[发明专利]模拟爆炸冲击波与高速破片耦合载荷的轻气炮发射装置

说明书

模拟爆炸冲击波与高速破片耦合载荷的轻气炮发射装置，属于模拟轻气炮技术领域，本发明为解决实弹爆炸这种加载方式对实验的资质要求高、无法普及，而完全利用数值仿真技术无法确定其有效性的问题。本发明方案：小口径轻气炮发射管通过耦合连接器同轴设置于大口径轻气炮发射管内，两个管之间的前端内腔设置有弹托飞板，小口径轻气炮发射管的后端从耦合连接器的后端口伸出并与小口径轻气炮高压气室连通；耦合连接器的上端口与大口径轻气炮高压气室连通，活塞设置于大口径轻气炮发射管和耦合连接器的后端之间，且沿耦合连接器内壁左右滑动，用以打开或关闭大口径轻气炮高压气室与大口径轻气炮发射管之间的通路；高压储气罐提供高压气源。

技术领域

本发明属于模拟轻气炮技术领域，涉及一种非药(高压气体驱动)式模拟水下和空气中爆炸冲击波与高速破片耦合加载对结构材料毁伤特性和机理进行系统实验研究的轻气炮发射装置。

背景技术

武器战斗部在空气中爆炸将在空气中产生爆炸冲击波和高速破片，严重威胁人员和军民相关设施。而水下爆炸易产生爆炸冲击波、高速破片侵彻和气泡脉动射流等载荷。其中水下爆炸冲击波载荷的峰值压力大、作用时间短，而破片的撞击速度高，在冲击波和高速破片的耦合加载下可以使舰艇局部变形或破裂(局部响应)，是水中爆炸毁伤效应的主要来源。水的密度大且不易压缩性造成水下爆炸对目标的毁伤效果远远大于空气中爆炸。目前对于不同结构及材料水下爆炸冲击波和高速破片耦合加载的研究主要采用真实的武器在水下爆炸所产生的冲击波和高速破片实现，或者采用水下高速破片和爆炸冲击波单独作用研究他们对结构材料的毁伤的特性和机理。水下爆炸冲击波、高速破片侵彻和气泡脉动载荷单独作用累加对结构的毁伤效应远远小于这些载荷耦合作用的破坏效应。实弹爆炸这种加载方式存在危险性大、加载成本高、实验数据测试难度大和精度不高，对实验的资质要求高和无法普及等缺点。而完全利用数值仿真技术对结构材料的水下爆炸冲击波和高速破片耦合加载进行研究，又由于缺少必要的实验验证而无法确定其有效性。

发明内容

本发明目的是为了解决实弹爆炸这种加载方式对实验的资质要求高、无法普及，而完全利用数值仿真技术无法确定其有效性的问题，提供了一种模拟爆炸冲击波与高速破片耦合载荷的轻气炮发射装置。

本发明所述模拟爆炸冲击波与高速破片耦合载荷的轻气炮发射装置，包括大口径轻气炮高压气室1、大口径轻气炮发射管2、弹托飞板3、小口径轻气炮发射管4、活塞5、耦合连接器6、小口径轻气炮高压气室7和高压储气罐8；

所述小口径轻气炮发射管4通过耦合连接器6同轴设置于大口径轻气炮发射管2内，小口径轻气炮发射管4和大口径轻气炮发射管2之间的前端内腔设置有弹托飞板3，小口径轻气炮发射管4的前端从大口径轻气炮发射管2前端伸出，小口径轻气炮发射管4的后端从耦合连接器6的后端口伸出并与小口径轻气炮高压气室7连通；

耦合连接器6的上端口与大口径轻气炮高压气室1连通，大口径轻气炮发射管2后端从耦合连接器6的前端口插入，活塞5设置于大口径轻气炮发射管2和耦合连接器6的后端之间，且沿耦合连接器6内壁左右滑动，用以打开或关闭大口径轻气炮高压气室1与大口径轻气炮发射管2之间的通路；

高压储气罐8为大口径轻气炮高压气室1、小口径轻气炮高压气室7和活塞5的滑动提供高压气源。

优选地，大口径轻气炮发射管2包括大口径圆管2-1，大口径圆管2-1靠近前端的侧壁上沿周向均布多个一号泄压孔2-3，大口径圆管2-1靠近后端的侧壁上沿周向均布多个气路连通孔2-2，多个气路连通孔2-2与耦合连接器6的环形气道连通，所述环形气道与耦合连接器6的上端口连通。

优选地，小口径轻气炮发射管4包括小口径圆管4-1，小口径圆管4-1伸出大口径轻气炮发射管2前端的侧壁上沿周向均布多个二号泄压孔4-2，小口径圆管4-1后端从耦合连接器6的后端口伸出。

优选地，弹托飞板3包括弹托3-1和飞板3-2，飞板3-2固定设置于弹托3-1的前端，共同利用一号内孔3-3套置于小口径圆管4-1上，弹托3-1沿小口径圆管4-1和大口径圆管2-1滑动。