[發明專利]一種基于電磁彈射輔助驅動二級輕氣炮的彈道靶

在審

• 申請號: 202211713589.0
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116202367A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 林鍵;胡梅曉;宮建;朱浩;屈振樂;易翔宇;郭秉楠;文帥;孫日明
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: F41B6/00
• 分類號: F41B6/00;F41B11/80;F41B11/71;G01P3/36;G01S17/58;G01J1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗筠

1.一種基于電磁彈射輔助驅動二級輕氣炮的彈道靶，其特征在于，包括高壓氣體推進段(1)、電樞(2)、活塞(3)、電磁彈射裝置(5)、高壓泵管(7)、一二級連接機構(8)、模型(9)、發射管(10)、膨脹箱(11)、試驗艙(12)及測控系統(13)；其中，

所述高壓氣體推進段(1)包括一級氣室(101)、氣體泵管(103)；

所述電磁彈射裝置(5)包括電磁泵管(501)、纏繞在電磁泵管(501)上的多級驅動線圈(502)、為多級驅動線圈(502)供電的激勵電源(505)和為激勵電源(505)充電的充電機(504)；

所述一二級連接機構(8)包括二級氣室(801)、二級膜片(805)，所述一級氣室(101)、氣體泵管(103)、電磁泵管(501)、高壓泵管(7)、二級氣室(801)依次連接，所述二級氣室(801)與發射管(10)相連且二者之間設置有二級膜片(805)，所述發射管(10)與膨脹箱(11)、試驗艙(12)依次連接；

所述氣體泵管(103)入口段內置有電樞(2)和活塞(3)，電樞(2)在活塞(3)后方，所述發射管(10)入口段內置有模型(9)，模型(9)在二級膜片(805)前方；

所述一級氣室(101)釋放出氣體驅動電樞(2)和活塞(3)向前運動飛出氣體泵管(103)并進入電磁泵管(501)；

所述激勵電源(505)逐級觸發以使所述多級驅動線圈(502)逐級放電，所述電樞(2)在氣體推力和所述多級驅動線圈(502)產生的電磁力的復合作用下運動并推動所述活塞(3)，所述活塞(3)飛出所述電磁泵管(501)進入所述高壓泵管(7)；

所述活塞(3)前方的所述電磁泵管(501)、所述高壓泵管(7)和所述二級氣室(801)內充有輕質氣體，所述電磁泵管(501)、所述高壓泵管(7)和所述二級氣室(801)內的輕質氣體在所述活塞(3)壓縮下沖破所述二級膜片(805)，推動所述模型(9)發射飛出所述發射管(10)、經過所述膨脹箱(11)進入所述試驗艙(12)；

所述測控系統(13)用于根據所述電樞(2)的移動速度和位置，確定每級激勵電源(505)觸發的時刻。

2.根據權利要求1所述的彈道靶，其特征在于，所述高壓氣體推進段(1)滿足以下至少一項：

所述一級氣室(101)內的氣體為空氣或氮氣或氦氣，并且氣體壓力不大于30MPa；

所述一級氣室(101)通過法蘭結構或者開口鋸齒螺紋結構與氣體泵管(103)相連；

所述一級氣室(101)內氣體釋放后所述一級氣室(101)內氣體總壓P_1x和總溫T_1x的表達式為：

其中，γ₁為氣體比熱比，P₁₀為氣體初始壓力，T₁₀為氣體初始溫度，V₁₀為氣體初始體積，x為電樞(2)運動的距離，D為電磁泵管(501)內徑，V_1x(x)為電樞(2)運動x距離時氣體體積；

所述一級氣室(101)包括釋放機構，釋放機構為活塞式釋放機構或者雙破膜式釋放機構；

所述氣體泵管(103)容積與一級氣室(101)容積之比≥1.0；

所述氣體泵管(103)為炮鋼材料；

所述氣體泵管(103)內壁粗糙度為Ra≤1.6。

3.根據權利要求1所述的彈道靶，其特征在于，所述電磁彈射裝置(5)滿足以下至少一項：

所述電磁泵管(501)為高強度樹脂基復合材料或高強度陶瓷材料，最高工作溫度可達260攝氏度；

所述充電機(504)采用IGBT串聯諧振恒流充電電源；

所述電磁彈射裝置(5)的多級驅動線圈(502)級數為n，n≥3；

所述各級驅動線圈(502)及激勵電源(505)的結構參數、電磁參數均相同；

每級驅動線圈(502)長度與電磁泵管(501)內徑之比為0.4～1.7；

相鄰級驅動線圈(502)相鄰端面間距與電磁泵管(501)內徑之比為0.1～0.3；

所述驅動線圈(502)導體采用紫銅材料，驅動線圈(502)導體外部被絕緣材料包覆；

所述多級驅動線圈(502)外部整體被金屬層包覆；

所述電磁泵管(501)內壁粗糙度為Ra≤1.6。