验。

分类一类是利用振动标准装置产生单频正弦作为输入信号，采用这种方式可以产生频率范围较宽的加速度激励，因而可以校验较宽频率范围、较大幅值的加速度计特性。

另一类则是在冲击标准装置上进行的，利用冲击加速度标准装置产生机械冲击作为输入信号，根据各种不同的冲击装置可获得不同波形、幅值及，上升沿的加速度激励。常见的冲击标准装置有落锤式、Hopkinson杆等等。冲击标准装置是校准传感器幅值线性特性的最为合适的方法2。

落锤冲击该机的能量测量范围300J可进行A法、B法、C法三种试验。半自动气动夹紧装置;下落高度计算机自动控制及落锤的升降;电磁铁自动捕捉，防止试样被二次冲击;设备配有缓冲装置以防止损坏落锤冲击表面;试验结束后，冲击破损质量及相应数据可由计算机自动计算并显示;全部试样的测试结果在试验结束后，可自动在表格上绘制标记，直观明了;试验数据及标记性表格可自动编辑成报告并进行打印。数字显示冲击高度，具有自动吸锤、自动对零、自动升降、防止二次冲击等功能。该设备采用双管式结构，操作时安全可靠3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所