[发明专利]一种用于轻气炮发射长杆弹体的环型弹托

说明书

本发明提供一种用于轻气炮发射长杆弹体的环型弹托，能够将大长径比弹体加载到10马赫以上，满足轻气炮发射大长径比弹体的使用要求。该环形弹托包括：聚合物弹托和金属弹托；其中聚合物弹托和金属弹托均为沿其自身轴线开设有中心通孔的中空环形结构；聚合物弹托和金属弹托通过锥形面同轴对接后形成的环形整体的内腔为弹体容置腔；金属弹托中心通孔的内圆周面上设置有陶瓷镀层，通过陶瓷镀层与位于弹体容置腔内的弹体之间摩擦力的反作用力提供发射过程中驱动弹体的作用力。环型弹托受力面在金属材质弹托内表面与弹体的接触面上，与杯型弹托相比，受力面积更大，承载力更高。

技术领域

本发明涉及一种弹托，具体涉及一种用于轻气炮发射长杆弹体的环型弹托，属于高超声速至超高速发射技术领域。

背景技术

近年来，世界大国在高超声速技术领域竞争进一步加剧，俄罗斯高超声速武器已率先进入部署阶段。对此，美国一方面加快进攻性高超声速武器的实战化步伐，另一方面着手推进高超声速武器防御体系的论证和建设。

高超声速巡航导弹的巡航速度通常可达马赫数5～8，助推滑翔导弹在滑翔段的速度可达马赫数10～15，因此普通火炮和一级轻气炮已经无法在实验室条件下模拟高超速武器战斗部的杀伤和破坏效应。使用多级轻气炮加速弹丸来模拟高超速武器战斗部是一种解决方案，但是目前轻气炮使用的杯型弹托7，如图1所示，多应用于球形和柱状弹体1(即弹丸)。在轻气炮超高速发射过程中，弹托加速和保护弹体，一方面避免弹体划伤炮管，同时弹托需要承载发射过程的高温、高压和高应力等的作用。如果弹托发生破碎，不但弹体无法加速，而且还可能损伤炮管，造成巨大损失。

10倍长径比以上长杆弹体也可以称之为大长径比弹体，大长径比弹体意味着大发射质量，是同直径球形铝弹丸50倍以上，高超音速发射意味着GPa量级，甚至更高的弹底压力，目前即使是特种塑料，其屈服强度也很难突破200MPa。杯型弹托7使用弹托底部受力，驱动弹丸运动。虽然弹丸和杯型弹托7之间可以通过增加金属底板进一步提高承载力，但是对于大长径比弹体，其承载力依然难以满足要求。这是轻气炮发射大长径比弹体面临的主要困难。

此外，杯型弹托虽然结构简单，但是发射长杆弹时不能很好地保持弹体姿态，出炮口后往往出现明显的攻角。因此，为了研究高超声速战斗部的毁伤效应以及防护问题，急需解决其实验室条件下的模拟发射难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于轻气炮发射长杆弹体的环型弹托，能够将大长径比弹体加载到10马赫以上，满足轻气炮发射大长径比弹体的使用要求。

所述的用于轻气炮发射长杆弹体的环型弹托包括：聚合物弹托和金属弹托；所述聚合物弹托和所述金属弹托均为沿其自身轴线开设有中心通孔的中空环形结构；所述聚合物弹托和所述金属弹托通过锥形面同轴对接后形成的环形整体的内腔为弹体容置腔；

所述金属弹托中心通孔的内圆周面上设置有陶瓷镀层，通过所述陶瓷镀层与位于所述弹体容置腔内的弹体之间摩擦力的反作用力提供发射过程中驱动弹体的作用力。

作为本发明的一种优选方式，当发射速度不高于5马赫时，在所述金属弹托的内圆周面上设置齿状槽代替所述陶瓷镀层，在所述弹体表面设置与所述金属弹托内圆周面上齿状槽吻合的齿状槽，通过所述弹体和所述金属弹托接触面的摩擦力的反作用力提供发射过程中驱动弹体的作用力。

作为本发明的一种优选方式，所述金属弹托的形心与所述弹体的质心重合。

作为本发明的一种优选方式，所述聚合物弹托和所述金属弹托对接端的锥形面的锥角的角度范围为[60°～120°]。

作为本发明的一种优选方式，在所述金属弹托的内圆周面上以及所述弹体与所述金属弹托的接触面上设置有刻痕深度小于弹体直径5％的微刻痕。

作为本发明的一种优选方式，所述金属弹托的长度为弹体总长度的20％～70％；所述聚合物弹托的长度为金属弹托长度的一半。