Results of feasibility study on computer assisted tomography for ballistic applications / Технико-экономическое обоснование использования компьютерной томографии в интересах внутренней баллистики

دسته بندی: تجهیزات نظامی: سلاح
ویرایش:  
نویسندگان: Zoltani Csaba K.,  White Kevin J.,  Kruger Richard P.  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 50 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 4 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 39,000

گزارش فنی ARBRL-TR-02513، آزمایشگاه تحقیقات بالستیک ارتش ایالات متحده. Aberdeen Proving Ground، مریلند، 1983. — 50 p. توموگرافی، یک تکنیک غیرتهاجمی متکی بر استفاده از ویژگی های جذب اشعه ایکس از یک بدن که در زوایای متعدد گرفته شده است. ، با استفاده از تکنیک های بازسازی ریاضی، امکان تعیین توزیع چگالی ناشناخته در یک شی را فراهم می کند. در اینجا ما الزامات چنین سیستمی را برای کاربردهای بالستیک، به ویژه برای مطالعه جریان دو فازی در یک محفظه تحت شرایط شلیک واقعی شرح می دهیم. از نتایج آزمایش‌ها بر روی یک ماکت استاتیک برای نشان دادن امکانات و محدودیت‌های سیستم پیشنهادی استفاده شد. ماکت شامل یک محفظه فایبرگلاس بود که با پیشرانه دانه ای بی اثر بارگذاری شده بود. 180 مجموعه از داده های طرح ریزی شده با حرکت در یک نیم دایره به دور جسم و هر بار یک درجه گام برداشتن گرفته شد. دو الگوریتم مختلف برای بازسازی تصویر مقطعی محفظه و توزیع دانه پیشران استفاده شد. الزامات بالستیک گذرا حکم می‌کند که تا حد امکان کمتر از نماها، یعنی منابع اشعه ایکس، در طراحی واقعی سیستم استفاده شود.
با 180 نما، تصاویر بازسازی عالی به دست آمد. جزئیاتی مانند سوراخ های پیشرانه (1.0 میلی متر) به راحتی مشاهده می شود. حتی با 15 تا 20 نمایش نیز می توان به بازسازی معقولی دست یافت و اساس طراحی اولیه BRL خواهد بود. هنگامی که تنها از نه (9) نما در بازسازی استفاده شد، کیفیت بدتر شد.
محاسبات انتقال تشعشعات مونت کارلو یک بعدی برای محفظه ای با ضخامت دیواره های مختلف و مواد حاوی پیشرانه انجام شد. این پیکربندی یک اتاق تفنگ را شبیه سازی می کند. محاسبات کسر فوتون پراکنده، منتقل شده و جذب شده و توزیع انرژی را به عنوان تابعی از انرژی ورودی اشعه ایکس نشان داد. برای پیکربندی محفظه معمولی، از 3٪ تا 24٪ از انرژی اشعه ایکس به آشکارساز منتقل می شود. نسبت کسر فوتون پراکنده رو به جلو به کسر فوتون ارسالی با افزایش انرژی پرتو ایکس ورودی کاهش می‌یابد، اگرچه کد نمی‌تواند توزیع زاویه‌ای بدهد. محاسبات کنتراست تصویر نیز با تغییر مقدار پیشرانه در محفظه و تعیین تغییر کسر فوتون ارسال شده و پراکنده انجام شد. نتایج نشان داد که مشکل کنتراست در این ناحیه وجود ندارد. در نهایت، شرحی از منبع، آشکارسازها، مشکلات مربوط به تغییرات طیف اشعه ایکس، مروری بر تکنیک‌های بازسازی تصویر، و طرح‌بندی سیستمی که قرار است در آزمایشگاه تحقیقات بالستیک (BRL) ساخته شود، ارائه می‌شود. مطالب:
مقدمه.
اصول توموگرافی.
نیازهای بالستیک.
نتایج آزمایشهای استاتیک.
/>سیستم BRL پیشنهادی.
سیستم های تشخیص.
نتیجه گیری.

Technical report ARBRL-TR-02513, US Army Ballistic Research Laboratory. Aberdeen Proving Ground, Maryland, 1983. — 50 p. Tomography, a noninvasive technique relying on the use of x-ray absorption characteristics of a body taken at multiple angles, allows, through the use of mathematical reconstruction techniques, the determination of unknown density distributions within an object. Here we describe the requirements on such a system for ballistic applications, especially for the study of two-phase flow in a chamber under actual firing conditions. The results of experiments on a static mock-up were used to illustrate the possibilities and limitations of the proposed system. The mock-up consisted of a fiberglass chamber loaded with inert granular propellant. 180 sets of projection data were taken by moving in a semicircle around the object and stepping by one degree each time. Two different algorithms were used to reconstruct the cross-sectional image of the chamber and propellant grain distribution. Transient ballistic requirements dictate that as few as possible views, i.e., x-ray sources, be used in the actual system design.
With 180 views, excellent reconstruction images were obtained. Details such as propellant perforations (1.0 mm) are easily observed. Even with 15 to 20 views, reasonable reconstruction can be achieved and will be the basis of the initial BRL design. The quality deteriorated when only nine (9) views were used in the reconstruction.
One-dimensional Monte Carlo radiation transport calculations were performed for a chamber of various wall thicknesses and materials containing propellant. This configuration simulated a gun chamber. The calculations gave the scattered, transmitted and absorbed photon fraction and energy distribution as a function of x-ray energy input. For a typical chamber configuration, from 3% to 24% of the x-ray energy is transmitted to the detector. The ratio of forward scattered photon fraction to transmitted photon fraction was found to decrease with increasing input x-ray energy although the code could not give an angular distribution. Image contrast calculations were also carried out by varying the amount of propellant in the chamber and determining the variation of the transmitted and scattered photon fraction. Results indicated no contrast problem in this area. Finally, a description of the source, the detectors, the problems attendant upon the X-ray spectrum variation, an overview of the image reconstruction techniques, and the layout of the system to be built at the Ballistic Research Laboratory (BRL) are given. Contents:
Introduction.
Principles of tomography.
Ballistic requirements.
Results of static experiments.
Proposed BRL system.
Detection systems.
Conclusions.