[發明專利]一種無源式強磁場耦合聚能裝藥裝置

在審

• 申請號: 202310452593.4
• 申請日: 2023-04-25
• 公開（公告）號: CN116499327A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 蘭旭柯;黃廣炎;吳廣;鄭江華;秦金鳳
• 申請（專利權）人: 北京理工大學重慶創新中心
• 主分類號: F42D1/10
• 分類號: F42D1/10
• 代理公司: 重慶智慧之源知識產權代理事務所(普通合伙) 50234
• 代理人: 母先定

本發明涉及一種無源式強磁場耦合聚能裝藥裝置；包括起爆系統、裝藥結構、藥型罩、復合壓電殼體、螺線管和調制電路。本發明提供的一種無源式強磁場耦合聚能裝藥裝置，通過設置起爆系統、裝藥結構、藥型罩、復合壓電殼體、螺線管和調制電路，構成一種爆炸換電裝置，能夠將裝藥爆轟過程中無效的爆轟能量轉換為電能，從而替代現有強磁場耦合聚能裝藥技術中的外部電容，實現強磁場耦合聚能裝藥的無源化設計；另外，在大幅減整體尺寸的同時，對裝藥能量進行了充分利用，為強磁場耦合聚能裝藥的小型化以及可行性設計提供了全新的技術路線。

技術領域

本發明涉及一種無源式強磁場耦合聚能裝藥裝置，特別涉及一種無源式強磁場耦合聚能裝藥的爆炸換電結構設計、復合壓電殼體設計、裝藥結構設計，屬于彈藥工程領域。

背景技術

聚能金屬射流裝置或彈藥，主要由藥型罩，裝藥結構，殼體等組成，當裝藥爆轟時壓縮藥型罩結構，形成金屬射流，由于金屬射流具有極高的速度，可穿透具有一定厚度的鋼材、混凝土、巖壁等材料，因此聚能金屬射流裝置或彈藥常應用于破甲戰斗部，攻堅彈，石油射孔彈等武器或器材。

聚能射流的侵徹性能主要受到射流速度與射流形態的影響，現有研究證明磁約束方法是改變射流速度與形態的有效方法。在現有研究背景中已開發出采用磁場耦合聚能裝藥的技術，在聚能射流慣性拉伸的不同時期施加磁場的方法，利用電容器作為整個耦合系統的能源，通過螺線管產生軸向的低頻電磁場，進而在聚能射流通過螺線管時與預先加載產生的強磁場基于電磁感應定律而發生耦合作用，改善聚能射流內部應力－應變狀態，從而延緩聚能射流的斷裂；強磁場的耦合作用也有效抑制和修正了斷裂聚能射流顆粒的翻轉和偏移，使斷裂后的聚能射流顆粒仍保持在同一軸線上。強磁場對聚能射流以上兩方面的耦合作用增加了聚能射流的有效長度，從而有助于提高其侵徹能力。同時，強磁場對聚能射流的耦合作用還可有效提高其軸向速度，使得聚能射流具有更高的軸向速度也將有助于其侵徹能力的提高。強磁場耦合聚能裝藥的相關研究成果對未來大威力、新型破甲戰斗部的研發和設計提供了理論指導和試驗依據。

然而現有技術中主要依靠的是外部電容作為電源對螺線管進行供電，電源尺寸較大，難以實現與聚能裝藥戰斗部的一體化設計，限制了該技術在戰斗部及相關行業的應用。另一方面，聚能裝藥戰斗部中裝藥爆轟時，僅一部分裝藥的化學能轉化為了藥型罩的內能與動能，大量裝藥的能量轉換為了爆炸沖擊波能量以及爆產物的能量，這部分能量對于聚能裝藥戰斗部的侵徹性能屬于無效能量，能量定向利用率低。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種無源式強磁場耦合聚能裝藥裝置。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種無源式強磁場耦合聚能裝藥裝置，包括起爆系統、裝藥結構、藥型罩、復合壓電殼體、螺線管和調制電路；

所述起爆系統設置于復合壓電殼體的頂部，用于引爆裝藥結構中的起爆藥；

所述裝藥結構設置于復合壓電殼體的內部，所述裝藥結構包括布設于起爆系統下方的起爆藥、布設于起爆藥下方的副藥柱、布設于副藥柱下方的主藥柱以及布設于副藥柱與主藥柱之間的軸向隔板，用于引爆起爆藥后，軸向傳播的爆轟波由副藥柱經軸向隔板調節波形后傳入主藥柱，對藥型罩進行作用形成金屬射流；

所述藥型罩設置于復合壓電殼體的內部，且布設于主藥柱的下方；

所述復合壓電殼體包括外防護層、設置于外防護層內側的外層隔板、設置于外層隔板內側的壓電層、設置于壓電層內側的沖擊波調制層、設置于沖擊波調制層內側的內層殼體以及設置于內層殼體內側的徑向隔板，用于引爆起爆藥后，徑向傳播的爆轟波經徑向隔板調節后傳入內層殼體中形成沖擊波，沖擊波經過內層殼體調制作用后形成適用于壓電材料進行爆炸沖擊換電的波形，同時，壓電層中的壓電材料在沖擊作用下產生電能，并傳入調制電路；

所述螺線管設置于復合壓電殼體的內部，所述螺線管包括布設于藥型罩下方的繞線管以及繞制于繞線管外側的螺線圈，用于形成強磁場；