[发明专利]一种气体爆轰驱动超高速发射装置用抗高过载弹丸

说明书

本发明属于超高速碰撞研究技术领域，针对传统弹丸结构无法满足在加速过程中需要承受更高过载的要求，本发明的目的在于提供一种气体爆轰驱动超高速发射装置用抗高过载弹丸，包括飞行体、组合弹托结构，抗磨损弹托与发射管过盈配合，抗磨损弹托的内部设置有容纳型腔，抗过载弹托安装在容纳型腔内，所述飞行体安装在抗过载弹托的前端。本发明设计科学合理，装配安全方便，在发射过程中，能够有效减缓发射管的磨损问题，从而提高发射系统寿命；抗过载弹托在能够满足抗过载条件的同时加工难度低，飞行体重心前移，提高飞行体外弹道飞行的稳定性，并减小了飞行体表面的摩擦阻力，提高了其存速性能。通过实验验证了弹丸的抗高过载能力。

技术领域

本发明属于超高速碰撞研究技术领域，具体涉及一种气体爆轰驱动超高速发射装置用抗高过载弹丸。

背景技术

在超高速碰撞研究领域中，超高速飞行的毁伤元作用在靶体上时，会发生与低速条件下，截然不同的毁伤形式以及能量耗散机制：弹靶界面耦合作用机制，不再是简单的刚性弹对靶体的侵蚀作用，而是转化为与弹靶两者的密度、强度、绝热剪切应变率、绝热剪切带特征厚度以及相变特性等均相关的复杂作用过程。所以为满足国家反装甲领域的重大战略需求，研究超高速毁伤元的毁伤机理，对于新型毁伤元的优化是必要的。然而由于高压气体驱动能力有限和火药使用受限的不足，导致大长径比、大质量的毁伤元出口速度较低，仅能达到1700m/s。而基于气相爆轰驱动的二级轻气炮，大幅提高了发射能力，使超高速碰撞的研究成为了可能。但高初速也意味着毁伤元在加速过程中需要承受更高的过载，峰值可达12万g以上，传统弹丸结构已无法满足该过载条件下的强度要求。如设计不当，弹丸在膛内运动过程中发生破坏，则会显著降低爆轰驱动系统的发射效率和使用寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的传统弹丸结构无法满足在加速过程中需要承受更高过载的要求，本发明的目的在于提供一种气体爆轰驱动超高速发射装置用抗高过载弹丸。

本发明采取的技术方案为：

一种气体爆轰驱动超高速发射装置用抗高过载弹丸，包括飞行体、组合式弹托、多层底托，组合式弹托自外向内依次设置有抗磨损弹托和抗过载弹托，抗磨损弹托与发射管过盈配合，抗磨损弹托的内部设置有容纳型腔，抗过载弹托安装在容纳型腔内，所述飞行体安装在抗过载弹托的内部，抗过载弹托后端与多层底托中的钛合金垫片组合并插入多层底托的铝合金底托中，从而组成一体化弹丸。

进一步的，所述抗过载弹托的外表面与抗磨损弹托的内表面接触，抗磨损弹托和抗过载弹托之间通过连接卡扣进行定位，再通过焊接胶粘接界面。

更进一步的，所述抗磨损弹托与发射管之间设置为过盈配合，抗磨损弹托的外表面包括前定芯区域与后定芯区域，前定芯区域与后定芯区域之间设置为加强筋b；抗磨损弹托的内部设置装配抗过载弹托的容纳型腔，包括前容纳型腔和容纳斜锥面，前容纳型腔和容纳斜锥面之间通过容纳加强筋连接。

更进一步的，所述抗过载弹托的外表面自前向后依次包括前定芯区域、斜锥面，前定芯区域和斜锥面之间设置有加强筋a；抗过载弹托的内部自前向后依次设置有型腔b、底部环形槽、连通腔和型腔a，飞行体的圆柱形弹体嵌设在型腔b内，飞行体环形槽嵌设在底部环形槽内，飞行体尾翼嵌设在连通腔内，多层底托的钛合金垫片嵌设在型腔a内。

进一步的，所述飞行体包括依次连接的风帽、弹体和尾翼，风帽的自由端部沿着抗过载弹托的出口向外突出延伸，弹体和尾翼之间设置有梯形环形槽，弹体底部与多层底托相互接触，更为具体的是，弹体底部与多层底托中的钛合金垫片前端面接触。

更进一步的，所述飞行体设置为曲线弹头，曲线弹头的前半部分设置为圆锥形风帽，曲线弹头的后半部分设置为圆柱形弹体，曲线弹头的尾部设置带有翼片的尾翼，在尾翼前端的圆柱形弹体上设置有三个尺寸相同的梯形环形槽，并与抗过载弹托内部型腔中的环形槽相互配合，从而提高整体的抗过载性能。