[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710676269.5
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107271192A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚春德;高健;姚安仁;續(xù)晗;馮魯煜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04
• 代理公司: 天津津?qū)ＶR產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)12220
• 代理人: 梁軍

1.一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

定容爆轟燃燒彈彈體，缸蓋(1)、缸套(7)；位于定容爆轟燃燒彈彈體內(nèi)的金屬隔板(3)，金屬隔板與缸蓋、缸套組成燃燒室；所述金屬隔板的直徑與缸套的外徑相同；

進氣系統(tǒng)，用于給容彈定量定態(tài)充入可燃混合氣，選用乙炔/氧氣或者氫氣/氧氣作為混合氣；

高能點火系統(tǒng)，包括兩部分，分別是控制箱人工點火系統(tǒng)和高能火花塞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬隔板的形狀為如下三種結(jié)構(gòu)之一：

第一種結(jié)構(gòu)：金屬隔板包括：厚度均勻的爆轟平面(311)、向缸蓋方向延伸的壁面(302)；

第二種結(jié)構(gòu)：金屬隔板包括：厚度均勻但在中心位置有一球形凹坑(322)的爆轟平面(321)、向缸蓋方向延伸的壁面(302)；

第三種結(jié)構(gòu)：金屬隔板包括：在中心位置有一球形凹坑(332)的爆轟平面(331)、向缸蓋方向延伸的壁面(302)；凹坑背面的厚度從中心位置向周邊逐漸變厚。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，金屬隔板的材質(zhì)選用鋁合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，所述定容爆轟燃燒彈彈體的燃燒室缸徑為75～85mm，錐角為120°～180°，燃燒室余隙用缸套調(diào)整，從0～32mm可變。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，所述定容爆轟燃燒彈彈體的材料為不銹鋼1Cr18Ni9Ti。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，所述進氣系統(tǒng)中，氣體組分及當(dāng)量比通過分壓來控制。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，定容爆轟燃燒彈彈體上有進氣孔，進氣孔孔徑1～3mm，進氣閥采用內(nèi)螺紋針型截止閥J13W-350P DN6，外部采用壓力變送器確定混合氣各組分的分壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱人工點火系統(tǒng)輸出電壓為2500V，點火能量大于10J。

9.在權(quán)利要求1所述定容爆轟燃燒彈系統(tǒng)上實現(xiàn)的一種實現(xiàn)爆轟波破壞活塞材料的方法，其特征在于，過程如下：

步驟一：安裝好定容爆轟燃燒彈彈體，包括缸蓋1、金屬隔板3和缸套7，螺栓用力矩扳手緊固；

步驟二：將火花塞和進氣閥門(9)安裝在定容爆轟燃燒彈彈體上；連接高能點火系統(tǒng)和進氣系統(tǒng)；

步驟三：試驗前檢查定容爆轟燃燒彈氣密性；打開進氣閥門(9)，將氧氣管通過快插接頭(14)接入進氣閥門，利用氧氣瓶上的減壓器調(diào)節(jié)氣管內(nèi)壓力到5bar，關(guān)閉進氣閥門(9)，關(guān)閉氣瓶上的減壓器，斷開氧氣通路；將另一端封閉的氣管接入快速插頭(14)，觀察智能單回路測控儀示數(shù)是否增大，如果測控儀示數(shù)為零不增大，說明氣閥(9)密封性完好；打開進氣閥門(9)，觀察測控儀示數(shù)是否保持定值不變，如果示數(shù)不變，則安裝好的彈體氣密性良好；

步驟四：洗氣，使燃燒室內(nèi)的空氣排出，充滿氧氣；將氧氣管通過快插接頭(14)接入進氣氣路，關(guān)閉泄壓球閥(13)和進氣閥門(9)；利用氧氣瓶上的減壓器調(diào)節(jié)氣管內(nèi)壓力到3bar，打開進氣閥門(9)，使氣體進入，當(dāng)智能單回路測控儀顯示壓力示數(shù)不變時，關(guān)閉進氣閥門(9)，關(guān)閉氣瓶上的減壓器；打開泄壓球閥(13)，斷開氧氣通路，打開進氣閥門(9)，將氣體排出；如此重復(fù)三次，完成洗氣；

步驟五：利用分壓法計算試驗所需的純氧和乙炔的壓力；關(guān)閉泄壓球閥(13)和進氣閥門(9)，將乙炔管通過快插接頭(14)接入進氣閥門，利用乙炔氣瓶上的減壓器將進氣壓力調(diào)整到需要的數(shù)值；打開進氣閥門(9)，使乙炔充入燃燒室，關(guān)閉進氣閥門(9)，關(guān)閉乙炔減壓器，打開泄壓球閥(13)，斷開乙炔氣路；

步驟六：將氧氣管通過快插接頭(14)接入氣路，關(guān)閉泄壓球閥(13)，利用氧氣氣瓶上的減壓器將進氣壓力調(diào)整到需要的數(shù)值；打開進氣閥門(9)，當(dāng)測控儀上的示數(shù)不變時，關(guān)閉進氣閥門(9)，關(guān)閉減壓器，打開泄壓球閥(13)，斷開氧氣氣路；

步驟七：設(shè)置示波器為觸發(fā)狀態(tài)；

步驟八：手動觸發(fā)高能點火系統(tǒng)控制箱上的開關(guān)，高能火花塞放電，燃燒室內(nèi)混合氣直接爆轟；

步驟九：拆開定容爆轟燃燒彈彈體，將金屬隔板取出，觀察記錄金屬隔板破壞情況。