基于VR的杀爆弹静爆实验系统设计与开发

刘 闯， 曹红松， 张 雨， 刘 胜， 刘松健

(1.中北大学 机电工程学院，太原 030051；2.北京易悦科技有限公司，北京 100025)

0 引 言

杀爆弹静爆实验是一种用于评定弹丸杀伤作用的实验，也是高校弹药类专业特别重要的实验之一。学生了解相关的实验规程、实验设备和装置、操作技巧等并进行实践训练，对提高其工程实践能力和科研能力和创新意识具有重要意义。目前，由于静爆实验的危险性较高，兵工类院校大多已停止开展此类实验的教学，导致学生不能直观感受弹丸爆炸、破片飞散的过程，也无法练习对冲击波、破片速度进行测试。随着虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)的不断发展，将VR技术应用于实验教学，能够有效地解决上述问题。目前，VR技术在工程训练和实践教学中的应用已越来越广泛[1-9]，但尚无杀爆弹静爆实验方面的虚拟实验系统。

杀爆弹静爆实验的目的在于研究和评比弹丸或战斗部的杀伤作用，即在距炸点各个不同距离上破片的杀伤能力，为选择弹丸金属壳体的材料、炸药及装药方法提供参考依据[10-11]。本文结合杀爆弹静爆实验教学的要求：需要较好的交互性来实现实训效果，系统的可移植性，包含自主学习、训练、考核等模块，使用Unity3D平台，开发出基于虚拟现实交互的杀爆弹静爆虚拟实验系统。学生可通过虚拟实验系统，亲身体验杀爆弹静爆实验的过程。实践证明，本系统不仅可以提高学生的学习兴趣，辅助课堂教学，培养学生的动手能力，还可以保证实验的经济性和安全性，方便实现资源共享。……