[发明专利]一种用于轻气炮真空靶室的弹托和弹丸气动分离装置

说明书

本发明公开了一种用于轻气炮真空靶室的弹托和弹丸气动分离装置，包括：位于靶室中的阻拦板和连接在炮管出口的气动分离密封结构，所述气动分离密封结构内部具有与炮管同轴的空腔结构，所述空腔结构两端设置有能够使弹丸和弹托穿过的密封件，阻拦板设置于气动分离密封结构的出口之后、靶板之前，其上设置与炮管同轴的通孔，其中，阻拦板的通孔孔径大于弹丸直径且小于弹托的外径；气动分离密封结构上设置注气孔，用于向气动分离密封结构内部空腔结构注气，以调节其内部的压力至设定值，保证弹托和弹丸飞行至距离气动分离密封结构出口端设定距离时，弹托完全打开。

技术领域

本发明涉及超高速碰撞加载试验技术领域，具体涉及一种用于轻气炮真空靶室的弹托和弹丸气动分离装置。

背景技术

航天器防护、动能武器以及高压物理等方面的研究都需要超高速发射技术。而在超高速发射技术领域中，与其它发射技术相比，轻气炮是一种特别通用的装置，这是因为它能发射各种形状的弹丸，对弹丸的质量、尺寸和材料有宽广的适应范围。从工作原理角度而言，轻气炮是一种利用轻质可压缩气体来加速弹丸的装置，有一级轻气炮、二级轻气炮和三级轻气炮，一级轻气炮可以使设定质量A的弹丸加载到0.5-2km/s，二级轻气炮可以将设定质量B的弹丸加载到2-7km/s，三级轻气炮可以将弹丸加载到10km/s以上。轻气炮真空靶室可以用于地面模拟超高速空间碎片撞击航天器防护结构的毁伤特征、航天器防护结构防护性能以及超高声速动能武器的毁伤特性研究。

轻气炮发射弹丸时，要使弹丸适应炮口尺寸，需要有弹托结构对弹丸进行支撑、密封、传递气体压力，保证弹丸获得较高的初始速度。但在弹丸出炮口以后，需要将弹丸和弹托有效分离，以免弹托对靶板产生附加破坏效应，确保实验的准确性。

目前现有的弹托分离技术主要有两种，一种是弹托强制分离技术，另一种是弹托气动分离技术。弹托强制分离技术采用带有通孔的机械分离装置，孔尺寸比弹丸略大且比弹托小，通过机械方法让弹丸通过分离装置而强制性阻挡弹托，使其无法通过分离装置；这种技术一般在分离装置强制阻挡弹托时，由于弹丸速度很大，瞬时的强大冲击力反过来会影响到弹丸，使弹丸可能会在强大的冲击力的作用下发生破碎，分离装置如果与炮口对心存在微小的偏差还会造成分离失败，使破碎的弹托随着弹丸一起飞出。弹托气动分离技术是使夹有弹丸的弹托出炮口后，弹托在靶室内的空气阻力的作用下与弹丸分开以后并被拦下。虽然弹托气动分离技术避免了拦截弹托时冲击力对弹丸的影响，但是靠空气阻力的作用使弹丸和弹托气动分离仍然存在诸多的限制条件(如向靶室内充气受限)，不适用于太空中处于真空环境下的靶室；并且有的轻气炮采用的是强制脱弹方式来分离弹丸和弹托，并没有预留一定距离的空气域，即现有技术中尚缺乏一种通用于真空靶室中的轻气炮弹托和弹丸的分离装置，不管炮管出口是否预留出设定的空气域，该分离装置都应该能够适用于真空靶室中轻气炮弹托和弹丸的分离。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于轻气炮真空靶室的弹托和弹丸气动分离装置，该弹托气动分离装置能够直接安装在真空靶室内的炮管出口上，适用于轻气炮的不同炮管出口方式下弹托和弹丸的分离，能够保证弹托和弹丸在真空靶室内有效分离。

本发明的技术方案为：一种用于轻气炮真空靶室的弹托和弹丸气动分离装置，包括：位于靶室中的阻拦板和连接在炮管出口的气动分离密封结构，所述气动分离密封结构内部具有与炮管同轴的空腔结构，所述空腔结构两端设置有能够使弹丸和弹托穿过的密封件，阻拦板设置于气动分离密封结构的出口之后、靶板之前，其上设置与炮管同轴的通孔，其中，阻拦板的通孔孔径大于弹丸直径且小于弹托的外径；

气动分离密封结构上设置注气孔，用于向气动分离密封结构内部空腔结构注气，以调节其内部的压力至设定值，保证弹托和弹丸飞行至距离气动分离密封结构出口端设定距离时，弹托完全打开。

优选地，还包括：压力传感器和压力表，所述压力传感器安装在所述气动分离密封结构内部空腔结构的内壁面上，所述压力表与压力传感器连接。