[发明专利]一种气体炮过载试验检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹药过载检测装置，具体为一种气体炮过载试验检测装置。

背景技术

近二三十年来，随着远程精确打击、制导与反制导技术的发展，出现了各种高强度、不同形式的综合防护及关键性目标，如桥梁、机场跑道、机库、装甲车辆、航母和隐藏在地下的大规模杀伤武器、远程导弹、现代防空、控制、通讯和高级指挥系统等硬目标体系。这些目标促使了一些智能型侵彻弹药的诞生。武器在侵彻毁伤这些地下埋藏、硬目标时，必然要遭受高速加载、硬目标侵彻过程中的猛烈撞击和冲击力等高过载恶劣环境，武器系统要在此环境下生存并达到对目标的致命性毁伤，便提出了对武器各部件的安全与性能的要求，即地下埋藏、硬目标侵彻用武器系统中的弹体和含能材料必须耐高过载，由此提出耐高过载弹药这一概念，并成为各国弹药发展的重点和方向。

耐高过载弹药的迅速发展，带动多种战斗部起爆、传爆方式和新型爆炸装药也不断研发。然而，目前我国检测技术相应比较落后，火工技术科研、生产产品检测多数仍沿用老技术。有些仪器、设备、设施不全或不完全配套。而对于针对高耐热性、 耐高过载能力、高安全性、高机械强度等火工药剂所需的检测试验方法和评价指标体系还处于空白，致使有些项目未能进行，严重影响了武器技术前进的步伐。所以，必需加快发展武器系统爆炸部件的耐高过载性能检测新技术，建立相应的试验装置才能满足现代高技术武器系统发展的需要。

目前用来研究弹药在高过载条件下的动态力学特性最普遍方法是Hopkinson压杆、落锤或飞板撞击等方法。这些方法对动态力学特性的研究具有一定的局限性。尤其不能真实模拟炸药在侵彻过程中的低幅值、长历时的动态载荷环境。

另一种技术就是采用空气炮作为弹药的加载装置。法国University of Padova, D. Pavarin等人为保持弹底压力的近似恒定，对二级轻气炮的泵管与炮管间能量匹配关系的研究，实现了对气体炮的优化设计。德国Ernst-Mach-Institut的Frank K. Schafer分析球形弹丸高速撞击簿型靶标并建立了冲击破碎模型。挪威B?rvik等人采用直径20mm，长98mm的锥形钢制弹体对厚度分别为15、20、25、30mm贯穿AA5083-H116靶板进行了侵贯试验。测量了所有试验的初始速度和剩余速度。还采用三种不同形状的弹丸（钝，半球形和锥形）进行了气体炮实验，穿透12毫米厚的Weldox 460E钢板。根据实验结果，构建并比较了剩余速度曲线。结果表明，弹头形状大大影响着穿透过程中能量吸收机制和目标的失败模式。此外，剩余速度曲线受到了弹头形状的影响。日本广岛大学的Yoshinori Isomoto Oka使用一级气炮和二级轻气炮使弹丸以不同的速度撞击铝、低碳钢、钛质靶板，对试验结果进行了分析，阐述了靶板毁伤程度大小的原因。

在我国，大型的气炮及炸药爆轰等动高压设备主要建在中国工程物理研究院，其主旨是为武器物理研究服务。如1982年,西北核技术研究所完成了57mm口径的单级压缩气炮研制,最大弹速1400m/s,90年代研制了口径130mm单级压缩气炮和10mm口径的非火药驱动二级气炮最大弹速7000m/s。我国有许多高校如：中国科技大学、哈尔滨工业大学、国防科技大学、北京理工大学、南京理工大学拥有气体炮冲击动力学试验设备。主要是利用气体炮的低成本发射技术，进行物体的冲击试验，研究碰撞机理、碰撞加速度、以及终点弹道的研究，如穿甲实验、空间飞行碰撞、引信碰撞研究等。南京理工大学发展了一种采用57mm口径的模拟炮进行引信和火工品的动态着靶模拟测试技术，弹丸的加载和部件的运动状态通过弹载加速度传感器和位移传感器测定，这种方法比较真实地反映了火工品的状态，着靶冲击过载值约70000G，着靶速度大于300m/s。

总结国内外使用的空气炮侵彻试验装置，我们发现与之配套的装置，例如1、起吊置换装置多为建于室内的电动行车吊装机构，这类装置虽然可以满足基本的使用要求，但是，其支撑部件都是固定部件不能移动，安装拆卸不便。另外，其结构庞大、费用较为昂贵。2、弹丸冲击靶板等部件的防护装置多为圆桶型防护箱，这类装置多是固定于基座，靶板需从箱体前端或后端安装，操作困难、使用不便、用途单一，不利于中、大尺寸靶体的冲击试验。3、与之配套的侵彻弹丸多为实心弹，有些实验弹体只携载装药或加速度传感器，没有考虑同时装载装药和传感器冲击硬目标时一旦装药发生爆炸会对传感器等弹内部件产生的破坏影响。

发明内容

本发明为了解决现有空气炮侵彻试验装置存在的操作使用不便等技术问题而提供了一种气体炮过载试验检测装置。