[發(fā)明專利]一種二級輕氣炮

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810801765.3
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108759559A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范端;羅勝年;曾小龍;別必雄
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學
• 主分類號: F41B11/00
• 分類號: F41B11/00;F41B11/70
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

本發(fā)明涉及超高速碰撞加載實驗技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種二級氣炮，沿發(fā)射方向，依次包括：首級驅(qū)動和二級驅(qū)動；首級驅(qū)動，用于增壓產(chǎn)生高溫高壓的輕質(zhì)氣體，該首級驅(qū)動包括用于容納待壓縮氣體的泵管；二級驅(qū)動，用于通過高溫高壓的輕質(zhì)氣體發(fā)射氣炮彈丸；首級驅(qū)動為用于通過發(fā)射的彈丸壓縮泵管內(nèi)氣體的電磁炮，泵管內(nèi)氣體被壓縮形成高溫高壓的輕質(zhì)氣體。以電磁炮作為首級驅(qū)動，相比于采用火藥驅(qū)動、混合氣體爆轟等方式不僅安全性大大提高，還相比于采用高壓氮氣占地空間小，可以很好解決目前火藥驅(qū)動嚴格限制、采用高壓氣體投入成本高昂、采用氫氧混合氣體爆轟復(fù)雜危險等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超高速碰撞加載實驗技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種二級輕氣炮。

背景技術(shù)

高壓氣體炮是高壓實驗中最為常見的加載手段，其中，二級輕氣炮因為能發(fā)射各種形狀的彈丸，其質(zhì)量、尺寸和材料有較寬的適應(yīng)范圍，是超高速彈丸驅(qū)動中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。二級輕氣炮可以實現(xiàn)速度范圍為2km/s～6km/s的碰撞加載，通常能產(chǎn)生110GPa的沖擊波壓力。常見的二級輕氣炮的工作原理是首先由火藥燃燒后的高壓氣體加速一個活塞，活塞高速運動壓縮泵管中的氫氣或氦氣，然后靠高壓氫氣或氦氣驅(qū)動彈丸，實現(xiàn)與靶樣品的高速碰撞。近些年來，國內(nèi)又陸續(xù)發(fā)展了以氫氧燃燒作為首級驅(qū)動的二級輕氣炮(見北京理工大學專利201610989470.4)，以及以高壓氣體作為首級驅(qū)動的二級炮(見哈爾濱工業(yè)大學專利201310279413.3)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了提供一種較好的二級輕氣炮。

本發(fā)明提供了一種二級輕氣炮，沿發(fā)射方向，依次包括：

首級驅(qū)動，用于增壓產(chǎn)生高溫高壓的輕質(zhì)氣體，該首級驅(qū)動包括用于容納待壓縮氣體的泵管；

二級驅(qū)動，用于通過高溫高壓的輕質(zhì)氣體發(fā)射氣炮彈丸；

上述首級驅(qū)動為用于通過發(fā)射的活塞壓縮泵管內(nèi)氣體的電磁炮，泵管內(nèi)氣體被壓縮形成上述高溫高壓的輕質(zhì)氣體。

現(xiàn)在保有量最大的傳統(tǒng)的二級輕氣炮大多是以火藥爆燃來驅(qū)動活塞(首級驅(qū)動)的，國外也多采用該驅(qū)動方式，但火藥的使用使實驗室附屬設(shè)備變得復(fù)雜，并且?guī)戆踩?、污染、炮的清潔等許多麻煩，這樣造成傳統(tǒng)的二級輕氣炮運行效率低、實驗成本高等缺點。

在國內(nèi)，火藥是嚴格管制的材料，在很多實驗場地難以使用，因此，國內(nèi)陸續(xù)發(fā)展了以氫氧爆轟和高壓氣體作為首級驅(qū)動的二級炮系統(tǒng)。但是這兩種方案由于自身的缺陷，目前也沒有得到廣泛的運用。

其中，氣體驅(qū)動的二級炮，首級驅(qū)動系統(tǒng)需要使用大量的高壓氮氣，需要建設(shè)專用的高壓氣站，帶了占地、噪音和安全監(jiān)管的問題，并且高壓氮氣驅(qū)動能力有限，難以企及火藥炮的效率和高速，目前還是不能替代火藥驅(qū)動的二級炮。氫氧混合氣體爆轟作為首級驅(qū)動源帶了的問題在于需要復(fù)雜的配氣系統(tǒng)、氫氣作為燃料極度易爆，對于氣炮使用需要嚴格的培訓與監(jiān)管，難以得到普遍的應(yīng)用。

申請人發(fā)明創(chuàng)造出了本二級輕氣炮，以電磁炮作為首級驅(qū)動，相比于采用火藥驅(qū)動、混合氣體爆轟等方式不僅安全性大大提高，還相比于采用高壓氮氣占地空間小，可以很好解決目前火藥驅(qū)動嚴格限制、采用高壓氣體投入運行成本高昂、采用氫氧混合氣體爆轟復(fù)雜危險等問題。

進一步地是，上述泵管內(nèi)置有變形活塞，上述變形活塞后方設(shè)置有作為電磁炮彈丸的推進件，上述首級驅(qū)動為驅(qū)動推進件推進變形活塞的電磁炮。

進一步地是，上述推進件與變形活塞粘接；或者，上述推進件與變形活塞之間通過螺栓連接。

進一步地是，上述推進件后端開有螺紋孔。

進一步地是，上述首級驅(qū)動為將推進件加速到0.2～1km/s的電磁炮。

進一步地是，上述首級驅(qū)動為線圈炮，上述首級驅(qū)動還包括套裝在泵管外的驅(qū)動線圈。