[发明专利]一种次口径弹丸发射与分离装置

说明书

本发明公开了一种次口径弹丸发射与分离装置，包括用于支撑与发射弹丸的弹托，其具有I型弹托和II型弹托两种不同的结构；用于分离弹托的分离装置，其中导向器一端安装在炮管上，具有尺寸和光洁度与炮管内孔一致的导向孔、直径较大的释放孔和四个横截面为扇形的泄气孔；分离器安装在导向器的另一端，其具有圆锥凸台和容许弹丸通过的出射孔；所述导向器的导向孔、释放孔和分离器的出射孔与炮管内径均为同轴设置。本发明可以使次口径弹丸顺利发射并与弹托稳定分离，不会出现明显的弹丸旋转及速度损耗等情况。

技术领域

本发明属于单级轻气炮弹丸的发射技术领域，特别涉及一种次口径弹丸发射与分离装置。

背景技术

单级轻气炮是高速碰撞动力学中常用的一种试验设备，通过将注入气室内的发射工质(空气、氦气或氢气等)进行突然释放，可将弹丸加速至最高可达1km/s左右的速度。由于在不同的高速碰撞实验中，所研究的弹体直径变化范围较大，而不同尺寸的单级轻气炮管数量有限，因此次口径弹丸发射及分离装置是不可或缺的结构。

目前，一般采用非金属弹托作为依托进行次口径弹丸的发射，其中弹托材料为硬质聚氨酯泡沫、尼龙及有机玻璃等材料，并且具有不分瓣和分瓣两种结构形式。对于分瓣弹托而言，常采用的分离办法是气动式被动分离方法，即在弹托前部增加一个锥形迎风面，依靠空气阻力来分离弹托。这种方法的局限性在于其只适用于较高速度发射的情形，当弹丸速度较低时，空气阻力不足以使弹托分离；即使降低弹托质量，增加迎风面面积也无法完全解决这一问题，可靠性较差。而对于不分瓣弹托，一般采用外加拦截装置对弹体和弹托进行强制性分离。但是，目前已有的这一类分离装置更多考虑的是二级轻气炮发射，也即超高速冲击下弹丸与弹托的分离情况，因此整体分离装置结构复杂，安装困难，同时部分结构在发射一次后便因损坏而需更换，此种方案设计显然不适用于发射速度较低的单级轻气炮。此外，在发射速度较低时，由于弹丸与弹托分离速度较慢，弹托在被拦截时发生的微小偏转会对弹丸产生较为明显的干扰，并导致弹体出现旋转及偏航，这种情况在使用杆状弹时更加明显。

发明内容

针对现有相关发明的不足之处，本发明的目的在于，提供一种适用于中高速发射装置的次口径弹丸发射与分离装置，其中用到的具有新型结构的弹托和分离器可使弹丸与弹托分离，并可重复利用。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种次口径弹丸发射与分离装置，包括炮管、导向器、弹托和分离器；其中，

导向器的一端与炮管连接，另一端依次开设有连通的导向孔和释放孔，且释放孔的孔径大于导向孔的孔径，在导向孔和释放孔的整个行程周向上均匀开设有若干截图为扇形的泄气孔，分离器安装在导向器另一端的端面上，其靠近导向器的一端设有圆锥凸台，且整个圆锥凸台伸入至释放孔中，中心处开设有孔径大于弹丸直径的出射孔，并与炮管内孔、导向孔和释放孔同轴设置；

弹托具有两种结构，分别为I型弹托和II型弹托；I型弹托包括弹托本体，该弹托本体的周向上开设有缺陷环，其用于安装弹丸的一端中心处开设有锥形凹槽，且横向截面上开设有贯穿的分瓣槽，分瓣槽自锥形凹槽处一直延伸至缺陷环处；II型弹托包括弹托本体，该弹托本体用于安装弹丸的一端设置有导向槽，导向槽的根部周向上开设有与导向槽17连通的进气孔。

本发明进一步的改进在于，使用时，在高压气体的推动下，I型弹托和弹丸的组合体自炮管迅速向前移动，同时组合体前方的高压气体通过泄气孔排掉，I型弹托和弹丸组合体经过炮管出口进入到导向器中，在导向孔约束作用下继续保持原飞行姿态向前移动；当I型弹托继续前进，进入释放孔时，I型弹托头部圆锥凹槽与分离器的圆锥凸台接触，尾部仍然被导向孔约束；接下来，在前进过程中，由于受到圆锥凸台的径向载荷作用，I型弹托沿着分瓣槽和缺陷环发生分瓣和破碎折断，并在圆锥凸台圆锥面的作用下向四周径向扩散，在I型弹托的圆锥凹槽与分离器的圆锥凸台接触之前，弹丸头部已经顺利进入出射孔，使得次口径弹丸顺利发射并与I型弹托稳定分离；