超高速碰撞过程碎片云的八序列激光阴影照相技术

摘要

为获取超高速碰撞过程中碰撞弹丸的飞行姿态及所产生的碎片云特性，中国空气动力研究与发展中心超高速所利用多光源空间分离技术、偏振分光技术、光束角放大技术、补偿式滤光技术等，开展了序列激光阴影照相技术的研究，完成了系统的样机研制。该系统由YAG激光光源、阴影仪、成像系统和控制系统组成，在解决了单色光带来的衍射和干涉噪声、碰撞瞬间强烈的自发光干扰后在碰撞靶上开展了系列碰撞试验测试。本文对该系统的工作原理、调试情况及试验结果进行了介绍，调试及试验结果表明：（1）该系统可以获得最小间隔为1μs，曝光时间为10ns的8个不同时刻的超高速碰撞碎片云或碰撞弹丸图像；（2）在不同撞击条件下分别获得了撞击速度5.0km/s～7km/s时碎片云的8序列阴影照片，该序列照片清晰地描述了碎片云的轮廓发展变化 过程，获得了某一方向的碎片云发展速度和特征宽度变化；（3）该技术成本低并实现了超高速摄影机功能，满足目前碰撞试验弹丸的飞行姿态及碎片云显示的需要，并可以应用于其它超高速瞬态过程的测量显示。