51单片机的火药挤压撞击试验系统设计+电路原理图(2)
参 考 文 献 34
附录A 36
1绪论
1.1研究背景及意义
现代战争对武器性能提出了愈来愈高的要求，高初速已成为现代高性能火炮的主要特点之一。提高弹丸初速，通常采用的方法是提高装填密度和采用高能发射药，随之出现的是火炮膛内燃烧与力学环境越来越恶劣，使发射装药发射安全性愈来愈突出[1]。20世纪50年代以来，美军相继在朝鲜战场和越南战场发生76加农炮和175加农炮膛炸，世界各国都相继在武器弹药的研制、军事演习和战场上发生膛炸、早炸等由发射装药引起的灾难性发射安全性事故。我国建国以来发生了数十起膛炸事故，在“八五”期间共发生了七次高膛压火炮膛炸事故，仅在三代坦克的弹药研制中就分别在845厂、803厂和051基地共发生了三次膛炸。近几年，我国在多种弹药定型试验中曾多次发生过弹尾炸裂、中心传火管断裂、尾管留膛等影响发射安全的异常现象。我国在“八五”期间研制高膛压火炮弹药中发生的几起膛炸事故。直至2004年，我国105坦克炮还在发生由发射装药引起的膛炸事故。
由于膛炸、早炸等发射安全性问题，严重制约了以高装填密度、高膛压、高初速为特征的现代高性能武器的发展，已成为制约现代高性能武器发展的瓶颈，引起了众多国家的高度重视。美国、德国等许多军事强国都对发射药系统的发射安全性进行了大量的理论和实验研究，并取得了重大成果。其中最重要的突破性成果之一是发射装药引起的膛炸机理，逐步形成了“挤压-碎破-增燃”的共识[5]，即弹底附近发射药床的挤压破碎是导致膛炸的根本因素，发射药的破碎使燃烧表面大量增加，使膛内局部的气体生成速率急剧增加，产生局部高压或超高压[2]。由于固体药床内应力波的速度远远大于气体流动的速度，弹底的发射药床在药床内固体应力的作用下破碎，破碎药粒被随后而来的高温气体点燃。这一过程时间极短，为真实再现发射药床在膛内的挤压破碎过程，用射击试验方法直接研究药粒在膛内的破碎过程和破碎情况是不可能的，必须研制一种能够模拟发射药床动态挤压破碎的试验装置，并通过物理仿真试验研究弹底药床的挤压破碎情况，研制了一种能够再现发射药床在膛内力学环境下发射药床挤压破碎的装置一发射药床动态挤压破碎装置。发射药床动态挤压破碎物理仿真试验装置应能提供弹底药床挤压应力，用该力作用于发射药床，安全地获得挤压破碎后的发射药床，确保发射药床不被点燃。要真实再现发射药床在膛内力学环境下的挤压破碎过程，必须保证试验发射药床与发射药床在膛内燃烧与力学环境下所处的力学环境尽可能相一致，只有这样才能保证试验能较准确地模拟发射药床在膛内的挤压破碎[3]。
1.2国内外研究状况
1.3本文主要研究内容
本课题是一个采用单片机进行药挤压撞击试验控制系统开发的项目课题。通过该设计了解和掌握单片机和外围接口电路的基本工作原理和使用方法，掌握常用的单片机软硬件接口方法，进行系统设计和调试，提高软硬件设计水平、调试能力、分析与解决工程实际问题的能力。本课题要研究和解决的问题包括：
在了解系统需求和单片机接口的基础上，设计硬件电路，并编写相关软件。包括以下内容：
1）根据设计要求制定总体方案；
2）熟悉Protel电路板设计，设计硬件原理图和电路板图；
3）进行芯片焊接和测试；
4）编写软件并进行联调。
5）提供相应的数据，电路原理图和电路板图；
控制系统的要求如下：