[發明專利]模擬爆炸沖擊波與高速破片耦合載荷的輕氣炮發射裝置

有效

• 申請號: 201910549016.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110186324B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 張偉;姜雄文;魏宏健;陳拓;馮文舉;聶洪杰;牛秋燕;崔召凱;姜美敬;牛國梁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F41B11/62
• 分類號: F41B11/62;F41B11/64;F41B11/70;F41B11/80;F41B11/72
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 于歌

模擬爆炸沖擊波與高速破片耦合載荷的輕氣炮發射裝置，屬于模擬輕氣炮技術領域，本發明為解決實彈爆炸這種加載方式對實驗的資質要求高、無法普及，而完全利用數值仿真技術無法確定其有效性的問題。本發明方案：小口徑輕氣炮發射管通過耦合連接器同軸設置于大口徑輕氣炮發射管內，兩個管之間的前端內腔設置有彈托飛板，小口徑輕氣炮發射管的后端從耦合連接器的后端口伸出并與小口徑輕氣炮高壓氣室連通；耦合連接器的上端口與大口徑輕氣炮高壓氣室連通，活塞設置于大口徑輕氣炮發射管和耦合連接器的后端之間，且沿耦合連接器內壁左右滑動，用以打開或關閉大口徑輕氣炮高壓氣室與大口徑輕氣炮發射管之間的通路；高壓儲氣罐提供高壓氣源。

技術領域

本發明屬于模擬輕氣炮技術領域，涉及一種非藥(高壓氣體驅動)式模擬水下和空氣中爆炸沖擊波與高速破片耦合加載對結構材料毀傷特性和機理進行系統實驗研究的輕氣炮發射裝置。

背景技術

武器戰斗部在空氣中爆炸將在空氣中產生爆炸沖擊波和高速破片，嚴重威脅人員和軍民相關設施。而水下爆炸易產生爆炸沖擊波、高速破片侵徹和氣泡脈動射流等載荷。其中水下爆炸沖擊波載荷的峰值壓力大、作用時間短，而破片的撞擊速度高，在沖擊波和高速破片的耦合加載下可以使艦艇局部變形或破裂(局部響應)，是水中爆炸毀傷效應的主要來源。水的密度大且不易壓縮性造成水下爆炸對目標的毀傷效果遠遠大于空氣中爆炸。目前對于不同結構及材料水下爆炸沖擊波和高速破片耦合加載的研究主要采用真實的武器在水下爆炸所產生的沖擊波和高速破片實現，或者采用水下高速破片和爆炸沖擊波單獨作用研究他們對結構材料的毀傷的特性和機理。水下爆炸沖擊波、高速破片侵徹和氣泡脈動載荷單獨作用累加對結構的毀傷效應遠遠小于這些載荷耦合作用的破壞效應。實彈爆炸這種加載方式存在危險性大、加載成本高、實驗數據測試難度大和精度不高，對實驗的資質要求高和無法普及等缺點。而完全利用數值仿真技術對結構材料的水下爆炸沖擊波和高速破片耦合加載進行研究，又由于缺少必要的實驗驗證而無法確定其有效性。

發明內容

本發明目的是為了解決實彈爆炸這種加載方式對實驗的資質要求高、無法普及，而完全利用數值仿真技術無法確定其有效性的問題，提供了一種模擬爆炸沖擊波與高速破片耦合載荷的輕氣炮發射裝置。

本發明所述模擬爆炸沖擊波與高速破片耦合載荷的輕氣炮發射裝置，包括大口徑輕氣炮高壓氣室1、大口徑輕氣炮發射管2、彈托飛板3、小口徑輕氣炮發射管4、活塞5、耦合連接器6、小口徑輕氣炮高壓氣室7和高壓儲氣罐8；

所述小口徑輕氣炮發射管4通過耦合連接器6同軸設置于大口徑輕氣炮發射管2內，小口徑輕氣炮發射管4和大口徑輕氣炮發射管2之間的前端內腔設置有彈托飛板3，小口徑輕氣炮發射管4的前端從大口徑輕氣炮發射管2前端伸出，小口徑輕氣炮發射管4的后端從耦合連接器6的后端口伸出并與小口徑輕氣炮高壓氣室7連通；

耦合連接器6的上端口與大口徑輕氣炮高壓氣室1連通，大口徑輕氣炮發射管2后端從耦合連接器6的前端口插入，活塞5設置于大口徑輕氣炮發射管2和耦合連接器6的后端之間，且沿耦合連接器6內壁左右滑動，用以打開或關閉大口徑輕氣炮高壓氣室1與大口徑輕氣炮發射管2之間的通路；

高壓儲氣罐8為大口徑輕氣炮高壓氣室1、小口徑輕氣炮高壓氣室7和活塞5的滑動提供高壓氣源。

優選地，大口徑輕氣炮發射管2包括大口徑圓管2-1，大口徑圓管2-1靠近前端的側壁上沿周向均布多個一號泄壓孔2-3，大口徑圓管2-1靠近后端的側壁上沿周向均布多個氣路連通孔2-2，多個氣路連通孔2-2與耦合連接器6的環形氣道連通，所述環形氣道與耦合連接器6的上端口連通。

優選地，小口徑輕氣炮發射管4包括小口徑圓管4-1，小口徑圓管4-1伸出大口徑輕氣炮發射管2前端的側壁上沿周向均布多個二號泄壓孔4-2，小口徑圓管4-1后端從耦合連接器6的后端口伸出。

優選地，彈托飛板3包括彈托3-1和飛板3-2，飛板3-2固定設置于彈托3-1的前端，共同利用一號內孔3-3套置于小口徑圓管4-1上，彈托3-1沿小口徑圓管4-1和大口徑圓管2-1滑動。