[發明專利]一種輕氣炮的彈托電磁分離裝置

有效

• 申請號: 201810828366.6
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108955371B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 任思遠;張慶明;薛一江;龍仁榮;龔良飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F41B11/70
• 分類號: F41B11/70
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;楊志兵

本發明涉及超高速碰撞加載試驗技術領域，特別涉及一種彈托分離裝置。一種輕氣炮的彈托電磁分離裝置，包括：環狀殼體、環形電磁鐵、感應裝置、控制器以及儲電器；彈丸與彈托經輕氣炮加速進入與炮口相連的電磁分離裝置內，當彈丸與彈托經過電磁分離裝置內壁處的感應裝置時，感應裝置觸發控制器來控制儲電器產生強大的電流向環形電磁鐵通電，環形電磁鐵對鐵磁性高分子聚合物材料的彈托產生強大的吸引力。分瓣結構的彈托受到電磁吸引力不平衡而向側向分開，同時彈托飛過環形電磁鐵位置后環形電磁鐵對彈托產生向后的電磁力而使彈托減速，從而使得彈托與彈丸分離。本發明實現了彈托無沖擊、平穩、順利地與彈丸分離。

技術領域

本發明涉及超高速碰撞加載試驗技術領域，特別涉及一種彈托分離裝置。

背景技術

航天器防護、動能武器以及高壓物理等方面的研究都需要超高速發射技術。與其它發射技術相比，輕氣炮是一種特別通用的裝置，這是因為它能發射各種形狀的彈丸，對彈丸的質量、尺寸和材料有寬廣的適應范圍。輕氣炮是利用輕質壓縮氣體來加速彈丸的裝置，有一級輕氣炮、二級輕氣炮和三級輕氣炮，一級輕氣炮可以使較大質量的彈丸加載到0.5-2km/s，二級輕氣炮可以將較小質量的彈丸加載到2-7km/s,三級輕氣炮可以將彈丸加載到10km/s以上。可以用于地面模擬超高速空間碎片撞擊航天器防護結構的毀傷特征、航天器防護結構防護性能以及超高聲速動能武器的毀傷特性研究。

輕氣炮發射彈丸時，要使彈丸適應炮口尺寸，需要有彈托結構對彈丸進行支撐、密封、傳遞氣體壓力，保證彈丸獲得較高的初速。但在彈丸出炮口以后，需要將彈丸和彈托進行分離，以免彈托對靶板產生附加破壞效應，確保實驗的準確性。目前現有的彈托分離技術主要有兩種，一種是彈托強制分離技術，另一種是彈托氣動分離技術。彈托強制分離技術就是用帶有通孔機械裝置，該孔尺寸比彈丸略大比彈托小，通過機械方法讓彈丸通過而強制性阻擋住彈托通過。這種技術一般在裝置強制阻擋彈托時，由于彈丸速度很快，瞬時的強大沖擊力也會影響到彈丸，彈丸會發生破碎，分離裝置如果與炮口對心存在微小的偏差還會造成分離失敗，破碎的彈托一起隨著彈丸飛出；彈托氣動分離技術是彈丸出炮口后進入一段分離容器，容器中充滿一定壓力的氣體，兩端用密封膜密封。彈丸穿透密封膜進入容器內，在空氣阻力的作用下彈托與彈丸分開以后并被攔下。雖然在氣動分離技術避免了攔截彈托時沖擊力對彈丸的影響，但是容器內氣體也會對彈丸速度造成影響。當彈丸發射速度很高時，彈丸在容器內飛行時間縮短，只有充入更高壓力的氣體才能保證在更短時間內彈托與彈丸徹底分離，而由于密封膜片的限制，容器內充入氣體的壓力有限。同時容器尺寸有限，讓彈丸在內部飛行時間較短，高速時會分離不充分，這就限制了氣動分離技術所適用的彈丸速度范圍。

發明內容

本發明的目的是：針對輕氣炮彈丸、彈托出炮口以后彈托和彈丸難以分離的問題，提供一種可以使彈托在任何彈速下可以徹底的與彈丸分離的彈托電磁分離裝置。

本發明的技術方案是：一種輕氣炮的彈托電磁分離裝置，包括：環狀殼體、環形電磁鐵、感應裝置、控制器以及儲電器；經所述輕氣炮加速的彈丸所采用的彈托為分瓣結構，所述彈托采用鐵磁性高分子聚合物材料；

所述環狀殼體的一端與所述輕氣炮的炮口對接，另一端的殼體內部設有所述環形電磁鐵，保證所述彈丸進入到所述環狀殼體內部后，所述彈托不在所述環形電磁鐵的軸線上；所述感應裝置安裝在所述環狀殼體的內圓周面上，且位于所述環形電磁鐵與所述炮口之間；所述感應裝置與所述控制器連接，所述控制器與所述儲電器連接，所述儲電器與所述環形電磁鐵連接；所述儲電器在所述控制器的控制下對所述環形電磁鐵進行通/斷電控制；

所述感應裝置用于檢測是否有彈丸經過，當檢測到有彈丸經過時，向所述控制器發送感應信號，所述控制器接收到感應信號控制所述儲電器對所述環形電磁鐵進行通電。

本裝置的工作過程為：