[发明专利]一种轻气炮的弹托电磁分离装置

说明书

本发明涉及超高速碰撞加载试验技术领域，特别涉及一种弹托分离装置。一种轻气炮的弹托电磁分离装置，包括：环状壳体、环形电磁铁、感应装置、控制器以及储电器；弹丸与弹托经轻气炮加速进入与炮口相连的电磁分离装置内，当弹丸与弹托经过电磁分离装置内壁处的感应装置时，感应装置触发控制器来控制储电器产生强大的电流向环形电磁铁通电，环形电磁铁对铁磁性高分子聚合物材料的弹托产生强大的吸引力。分瓣结构的弹托受到电磁吸引力不平衡而向侧向分开，同时弹托飞过环形电磁铁位置后环形电磁铁对弹托产生向后的电磁力而使弹托减速，从而使得弹托与弹丸分离。本发明实现了弹托无冲击、平稳、顺利地与弹丸分离。

技术领域

本发明涉及超高速碰撞加载试验技术领域，特别涉及一种弹托分离装置。

背景技术

航天器防护、动能武器以及高压物理等方面的研究都需要超高速发射技术。与其它发射技术相比，轻气炮是一种特别通用的装置，这是因为它能发射各种形状的弹丸，对弹丸的质量、尺寸和材料有宽广的适应范围。轻气炮是利用轻质压缩气体来加速弹丸的装置，有一级轻气炮、二级轻气炮和三级轻气炮，一级轻气炮可以使较大质量的弹丸加载到0.5-2km/s，二级轻气炮可以将较小质量的弹丸加载到2-7km/s,三级轻气炮可以将弹丸加载到10km/s以上。可以用于地面模拟超高速空间碎片撞击航天器防护结构的毁伤特征、航天器防护结构防护性能以及超高声速动能武器的毁伤特性研究。

轻气炮发射弹丸时，要使弹丸适应炮口尺寸，需要有弹托结构对弹丸进行支撑、密封、传递气体压力，保证弹丸获得较高的初速。但在弹丸出炮口以后，需要将弹丸和弹托进行分离，以免弹托对靶板产生附加破坏效应，确保实验的准确性。目前现有的弹托分离技术主要有两种，一种是弹托强制分离技术，另一种是弹托气动分离技术。弹托强制分离技术就是用带有通孔机械装置，该孔尺寸比弹丸略大比弹托小，通过机械方法让弹丸通过而强制性阻挡住弹托通过。这种技术一般在装置强制阻挡弹托时，由于弹丸速度很快，瞬时的强大冲击力也会影响到弹丸，弹丸会发生破碎，分离装置如果与炮口对心存在微小的偏差还会造成分离失败，破碎的弹托一起随着弹丸飞出；弹托气动分离技术是弹丸出炮口后进入一段分离容器，容器中充满一定压力的气体，两端用密封膜密封。弹丸穿透密封膜进入容器内，在空气阻力的作用下弹托与弹丸分开以后并被拦下。虽然在气动分离技术避免了拦截弹托时冲击力对弹丸的影响，但是容器内气体也会对弹丸速度造成影响。当弹丸发射速度很高时，弹丸在容器内飞行时间缩短，只有充入更高压力的气体才能保证在更短时间内弹托与弹丸彻底分离，而由于密封膜片的限制，容器内充入气体的压力有限。同时容器尺寸有限，让弹丸在内部飞行时间较短，高速时会分离不充分，这就限制了气动分离技术所适用的弹丸速度范围。

发明内容

本发明的目的是：针对轻气炮弹丸、弹托出炮口以后弹托和弹丸难以分离的问题，提供一种可以使弹托在任何弹速下可以彻底的与弹丸分离的弹托电磁分离装置。

本发明的技术方案是：一种轻气炮的弹托电磁分离装置，包括：环状壳体、环形电磁铁、感应装置、控制器以及储电器；经所述轻气炮加速的弹丸所采用的弹托为分瓣结构，所述弹托采用铁磁性高分子聚合物材料；

所述环状壳体的一端与所述轻气炮的炮口对接，另一端的壳体内部设有所述环形电磁铁，保证所述弹丸进入到所述环状壳体内部后，所述弹托不在所述环形电磁铁的轴线上；所述感应装置安装在所述环状壳体的内圆周面上，且位于所述环形电磁铁与所述炮口之间；所述感应装置与所述控制器连接，所述控制器与所述储电器连接，所述储电器与所述环形电磁铁连接；所述储电器在所述控制器的控制下对所述环形电磁铁进行通/断电控制；

所述感应装置用于检测是否有弹丸经过，当检测到有弹丸经过时，向所述控制器发送感应信号，所述控制器接收到感应信号控制所述储电器对所述环形电磁铁进行通电。

本装置的工作过程为：