[实用新型]一种二级轻气炮

说明书

本实用新型涉及超高速碰撞加载实验技术领域，具体是一种二级轻气炮，沿发射方向，依次包括：首级驱动和二级驱动；首级驱动，用于增压产生高温高压的轻质气体，该首级驱动包括用于容纳待压缩气体的泵管；二级驱动，用于通过高温高压的轻质气体发射气炮弹丸；首级驱动为用于通过发射的弹丸压缩泵管内气体的电磁炮，泵管内气体被压缩形成高温高压的轻质气体。以电磁炮作为首级驱动，相比于采用火药驱动、混合气体爆轰等方式不仅安全性大大提高，还相比于采用高压氮气占地空间小，可以很好解决目前火药驱动严格限制、采用高压气体投入成本高昂、采用氢氧混合气体爆轰复杂危险等问题。

技术领域

本实用新型涉及超高速碰撞加载实验技术领域，具体是一种二级轻气炮。

背景技术

高压气体炮是高压实验中最为常见的加载手段，其中，二级轻气炮因为能发射各种形状的弹丸，其质量、尺寸和材料有较宽的适应范围，是超高速弹丸驱动中应用最广泛的技术之一。二级轻气炮可以实现速度范围为2km/s～6km/s的碰撞加载，通常能产生110GPa的冲击波压力。常见的二级轻气炮的工作原理是首先由火药燃烧后的高压气体加速一个活塞，活塞高速运动压缩泵管中的氢气或氦气，然后靠高压氢气或氦气驱动弹丸，实现与靶样品的高速碰撞。近些年来，国内又陆续发展了以氢氧燃烧作为首级驱动的二级轻气炮(见北京理工大学专利201610989470.4)，以及以高压气体作为首级驱动的二级炮(见哈尔滨工业大学专利201310279413.3)。

实用新型内容

本实用新型目的是为了提供一种较好的二级轻气炮。

本实用新型提供了一种二级轻气炮，沿发射方向，依次包括：

首级驱动，用于增压产生高温高压的轻质气体，该首级驱动包括用于容纳待压缩气体的泵管；

二级驱动，用于通过高温高压的轻质气体发射气炮弹丸；

上述首级驱动为用于通过发射的活塞压缩泵管内气体的电磁炮，泵管内气体被压缩形成上述高温高压的轻质气体。

现在保有量最大的传统的二级轻气炮大多是以火药爆燃来驱动活塞(首级驱动)的，国外也多采用该驱动方式，但火药的使用使实验室附属设备变得复杂，并且带来安全、污染、炮的清洁等许多麻烦，这样造成传统的二级轻气炮运行效率低、实验成本高等缺点。

在国内，火药是严格管制的材料，在很多实验场地难以使用，因此，国内陆续发展了以氢氧爆轰和高压气体作为首级驱动的二级炮系统。但是这两种方案由于自身的缺陷，目前也没有得到广泛的运用。

其中，气体驱动的二级炮，首级驱动系统需要使用大量的高压氮气，需要建设专用的高压气站，带了占地、噪音和安全监管的问题，并且高压氮气驱动能力有限，难以企及火药炮的效率和高速，目前还是不能替代火药驱动的二级炮。氢氧混合气体爆轰作为首级驱动源带了的问题在于需要复杂的配气系统、氢气作为燃料极度易爆，对于气炮使用需要严格的培训与监管，难以得到普遍的应用。

申请人实用新型创造出了本二级轻气炮，以电磁炮作为首级驱动，相比于采用火药驱动、混合气体爆轰等方式不仅安全性大大提高，还相比于采用高压氮气占地空间小，可以很好解决目前火药驱动严格限制、采用高压气体投入运行成本高昂、采用氢氧混合气体爆轰复杂危险等问题。

进一步地是，上述泵管内置有变形活塞，上述变形活塞后方设置有作为电磁炮弹丸的推进件，上述首级驱动为驱动推进件推进变形活塞的电磁炮。

进一步地是，上述推进件与变形活塞粘接；或者，上述推进件与变形活塞之间通过螺栓连接。

进一步地是，上述推进件后端开有螺纹孔。

进一步地是，上述首级驱动为将推进件加速到0.2～1km/s的电磁炮。

进一步地是，上述首级驱动为线圈炮，上述首级驱动还包括套装在泵管外的驱动线圈。