[实用新型]用于研究结构高温高速撞击响应的一体式高温空气炮

说明书

本实用新型公开了一种用于研究结构高温高速撞击响应的一体式高温空气炮，一体式空气炮包括从左至右依次相连接的高压气室、进气管、加热装置、炮管及其每个部分的支撑结构，能够确保试样飞行姿态和试验温度的可调、可控和可测，单次试验的成本低、效率高，设备结构简单紧凑，试验稳定性和可靠性高，并且能够有效提高试验效率，降低试验成本。相较于分离式实验装置，本实用新型提供的设备能够在加热试样后即时进行发射，不需要精确计算和控制降温时间差，也不需要根据上述时间差来控制试样的发射。相较于分离式设备，本实用新型不需要设计结构复杂的弹载加热装置，设备具有更加简单可靠的结构，能够快速获得试验结果。

技术领域

本实用新型涉及结构高温高速冲击动力学领域，具体为一种用于研究结构高温高速撞击响应的一体式高温空气炮。

背景技术

空气炮是常见的一种加载设备，通常用于在室温条件下研究产品的中低速碰撞动力学响应特性。随着科技和社会的进步，产品在不同温度下高速碰撞特性日益受到关注，逐渐成为产品研制过程中不可或缺的技术指标之一，如各种外空产品再入大气层时，与大气高速摩擦，致使产品的温度急剧升高，当其缓冲系统出现异常而使得产品与地面高速碰撞，此时产品高温条件下的抗冲击性能尤为重要；再如深入准确认识材料在高温条件下的高速变形特性，对于高速冲压成型的加工具有非常重要的作用等。为确保正确认识产品和材料高温高速碰撞特性，必须建立相关实验技术对其开展研究。

国内外对此开展了一定的研究，如美国开发的同位素能源撞击试验机(IsotopeFuelsImpact Tester，IFIT)将电炉集成在试验机上，主要采用电子束进行加热。在利用火箭橇开展整个GPHS-RTG高温高速撞击试验中，采用电炉单独加热GPHS-RTG，然后解除电炉，远程控制将GPHS-RTG安装在火箭橇上进行试验；或者首先将GPHS-RTG固定在火箭橇轨道上，利用电炉加热试样至设定温度后移除电炉，然后采用“逆弹道”的方法进行试验。中国原子能科学研究院将试样和电炉集成(CN 203849118U)，当试样被加热到试验温度时，试样与电炉同时与靶体发生碰撞。申请者也开发了“用于研究结构高温高速撞击响应的分离式实验设备(CN207976265U)”以及配套的“用于研究结构高温高速撞击响应的弹载加热装置(CN209589724U)”和“用于空气炮炮管与弹托分离器同轴定位的对心装置(CN208382976U)”，为实现产品的高温高速撞击响应特性的研究和测试提供了技术支持。

美国开发的两种试验方法技术中的结构复杂，具体细节未见公开公布，难以在工程实际中应用和推广。中国原子能科学研究院研发的装置将试样包裹在加热装置之中，无法控制和检测试样的碰撞状态，难以拓展应用到研究结构高温高速撞击响应、特别是不同姿态下的动力学响应。申请者前期实用新型的分离式实验装置的实验周期长、实验成本和能耗都较高，为了提高实验效率、降低实验成本和能耗，申请者开发了本项目。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于研究结构高温高速撞击响应的一体式高温空气炮，能够在确保试样飞行姿态和试验温度的可调、可控和可测的同时解决高温高速碰撞试验中实验效率和实验成本等问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于研究结构高温高速撞击响应的一体式空气炮,其特征在于，一体式空气炮主要分为四大部分，包括从左至右依次相连接的高压气室、进气管、加热装置、炮管及其每个部分的支撑结构；所述加热装置两端从内向外分别是隔热层、隔热板和端盖，左右分别与进气管和炮管相连。

进一步的，所述加热装置从内向外包括内炮管、炉芯、中部隔热层和外壳体

进一步的，所述隔热板和端盖之间安装有卡套式锁紧螺母，利用卡套式锁紧螺母可将隔热板打开或锁紧。

进一步的，所述隔热板由隔热板手柄和隔热主板连接而成，所述卡套式锁紧螺母安装在隔热板手柄上。