[发明专利]一种强磁驱动的射流成型装置

说明书

本发明公开了一种强磁驱动的射流成型装置，包括药型罩装置、支座、输出端。以高储能电容器组为初始加载能源产生兆安级的强电流，创新性地采用了易于控制的强磁加载方式使电流流过金属药型罩表面并产生环向磁场，金属药型罩受到朝轴向汇聚的安培力，进而对药型罩进行压垮，形成金属射流。流经药型罩的电流越大，药型罩的压垮速度越大，射流头部速度越高，其侵彻威力越强。本发明不仅可以充实新概念、新原理的射流成型手段，而且突破了几十年来使用的炸药驱动成型射流的单一模式，扩展了驱动射流成型的方法。本发明可应用于形成高速射流，提升破孔威力上。

技术领域

本发明属于射流装置，特别是一种强磁驱动的射流成型装置。

背景技术

由于聚能装药爆炸产生的聚能射流侵彻体具有很强的侵彻穿透能力，因此受到了世界各国军方的普遍重视。第二次世界大战后，随着新型防护装甲的不断涌现，对传统的聚能装药提出了极大的挑战，如何提高破甲战斗部的侵彻穿透能力，成为国内外学者研究的热点之一。随着工事防护和装甲技术的发展，反装甲和坚固目标等武器系统以及聚能装药技术也在不断地发展。聚能装药可以分为三种典型装药，锥形罩装药、亚半球罩装药和K 装药。锥形罩装药形成的射流头部速度高（约为7~10km/s），侵彻威力较大，但稳定性较差，在靶板上的开孔孔径较小。亚半球罩装药成型的侵彻体质量大、速度较低（约为7~10km/s），开孔孔径较大。K装药在侵彻方面集合了以上两种装药的优点，既保证孔径，又不至穿深过小。

关于药型罩材料的研究也有很多，除了通常所用的紫铜材料之外，钼、钽、钨以及贫铀合金也被选入其中。美国的TOM-2B、TOM-NG 导弹便是用钽和贫铀合金作为药型罩材料。关于成型装药起爆方式的研究始于90年代，起爆方式主要有单点、多点、面、环以及组合起爆，起爆位置有正向起爆、逆向起爆和侧面起爆等。

我国自上世纪七十年代以来，对破甲技术进行了系统地分析，对起爆方式、隔板、药柱、药型罩材料及结构等各个环节都进行了详细的研究，但与军事先进国家相比，仍存在着侵彻深度低、开孔直径小以及后效不足等问题。传统聚能装药成型射流因其自身结构特点造成炸药能量利用率低，在不改变装药量的情况下，射流的侵彻威力难以进一步提高。随着科技的进步，电磁加载技术越来越多的应用于武器系统中。世界各国也充分利用电磁加载技术的优势，研发了多种电磁脉冲弹、电磁炮、电磁装甲等新型武器装备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强磁驱动的射流成型装置，解决了传统聚能装药形成的射流能量不足，侵彻能力不够，射流速度不易控制，能量利用率低的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种强磁驱动的射流成型装置，包括药型罩装置、支座和输出端；药型罩装置包括圆柱体、渐扩形药型罩、圆环和圆锥；圆柱体一端中心设有内螺纹盲孔，用于与外导线连接，另一端中心固定有圆锥，渐扩形药型罩直径小的端面刚好套住圆锥并与圆柱体的端面固连，圆环与渐扩形药型罩直径大的一端固连，圆环用于与输出端过盈配合；支座设置在圆柱体的底部。

所述支座外形为具有圆弧缺口的长方体，圆弧缺口用于与圆柱体配合，材料采用绝缘材料。

所述输出端为圆盘，其一端中心设有一个圆形的第一凹槽，第一凹槽中心开有一个圆孔，第一凹槽边缘向圆孔边缘通过斜面平滑过渡，第一凹槽于斜面交接处设有一圈第二凹槽，用于与圆环过盈配合，输出端圆周排列若干个对称螺纹孔，用于连接外导线，使电流输出。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

（1）传统炸药加载金属药型罩是通过爆轰产物压力直接作用并压垮金属药型罩，进而形成金属射流；而电磁驱动射流成型过程是洛伦茨力直接施加于金属药型罩表面，并对药型罩进行压垮，形成射流。炸药加载药型罩时，压垮速度与药型罩法线方向存在一个抛射角，这个抛射角始终存在，无法避免。而电磁加载时，压垮速度垂直于药型罩法线方向，不存在抛射角。这样可以大幅度提高射流头部速度和尾部速度。