[发明专利]一种基于动量定理的弹托分离系统

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种基于动量定理的弹托分离系统。

背景技术

具有特殊外形的超空泡射弹在发射入水后，高速运动的射弹表面附近流场压力迅速降低，压力低于实验中水的饱和蒸汽压时，处于超空泡射弹表面区域的水会发生汽化，形成空泡。当射弹速度足够高时，形成的完整包裹其自身的空泡称之为超空泡。超空泡射弹依靠空泡的隔绝作用，大幅降低了射弹在水中受到的粘滞阻力，从而显著增加射弹的有效射程和打击目标时的能量。超空泡射弹实验是研究超空泡射弹技术的重要技术手段之一，可以对利用独立扩张原理或CFD计算的结果进行很好的验证作用，实验数据往往更加具有说服力。

目前的超空泡射弹发射装置主要有两种，一种是火炮，另一种是轻气炮。鉴于安全和方便性考虑，目前开展超空泡射弹的实验装置主要是轻气炮发射射弹。因为科学研究的射弹直径往往较小，而又需要其拥有很高的发射速度，所以发射时需将射弹装入具有适配器功能的弹托中。依靠弹托可以有效的扩充轻气炮的内部横截面积从而提高轻气炮的气体利用效率，另一方面弹托可以起到对射弹的约束作用，使射弹的弹道更加稳定。当射弹与弹托一起离开发射管后，需要射弹尽快与弹托分离，防止弹托进入水槽中影响射弹弹道。

目前轻气炮所用的弹托多为整体式弹托，这种弹托相较于其他分离方式的弹托具有气密性好、稳定性高的特点。整体式弹托依靠空气阻力或炮口挡圈实现弹托与射弹的分离，但实际使用表明，如果靠气动阻力使得弹托与弹体分离不但需要较长的飞行距离，还易导致弹托进入水中，对射弹的水下弹道有较大影响，水面喷溅形状以及空泡的形状因受弹托影响而变形，影响拍摄质量及后续的数据分析；而如果依靠炮口挡圈的方式，往往容易造成弹托的变形或损坏，从而影响射弹的初始弹道，这些不但不利于超空泡射弹实验研究而且还会造成弹托的不必要浪费。

发明内容

本发明为解决现有整体式弹托依靠空气阻力或炮口挡圈实现弹托与射弹的分离时，弹托与弹体分离需要较长的飞行距离，弹托对弹体的轨迹影响大，同时因弹托随弹体一同入水而直接干扰射弹入水后形成的水面喷溅形状以及空泡形状，并且由于弹托的干扰使操作人员对射弹入水画面的拍摄质量下降，致使画面提供的数据不准确的问题。提出一种基于动量定理的弹托分离系统。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于动量定理的弹托分离系统，所述弹托分离系统包括加速弹托、阻挡弹托、回收罩、炮管、射弹和缓冲垫片，所述加速弹托和阻挡弹托均设置在炮管内，所述加速弹托远离炮管的炮口设置，所述阻挡弹托靠近炮管的炮口设置，加速弹托和阻挡弹托之间设置有缓冲垫片，所述缓冲垫片与阻挡弹托相贴紧，所述加速弹托为回转体，所述加速弹托内加工有射弹放置腔，所述射弹设置在射弹放置腔内且射弹的弹头朝向炮口设置，所述阻挡弹托沿其长度方向加工有射弹通过孔，所述回收罩位于炮管外且朝向炮管的炮口设置。

所述加速弹托为纺锤形回转体。

所述缓冲垫片为橡胶制成的垫片，所述缓冲垫片的中心加工有通孔，所述通孔与射弹通过孔同轴设置且相连通。

所述加速弹托上加工有进气通道，所述进气通道与射弹放置腔相连通。

所述射弹通过孔为圆孔，该圆孔包括等直径孔和变径孔，等直径孔和变径孔相连通且变径孔靠近炮口设置，所述变径孔内表面的底部为倾斜的弧面，所述变径孔朝向炮口方向渐扩。

所述回收罩为锥形罩体，所述回收罩设置在炮管和水池的水面之间，所述锥形罩体的大口端为射弹进口，射弹进口朝向炮管的炮口设置，所述锥形罩体的小口端为射弹出口。

所述弹托分离系统还包括连接绳，所述回收罩通过连接绳与炮管的外壁相连接。

所述弹托分离系统还包括两个第一密封圈和两个第二密封圈，所述加速弹托上套装有两个第一密封圈，所述阻挡弹托上套装有两个第二密封圈，所述加速弹托通过两个第一密封圈与炮管的内壁相贴紧，所述阻挡弹托通过两个第二密封圈与炮管的内壁相贴紧。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过合理设计加速弹托、阻挡弹托的结构使射弹与二者快速分离，加速弹托和阻挡弹托对射弹弹道的影响最小。通过加速弹托、阻挡弹托、炮管与射弹之间的配合设置有效提高射弹的稳定性。同时提高加速弹托、阻挡弹托与射弹的分离速度，提高超空泡射弹的发射效率。

2、第一密封圈设置有效增加加速弹托和炮管之间的气密性，提高气体利用效率，从而提高射弹初速度，同理第二密封圈设置有效增加阻挡弹托和炮管之间的气密性，提高气体利用效率，从而提高射弹初速度。