[实用新型]一种发射弹丸的弹托结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及二级轻气炮弹丸的发射技术领域，尤其涉及一种发射弹丸的弹托结构。 

背景技术

二级轻气炮是空气动力学、冲击波物理和高速碰撞动力学领域常用的一种实验设备，用于将弹丸加速至2-7km/s的速度。二级轻气炮的工作过程通常为：药室中的火药被点燃并迅速燃烧，所产生的火药气体推动泵管中的活塞向前运动并压缩泵管内的氢气，高压氢气进入发射管推动其中的弹丸向前运动并不断加速，直到弹丸飞出发射管。 

弹托是弹丸的支撑和运载体，用于将弹丸与发射管隔离，起到保护弹丸和减小发射管摩擦损伤的作用。同时弹托还起到密封作用，避免发射过程中高压氢气经弹丸与发射管之间的间隙泄露。 

二级轻气炮在几个毫秒的时间内将弹丸加速到数千米每秒的速度，在此过程中，弹丸所承受的加速度过载高达几万甚至几十万个重力加速度，弹底压力可达上百兆帕甚至几百兆帕。当弹丸由具有较高强度的韧性材料(如铝、钢等)制成时，这样的高过载和高压力一般不会使得弹丸发生破坏。但是，当弹丸是由陶瓷、PTFE/Al等脆性材料制成时，由于其强度较低，且材料内部存在孔隙等不均匀结构，往往在巨大的发射过载和压力下发生破碎，从而导致发射失败。 

为了解决此问题，需要采取措施设法在不降低发射速度的条件下尽量使发射过程中弹丸承受的发射过载或弹底压力减小。通常的方法包括两种：一是延长发射管长度，从而增加弹丸的加速时间，减小发射过程的加速度过载；二是采用内弹道计算软件对二级轻气炮装填参数(如火药质量、泵管充气压力、膜片厚度等)进行筛选，得到一组最优的装填参数组合使得弹底加速度和压力峰值最小。 

但是，上述两种方法存在一定的局限性：第一种方法需要对二级轻气炮进行结构上的改变，加工制造更长的发射管使得实验的经济成本显著增加；第二种方法需要针对具体使 用的二级轻气炮开发专门的内弹道计算软件，并且需要经过大量的计算才能筛选出最优参数组合，在时间成本上明显增加。 

发明内容

本实用新型需要解决的问题是：提供一种发射弹丸的弹托结构，实现在巨大的发射过载和压力下弹丸不易发生破碎。 

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种发射弹丸的弹托结构包括两个或四个锯齿形弹托瓣，及至少一层垫片，弹托瓣包裹弹丸，弹托瓣之间采用锯齿面啮合，在弹丸底部与弹托瓣之间放置垫片。 

进一步，弹托瓣锯齿面的齿形为60°角。 

进一步，所述垫片为圆柱形，其直径为弹丸直径的0.5-1.0倍，单片厚度为3-6mm，多片组合厚度不超过15mm。 

进一步，所述垫片的材料根据如下公式选择： 

σt=2σi1+(ρ1C1A1)/(ρ2C2A2)·A1A2]]>

其中，σ_t为应力透射应力强度，σ_i为入射应力强度，ρ₁、ρ₂分别为两种介质的密度，C₁、C₂分别为两种介质的声速，A₁、A₂分别为两种介质的横截面积；