[發明專利]一種強磁驅動的射流成型裝置

有效

• 申請號: 201810574687.8
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108645296B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 賈鑫;豆劍豪;黃正祥;朱奇峰;祖旭東;肖強強
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: E21B43/117
• 分類號: E21B43/117;F42D1/08;F42D5/04
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 朱沉雁<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種強磁驅動的射流成型裝置，包括藥型罩裝置、支座、輸出端。以高儲能電容器組為初始加載能源產生兆安級的強電流，創新性地采用了易于控制的強磁加載方式使電流流過金屬藥型罩表面并產生環向磁場，金屬藥型罩受到朝軸向匯聚的安培力，進而對藥型罩進行壓垮，形成金屬射流。流經藥型罩的電流越大，藥型罩的壓垮速度越大，射流頭部速度越高，其侵徹威力越強。本發明不僅可以充實新概念、新原理的射流成型手段，而且突破了幾十年來使用的炸藥驅動成型射流的單一模式，擴展了驅動射流成型的方法。本發明可應用于形成高速射流，提升破孔威力上。

技術領域

本發明屬于射流裝置，特別是一種強磁驅動的射流成型裝置。

背景技術

由于聚能裝藥爆炸產生的聚能射流侵徹體具有很強的侵徹穿透能力，因此受到了世界各國軍方的普遍重視。第二次世界大戰后，隨著新型防護裝甲的不斷涌現，對傳統的聚能裝藥提出了極大的挑戰，如何提高破甲戰斗部的侵徹穿透能力，成為國內外學者研究的熱點之一。隨著工事防護和裝甲技術的發展，反裝甲和堅固目標等武器系統以及聚能裝藥技術也在不斷地發展。聚能裝藥可以分為三種典型裝藥，錐形罩裝藥、亞半球罩裝藥和K 裝藥。錐形罩裝藥形成的射流頭部速度高（約為7~10km/s），侵徹威力較大，但穩定性較差，在靶板上的開孔孔徑較小。亞半球罩裝藥成型的侵徹體質量大、速度較低（約為7~10km/s），開孔孔徑較大。K裝藥在侵徹方面集合了以上兩種裝藥的優點，既保證孔徑，又不至穿深過小。

關于藥型罩材料的研究也有很多，除了通常所用的紫銅材料之外，鉬、鉭、鎢以及貧鈾合金也被選入其中。美國的TOM-2B、TOM-NG 導彈便是用鉭和貧鈾合金作為藥型罩材料。關于成型裝藥起爆方式的研究始于90年代，起爆方式主要有單點、多點、面、環以及組合起爆，起爆位置有正向起爆、逆向起爆和側面起爆等。

我國自上世紀七十年代以來，對破甲技術進行了系統地分析，對起爆方式、隔板、藥柱、藥型罩材料及結構等各個環節都進行了詳細的研究，但與軍事先進國家相比，仍存在著侵徹深度低、開孔直徑小以及后效不足等問題。傳統聚能裝藥成型射流因其自身結構特點造成炸藥能量利用率低，在不改變裝藥量的情況下，射流的侵徹威力難以進一步提高。隨著科技的進步，電磁加載技術越來越多的應用于武器系統中。世界各國也充分利用電磁加載技術的優勢，研發了多種電磁脈沖彈、電磁炮、電磁裝甲等新型武器裝備。

發明內容

本發明的目的在于提供一種強磁驅動的射流成型裝置，解決了傳統聚能裝藥形成的射流能量不足，侵徹能力不夠，射流速度不易控制，能量利用率低的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種強磁驅動的射流成型裝置，包括藥型罩裝置、支座和輸出端；藥型罩裝置包括圓柱體、漸擴形藥型罩、圓環和圓錐；圓柱體一端中心設有內螺紋盲孔，用于與外導線連接，另一端中心固定有圓錐，漸擴形藥型罩直徑小的端面剛好套住圓錐并與圓柱體的端面固連，圓環與漸擴形藥型罩直徑大的一端固連，圓環用于與輸出端過盈配合；支座設置在圓柱體的底部。

所述支座外形為具有圓弧缺口的長方體，圓弧缺口用于與圓柱體配合，材料采用絕緣材料。

所述輸出端為圓盤，其一端中心設有一個圓形的第一凹槽，第一凹槽中心開有一個圓孔，第一凹槽邊緣向圓孔邊緣通過斜面平滑過渡，第一凹槽于斜面交接處設有一圈第二凹槽，用于與圓環過盈配合，輸出端圓周排列若干個對稱螺紋孔，用于連接外導線，使電流輸出。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：

（1）傳統炸藥加載金屬藥型罩是通過爆轟產物壓力直接作用并壓垮金屬藥型罩，進而形成金屬射流；而電磁驅動射流成型過程是洛倫茨力直接施加于金屬藥型罩表面，并對藥型罩進行壓垮，形成射流。炸藥加載藥型罩時，壓垮速度與藥型罩法線方向存在一個拋射角，這個拋射角始終存在，無法避免。而電磁加載時，壓垮速度垂直于藥型罩法線方向，不存在拋射角。這樣可以大幅度提高射流頭部速度和尾部速度。