[發(fā)明專利]可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗件的高速撞擊試驗裝置

在審

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• 申請日: 2015-04-10
• 公開（公告）號: CN104777044A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 解維華;韓國凱;孟松鶴;王利彬;金華;許承海;易法軍;李金平
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空間碎片防護試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗件的高速撞擊試驗裝置。

背景技術(shù)

空間碎片，又稱太空垃圾，是人類空間活動中丟棄在太空中的廢棄物。隨著人類航天事業(yè)的發(fā)展，空間碎片的空間密度日益增加，已經(jīng)對航天器的安全造成威脅，且其數(shù)量仍在高速增長。大空間碎片的撞擊會使航天器姿態(tài)和軌道發(fā)生改變，更嚴(yán)重的是會導(dǎo)致航天器破損甚至完全解體；小空間碎片的撞擊會使航天器表面性能改變，部分器件損傷或失效，使航天器喪失功能。目前地基設(shè)備只能對厘米級及更大的碎片進行觀測、跟蹤和編目，航天器可以根據(jù)空間碎片的軌道參數(shù)進行規(guī)避和機動飛行，以避免撞毀；小空間碎片(＜1cm)數(shù)量眾多，但無法進行軌道測量，只能采取被動防護的方法，在航天器總體設(shè)計、防護結(jié)構(gòu)和材料方面著手，降低小空間碎片的威脅。而解決航天器的空間碎片防護問題的首要問題應(yīng)該是建立并完善具備超高速撞擊試驗?zāi)芰Φ牡孛婺M設(shè)備。氣體炮作為通用有效的高速撞擊模擬設(shè)備，不僅可以發(fā)射各種形狀的彈丸，而且對彈丸的質(zhì)量、尺寸和材料有寬廣的適應(yīng)范圍。二級輕氣炮作為氣體炮的一種，是模擬空間碎片超高速碰撞效應(yīng)的重要設(shè)備。二級輕氣炮的工作原理如圖9所示。其工作原理為：泵管(一級炮發(fā)射管)抽真空后注入一定氣壓的輕質(zhì)氣體，高速運動的活塞絕熱壓縮輕質(zhì)氣體使其在泵管末端形成一個高壓氣室，當(dāng)這個氣室的氣壓超過隔離膜片的承受能力后則破膜發(fā)射裝有彈丸的彈托，當(dāng)彈托進入膨脹段后，彈托被彈托擋板擋住，彈托內(nèi)的彈丸繼續(xù)飛行進入靶艙，擊中試驗件。在進行高速撞擊試驗時，為了防止高速彈丸在進入靶艙內(nèi)與靶艙內(nèi)的空氣摩擦而燒蝕彈丸，必須對靶艙抽真空處理。

然而二級輕氣炮被應(yīng)用在空間碎片地面模擬試驗中往往面臨輕氣炮發(fā)射的彈丸始終保持在一條直線上，導(dǎo)致彈丸基本都是正撞擊在靶件上，無法完成多角度的高速撞擊試驗。此外，相較于矩形或方形試驗件，圓形試驗件有著獨有的軸對稱性，但其夾持固定存在困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決上述不足，提供一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗件的高速撞擊試驗裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗件的高速撞擊試驗裝置，包括旋轉(zhuǎn)底座、旋轉(zhuǎn)面板和圓形試驗件固定裝置，旋轉(zhuǎn)底座與旋轉(zhuǎn)面板通過法蘭盤連接，圓形試驗件固定裝置與旋轉(zhuǎn)面板固定連接，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗件通過圓形試驗件固定裝置進行壓夾固定；圓形試驗件固定裝置由三塊中心處具有不同直徑圓形孔洞的平板疊加組成，中間平板孔洞的直徑大于其兩側(cè)平板的直徑，試驗件鑲嵌于中間的平板中。

本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗件的高速撞擊試驗裝置的使用方法，使用如上所述的裝置，步驟如下：

(一)、本裝置結(jié)合二級輕氣炮使用，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗件通過圓形試驗件固定裝置進行壓夾固定；

(二)、旋轉(zhuǎn)底座的法蘭盤能夠使旋轉(zhuǎn)面板在15°、30°、45°和60°旋轉(zhuǎn)，調(diào)整好角度，通過螺栓將旋轉(zhuǎn)面板固定在選定的試驗角度；

(三)、通過二級輕氣炮在設(shè)定的速度下發(fā)射指定彈丸以不同角度撞擊特定材料圓形試驗件。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，夾持固定試驗件方便，能根據(jù)實際需要完成對圓形試驗件的多角度撞擊試驗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)底座示意圖；

圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)面板示意圖；

圖3是本發(fā)明的圓形試驗件固定裝置的三塊平板示意圖；

圖4是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是旋轉(zhuǎn)角為0度時的本裝置示意圖；

圖6是旋轉(zhuǎn)角為15度時的本裝置示意圖；

圖7是旋轉(zhuǎn)角為30度時的本裝置示意圖；

圖8是旋轉(zhuǎn)角為45度時的本裝置示意圖；

圖9為二級輕氣炮工作原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作進一步的說明：

實施例1