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用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器.pdf

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用于 高速 加载 可燃 气体 驱动 发生器
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摘要
申请专利号:

CN201610991683.0

申请日:

2016.11.10

公开号:

CN106556543A

公开日:

2017.04.05

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/313申请日:20161110|||公开
IPC分类号: G01N3/313 主分类号: G01N3/313
申请人: ?#26412;?#29702;工大学
发明人: 张庆明; 龙仁荣; 施尚春; 薛一江; 陆阳予; 陈利
地址: 100081 ?#26412;?#24066;海淀区中关村南大街5号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: ?#26412;?#29702;工大学专利中心 11120 代理人: 仇蕾安;李爱英
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610991683.0

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.09.05|||2017.04.05

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明属于超高速碰撞加载试验技术领域,特别涉及可燃气体爆轰驱动发生器。用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器,其技术方案是:点火头安装在燃烧室的封闭端中心处;在燃烧室的侧壁处开有注气孔;发射管一端与燃烧室的开口端对接,对接处设?#24515;?#29255;;发射管与燃烧室的对接处通过紧固螺筒实现固定;弹丸位于发射管内靠近膜片;本发明有效提高爆轰压力对弹丸的驱动效率,从而使弹丸速度大大提高;通过控制充入可燃气体压力,实现弹丸速度300?3000m/s速度范围。

权利要求书

1.用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器,其特征在于,它包括:燃烧室(1)、点火头
(2)、膜片(3)以及发射管(5);
所述燃烧室(1)为一端封闭一端开口的筒状结构;所述点火头(2)安装在所述燃烧室
(1)的封闭端中心处;在所述燃烧室(1)的侧壁处开有注气孔(6);
所述发射管(5)为两端开口的管状结构,其一端与所述燃烧室(1)的开口端对接,对接
处设有所述膜片(3);所述发射管(5)与所述燃烧室(1)的对接处通过紧固螺筒(7)实现固
定;
弹丸(4)位于所述发射管(5)内膜片(3)所在端;试验前,通过所述注气孔(6)向所述燃
烧室(1)内先后注入可燃气体与氧气,设定时间后,通过所述点火头(2)点火产生爆轰。
2.如权利要求1所述的用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器,其特征在于,所述点
火头(2)为电火花式点火头。
3.如权利要求1或2所述的用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器,其特征在于,所
述燃烧室(1)长1190mm,内径160mm,所述发射管(5)长3500mm。

说明书

用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器

技术领域

本发明属于超高速碰撞加载试验技术领域,特别涉及可燃气体爆轰驱动发生器。

背景技术

随着航天科技的不断发展,人类在太空的活动越来越频繁,与此同时,空间航天器
产生的碎片也不断增加,对目前正在低轨道工作运行的航天器的安全带来了长久的隐患,
对航天事业产生极其?#29616;?#24433;响。空间碎片撞击航天器的平均速度大约在l0km/s左右,最大
速度甚至在20km/s以上,所以空间碎片的地面模拟实验在航天器防护设计和有效性验证中
?#21152;?#19981;可或缺的地位。而空间碎片的地面模拟实验中,常采用超高速发射技术装置发射的
超高速弹丸来进行撞击试验。除此之外,材料研究领域是关于材料力学性能的研究,研究的
是材料在脉冲载荷?#20154;?#24577;作用情况下,材料在高温、高压、高应变率受载条件下的各种动态
响应,与航空、爆炸、爆轰、装甲及防护工程等各方面有着紧密联系,所以材料力学性能研究
对国防建设有着积极的作用,而高速发射技术能在固体介质中产生高温、高压、高应变率条
件下的受载状态。总之,为?#25628;?#31350;材料在高速碰撞下的力学性能,空间航天器空间碎片防
护,高压物理及动能侵彻武器等,研究人员们不断追求新的高速发射技术,以满足上述问题
的要求。

基于以上背景,轻气炮及其他高速发射技术,如炸药爆轰发射技术、电磁推进技
术、定向聚能加速器技术、激光驱动飞片技术、静电加速器技术、等离子体加速技术等应运
而生,各国对超高速发射技术都表现出了极大兴趣,并已经取得了一定的研究成果,目前已
有部分研究成果应用于实验研究,但是有些技术由于存在适用性、加速设备复杂程度等一
系列问题,使得它们在实际应用过程中效果欠?#36873;?br />

气炮发射技术由于其相对经济、可重复性强等优点是目前较为普遍的高速加载方
式,其中爆轰驱动加载方式中弹丸速度?#35272;?#29123;烧室内的爆轰压力,采取更高的爆轰压力、更
大破膜压力的膜片可使爆轰后的高温高压气体对活塞的驱动压力增大。所以,在爆轰压力
相同的情况下,提高爆轰燃料对活塞的驱动效率对提高弹丸速度至关重要。

发明内容

本发明的目的是:提供一种用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器,驱动发生
器产生的爆轰压力对弹丸的驱动效率高,实现弹丸速度的提高。

本发明的技术方案是:用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器,它包括:燃烧
室、点火头、膜片以及发射管;

燃烧室为一端封闭一端开口的筒状结构;点火头安装在燃烧室的封闭端中心处;
在燃烧室的侧壁处开有注气孔;

发射管为两端开口的管状结构,其一端与燃烧室的开口端对接,对接处设?#24515;?#29255;;
发射管与燃烧室的对接处通过紧固螺筒实现固定;

弹丸位于发射管内膜片所在端;试验前,通过注气孔向燃烧室内先后注入可燃气
体与氧气,设定时间后,通过点火头点火产生爆轰。

有益效果:(1)本发明有效提高爆轰压力对弹丸的驱动效率,从而使弹丸速度大大
提高;通过控制充入可燃气体压力,实现弹丸速度300-3000m/s速度范围。

(2)本发明结构简单,绿色?#32321;#?#21487;靠性好,重复性强,适用范围广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为弹丸磁测速?#38745;?#22120;信息数据图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。

参见附图1,用于高速加载的可燃气体爆轰驱动发生器,它包括:燃烧室1、点火头
2、膜片3以及发射管5;

燃烧室1为一端封闭一端开口的筒状结构;点火头2安装在燃烧室1的封闭端中心
处;在燃烧室1的侧壁处开有注气孔6;

发射管5为两端开口的管状结构,其一端与燃烧室1的开口端对接,对接处设?#24515;?br />片3;发射管5与燃烧室1的对接处通过紧固螺筒7实现固定;

弹丸4位于发射管5内,并靠近膜片3;试验前,通过注气孔6向燃烧室1内先后注入
可燃气体与氧气,设定时间后,通过点火头2外接直流电源产生电火花,可燃气体发生爆轰,
爆轰波逐渐向燃烧室1口部传播,燃烧室1内压力?#26412;?#22686;长,当压力达到临界值时,膜片3破
膜,高温高压气体驱动弹丸4发射。

本例中,燃烧室1长1190mm,内径160mm,发射管5长3500mm,可根据试验要求选取不
同口径的发射管5。一般的,发射管5发射口?#23545;?#22823;,弹丸4尺寸越大,弹速越低;发射管5发射
口?#23545;?#23567;,弹丸4尺寸越小,弹速越高。烧室内1可燃气体充入量可控,最高可使燃烧室1内可
燃气体与氧气混合气体压强达十几?#30528;粒?#29190;轰压力峰值可达几百?#30528;粒?#39640;温高压气体推动
弹丸4发射速度可达3000m/s。通过?#26723;?#20805;入燃烧室1内充入可燃气体质量,可使爆轰压力降
低,实现弹丸百米/s量级低速发射,因此,通过控制充入燃烧室1内可燃气体与氧气的质量,
可实现弹丸300-3000m/s范围发射速度。如图2所示,使用磁测速?#38745;?#22120;对本发明所发射的
弹丸测速,速度可达到2.74Km/s。

另外,本发明可将发射管5加长,直接变为多级炮的一级泵管段,弹丸4由活塞替
代,直接应用在多级炮上,实现更大的弹丸发射速度。

综上,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在
本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护
范围之内。

关于本文
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