[實用新型]一種復合點火式燃燒輕氣炮

有效

• 申請號: 201920958150.1
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN210220826U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 侯自豪;朱雨建;楊基明
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F41B11/60
• 分類號: F41B11/60;F41B11/68
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

本實用新型公開了一種復合點火式燃燒輕氣炮，包括驅動段、被驅動段、匯聚段、發射管、點火控制系統。驅動段一端封閉，另一端與被驅動段相連，連接處夾裝膜片；被驅動段管身安裝有壓力傳感器；匯聚段前端與被驅動段相連，后端與發射管相連，與發射管連接處夾裝膜片，管身安裝有點火器；發射管內靠近膜片放置彈丸；點火控制系統包括壓力傳感器、電荷放大器、數字延時脈沖發生器。上述輕氣炮，利用復合點火形式，采用匯聚激波反射誘導的爆轟波與點火器強制起爆的爆轟波相互作用誘導產生強激波，而后強激波追趕上彈丸并反射，彈底壓力瞬間增加，以較低的代價發掘了一種運行效率更高的氣炮系統。

技術領域

本實用新型涉及一種超高速發射輕氣炮，特別涉及一種復合點火式燃燒輕氣炮。

背景技術

從第一座輕氣炮誕生起，它就成為航空航天、武器裝備和行星科學領域的有效研究工具。輕氣炮是在傳統火炮發射技術基礎上發展起來的一種動高壓加載裝置，依靠高溫高壓下輕質氣體驟然膨脹對彈丸做功，使之達到較高的發射速度。近年來，隨著其應用領域的不斷拓寬以及模型結構的復雜化，要求這種超高速發射系統，能夠以較低的成本在較寬的發射范圍內具有更優的內彈道性能。

目前使用較為廣泛的是二級輕氣炮。傳統二級輕氣炮采用火藥、壓縮氣體或反應氣體作為首級驅動。氣炮運行時，火藥燃氣、壓縮氣體或者反應氣體的燃燒產物驅動活塞壓縮泵管中的輕質氣體，在錐形段內形成短暫的極高溫高壓氣室，驅動彈丸發射到很高的速度。然而活塞在充當能量傳遞工具的同時也會帶來摩擦損耗，從而降低能量傳遞效率，而且活塞入錐會造成結構的損傷，給后續工作造成諸多不便。

20世紀90年代，UTRON公司提出燃燒輕氣炮的概念，其是一種沖擊推進式氣炮，采用點火器實現燃燒爆轟，這種爆轟波可看作“反應活塞”，初始的預混物經過燃燒后變為熱力學性質更適合作為推進劑的爆轟產物，而后爆轟波反射形成脈沖式高壓驅動彈丸加速。燃燒輕氣炮在尺寸、重量和可操作性方面與其他氣炮系統相比具有不可替代的優勢，且無活塞的參與使得能量傳遞效率顯著提高。然而這種利用爆轟產物來驅動的方式，難以維持長時間高壓，發射速度相比二級輕氣炮并不理想。

為解決現有燃燒輕氣炮存在的問題，近年來，申請人提出了一種反射激波誘導爆轟驅動的燃燒輕氣炮(CN109539881A)，既保留了傳統燃燒輕氣炮的優勢，又能達到二級輕氣炮的出口速度，充分結合了激波的氣動和熱力學性質以及氣相爆轟的強驅動性優勢，運行效率較高。但其同樣存在一個目前的輕氣炮普遍存在，且現有技術無法解決的問題：彈底壓力降低很快，也就是說彈丸逐漸“無力”。

為了最大化氣炮性能，獲得更高的發射速度和發射動能，一方面，各種新型驅動方式相繼被提出來，如三級炮、爆炸氣體炮、阻抗梯度飛片驅動等，但同時也會帶來許多技術問題和高昂的成本；另一方面，研究者們針對氣炮幾何特征、推進氣體以及彈丸(或者活塞)等進行了優化設計，盡管取得了一定的成效，但仍然不能從根本上解決問題。這主要是因為，對于任何一門氣炮，均受到氣體逃逸速度的限制。從氣動原理上來說，推進氣體在經過熱力學狀態重整(二級輕氣炮經由活塞擠壓，燃燒輕氣炮經由爆轟)后形成高溫高壓“駐室”，隨著彈丸的加速運動，彈后的空缺由緊挨的彈底氣體填補，彈后不斷發出稀疏波，導致彈底壓力降低很快，遠小于“駐室”內的壓力。顯然，這是氣炮系統固有的問題，并不能僅僅只通過優化參數來解決。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決傳統輕氣炮系統彈底壓力降低較快從而導致發射性能并不理想的問題，進一步發掘燃燒爆轟驅動方式的潛力，提升發射速度和發射動能，提供一種結構簡單且運行效率更高、性能更優的燃燒輕氣炮。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

本實用新型的復合點火式燃燒輕氣炮，包括自后向前依次連接的驅動段、被驅動段、匯聚段和發射管，還包括作為附屬設備的點火控制系統；

所述驅動段為具有恒定圓形內截面的直筒形結構，其后端封閉，前端開口與所述被驅動段連接；