CN101435684A - 气动能连散射炮防御导弹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动能连散射炮防御导弹的构造。以本人已创新“多级内串联双重增压双圆弧齿轮泵”提供高效率、高压、大流量气体，经多功能炮塔又是储气罐的储存，送至与炮塔铰接的炮管进气口供发射。以钢珠为弹丸，从位于炮管进口端的漏斗加入或风送加入，经伸入炮管中心的月弯，负压吸进，被高速气流所加速，获取动能。在炮口出口段有电热，使流经气体受热急剧膨胀，弹丸获取更大动能，出炮口扩管使弹丸散射。炮塔借蜗轮传动副，达360度旋转射击。炮管与炮塔间有支承组件，可伸缩，达调整高低射角。炮管分三段由法兰连接为一体，中段可以是直线也可为中空圆弹簧状，以延长路程，加大弹丸动能，歼击很远目标。

Description

气动能连散射炮防御导弹

一.技术领域

本发明涉及提供一种气动能连散射炮的构造，用于近距离拦接敌导弹，也可以供远距离攻击的军事装备，简称气射炮。(1)它以″多级内串联双重增压双圆弧齿轮泵″专利申请号2008100901799，为本气射炮提供强大连续喷射气体的动力，使弹丸在炮管内不断加速飞行，获取很大动能，达到远散射。当发射钢珠，气流处于超声速Ma>1马赫，飞离炮口时借拉伐尔管扩散，形成很大圆锥体散射杀伤面积。再加上遥控气射炮方位角及高低角，使之不断变化，使炮射击形成很大防御空间，又可将多炮互联成网，可以歼灭敌导弹饱和攻击。(2)它也可以设计成多根小炮管并排装，增宽防御面积；它也可以发射带倾斜尾翼的各类炮弹头(如榴散弹、穿甲弹头等)；它可以将炮管卷成园形，使钢珠加速路线大大增长，借此获取更大动能；它还可以设计成超大功率，发射小型导弹，使之获高的初速后再点火加速，达到大大增程。总之，它还可为系列气射炮设计提供诸多可变化参数！(3)它属于无声连续冷发射，隐蔽性好不污染环境。(4)它可借炮塔即储气罐，能在极紧急情况下，导弹即临，泵尚来不及启动供气之前，可先借罐内储存高压气体的压力，打开气阀瞬间即可发射还击，赢得极宝贵的拦击敌导弹、敌机偷袭的时间，达常备不懈。(5)它可手动或借中心遥控来操纵炮，而弹丸用气流从弹库自动输送，达到不用炮长瞄准和弹药手装填，高效连续远散射。综前述，当将它装在兵舰上，可大大化简原火控系统装置，及减少原炮班的人员编制，构筑舰上导弹防御。更因为每个厂矿企业，都有完备的供配电设施，可为本泵、本炮方便提供动力，在战时可构筑基干民兵导弹防御网。因为，国土辽阔战时仅仅靠军队防空远远不够，大中小城市县以至集镇，都可借此独立防空。这是防空理念彻底更新，也是对武器离不开火药旧观念的抛弃，属崭新动能武器研究领域！

二.背景技术

2.1 空舰导弹难防，英阿马岛之战，阿用两枚＂飞鱼＂导弹，击沉英化数亿英镑刚下水的＂谢菲尔德＂号驱逐舰，另一次又击沉＂大西洋运送者＂。在<中国海军应加强拦截巡航导弹的能力>一文中指出：对巡航导弹的防御难度非常之大，小巧玲珑能按程序，利用地形隐蔽，目标更是难以探测。例如，距离地面50米飞行的目标，仅仅利用地球曲率，就可以接近到37公里时才被地/海基雷达发现。这样发现敌导弹后，只有很短很短的反应时间和很小的射击距离。另外，在<寻的导弹新型导引规律>(周荻著)一书中指出：用导弹歼击导弹“在实际应用当中要获得相对距离，相对速度，以及目标加速度的精确测量是十分困难的”。因此，如何反导弹难度太大，就是看见导弹飞临，目前也还缺乏极其有效的可用武器。本人是退伍炮兵，深知用古老的火炮，巳根本无法拦截千里之外来偷袭智能的导弹。更苦于前述，即便用空对空导弹或舰载防空导弹，也难绝对会击落神鬼莫测偷袭的导弹，而只要被一二枚漏网导弹所命中，就难逃脱英舰相同的命运。正是导弹防御问题制约海军的发展。大城市战时如何防御敌导弹？更是极其棘手的大难题。本气射炮无疑希望填补：此国内外导弹近距离防御武器，极其重要的空白！也希望提供远距离进攻的动能武器。

2.2 读<乌贼喷墨给了灵感20年研制终于成功：-″枪″打出百万发弹药>文，一名澳大利亚商人麦克·奥维尔发明了一种可以达到单管射速每分钟6万发的武器----″金属风暴″，在一分钟内就能从36个枪管发射100万余发弹药。令美国国防部宣布放弃已研制多年，耗资高达110亿美元的″十字军战士″火炮项目，转而采用该技术。

据介绍设计巧妙：在每枝枪管中装填15发子弹，子弹与子弹之间分别用发射药隔开。采用电子点火方式点燃第一发子弹的发射药之后，产生的热导致第二发子弹在瞬间膨胀，并阻止热向其他发射药传递。

本人分柝：按一条枪管装15发子弹，1分钟从36条管发射100万发子弹，要多达6.67万条枪管。这么多厚壁枪管从一台炮上发射后卸下，又要迅速再换上新管发射，且不说枪上自动机构如何迅速发射与交换，其后勤保障也是极大问题！1分钟内有数以万计条空枪管卸下后，在战场上如何重装子弹和发射药再射击？因为，战争不可能在1分钟内，借巨大发射就可结束。公知，枪的射击距离不远，如此巨大发射产生光和热必暴露目标，将迅速遭到敌方射程远的武器，有力回击。读后感想很多，认为该发明仍跳不出弹药热发射的思维模式！

2.3 电磁炮功能，使现用火炮相形见绌，曾使1580克重炮弹达到3300米/秒，极高初速极大动能，可将火炮的速度和射程提升3至10倍，更有速度快、精度高、威力大、无声响等诸多优点。它是利用强脉冲电磁来发射炮弹，但其需要极强大动力的问题，是难以逾越的瓶颈。发射时，先由发电机提供极强大电能，并存入储能器。加速器相当于普通火炮的炮管，它由两条平行的金属导轨和电枢组成，按下控制开关，极强大的电流立刻输入一条导轨，并从相反的方向流经另一条导轨。这时就在导轨周围形成高强磁场，它与电枢的电流相互作用，产生强大的电磁力，推动两条导轨中间的弹丸飞向目标。这种结构叫电磁轨道炮或称直流低压轨道炮。有的加速采用线圈驱动，在炮弹上装有可动线圈。输入极强电流时，加速线圈上产生超强磁场，并与弹丸上的线圈发生互相感应作用，推动弹丸高速飞出炮口。这种结构称为交流同轴线圈炮。此外，还有重接炮，是综合前二者，有新颖之处可用于天基。20MM电磁炮重达10吨。从以上可知电磁炮是够复杂了，还存在：电源技术，电磁发射器设计技术，材料技术，以及系统总体设计技术等诸多难题。因为，电流数值达兆安级，而电流脉冲宽度在毫秒数量级，电流由一条轨道流经电枢，再由另一条流回，构成闭合回路，如何不会因大量发热而烧毁？还有效率在10％左右，等等。为了能与本炮对比，所了解较肤浅。

2.4 最近报道，美国研发″密集阵″激光炮，可击落导弹和迫击炮弹，是耗资数十亿美无，经数十年开发的高科技武器。俄激光炮不亚于美国。我以为激光炮用于进攻可以充分发挥其优点，因进攻是主动选择目标，可能目标还是静止的；而用于防御难度大，天空广阔，激光束宽度约10厘米，如何使高速偷袭的导弹的弹壳被捕捉后，立即吸收热融化或引爆战斗部位？全过程极短，都在高速动态中进行，其难度可想而知。所谓″密集阵″，大约是由许多根激光束构成一个杀伤面，而面大能量也难高度集中。

2.5 纵观所有常规武器，都离不开″动能″二字，本人构想可用高压气体喷射，也赋予弹丸动能。高压气体，可以驱动汽轮机发出巨大的电能，也可通过气体喷射使飞机高速飞行，火箭升空，为什么不可借高压气体在炮管内加速弹丸，赋予足够大的动能摧毁目标？！这种结构与本人曾在工厂里设计，以气流输送颗粒状生产原料至几十米高，取代电梯提升又有什么两样？当输送是钢珠，输送风压达高压，如30至100公斤/平方厘米或更高，也足以极具杀伤力，以此制成气射炮，结构且不是太简单了吗！理想气体遵循状态方程PV＝287T，在等温下压强P与比体积V成反比，可借储气罐储气与释放能量，来调节整个供气系统，使配套泵功率可以相应减少，体积也可缩小，重量亦减轻，节省能源。在气炮设计时，就要充分利用气体此特性，在炮管的供气管路上，设置储气罐，并将该罐设计具多功能，即既是炮塔又是储罐，结构巧妙合理。

2.6 进而，将本气射炮与上述″金属风暴″枪对比，无1分钟内有多达数万根枪管装卸之忧，气压能源源不断由大功率泵提供，是比火药只能间歇发射，更为强大的连续动力源；弹丸可从漏斗方便倒入，或用气流从较远弹库自动送来。再从原理上分柝：火药在膛内爆炸，产生大量无用功，即除推进弹丸一侧截面上做32％有用功之外，其他各面只是给膛腔材料产生强大应力和变形。按<火炮内弹道学>(赵兴锡等4人编)统计，火炮能量68％被消耗掉。对比之下，高压气流流经开口炮管，只有与管壁产生磨擦损失，可以勿略，即可几乎全都作用在弹丸上转化为动能。这是两种炮工作原理上截然不同！只于，炮结构复杂程度，本气炮极简单，更无法对比。火炮为提高射程巳到材料极限，不能再借加大药量提高膛压了！

2.7 另外，本气射炮与上述电磁炮、激光炮对比，除能极大节省能源，结构又极简单易造外，更易普遍迅速应用于我军，及构筑导弹近距离防御体系。前已述简述电磁炮原理，巨大动力是瓶颈，还有诸多技术与材料方面难题，重量也难以轻量化。本气射炮则具极高能源利用率，从发射原理上分析，远比电磁炮简单，也比激光炮简单，尤其用于导弹近距离防御更实用、易实施。即气射炮本身设计与制造并不存在太多技术难题，关键在气泵的创新，应满足气射炮发射极苛刻要求，具高性能：即高效率高压大流量。泵能以高速和超高速(如8000转/分)旋转，使泵体积不太大，压力很高，流量非常之大，泵结构又极其简单易造重量轻，使用可靠寿命长，即全面满足经济技术要求，难度很大很大，能为本创新奠定坚实的物质基础。

2.8 本人为本泵创新可谓历尽艰辛，早在1993年8月16日，就送多套设计方案、试验泵至北京，由中科院胡增炎教授和中国石油规划设计总院设备开发中心张孝文主任联合论证，给予较高评价，认为发明原理正确，结构新颖，布局合理，理论计算详细，能为石油工业提供更新换代的产品。十六年中，坚持五次改进，注重国内外信息，兼收并蓄，四处求教，反复试制，并认定第五次改进设计巳趋向成熟，即符合“现代机器合理设计原理和结构工艺性”(这是本人编写百万字书稿题目，经我市机械界泰斗朱子取先生审阅，限于经济能力出版未成，存稿，可指导自身设计)要求，自已还以极有限的退休工资，艰难竭蹶中仍含辛茹苦进行实物试制、试验。当然，试验远远还不够，尤其是借新材料的应用提高泵的性能，所以只能起抛砖引玉的作用，因建立近距离防御导弹体系，系及国家的安全！

三.发明内容

本发明目的是：提供一种将高压大流量气体引进炮管，使弹丸获取巨大动能，达连续远散射，用于近距离防御导弹或供远距离攻击目标。它以本人创新泵，所提供的高压大流量气体经罐储存，作用于炮管，使弹丸在做很大加速度运动中，获取很大动能；临近炮口采用电热膨胀再增压，及弹丸出炮口瞬间借渐扩喷管，使连续密集弹丸飞离炮口，外界压力为零时，弹丸飞行轨道能扩散，构成圆锥体状散射，形成相当大杀伤范围。凡进入此大区域内敌机、导弹会遭受连绵不断，如暴风骤雨般动能弹，连续猛击而毁灭。因为本气炮属密集动能拦接武器，电磁波对它不起作用，无法防御。弹丸应耐高温，因在超高速飞行时，受空气强烈磨擦，普通钢会熔化掉或失去穿甲硬度。弹丸可从漏斗手工加入，或从弹库通过管道风送，源源不断自动加入，并通过进弹阀控制流量。弹丸再由进弹管输至炮管中心的月弯处，在自重和负压吸入双重作用下，极迅速被前进中高压气流所加速前进。创新设计，巧妙构思使储气罐即炮塔，可360度旋转，及炮口高低角可调整，弹丸远距离由气流源源不断送至。假设炮管内径为38毫米，而弹丸球径假设为10毫米，即同一炮管截面上有多达10至15颗弹丸在同时加速飞行，而整条8米长￠38炮管内，有多达5000至8000颗弹丸在密集飞行，可以在炮口外形成连绵不断的钢珠风暴，用于拦截导弹！用于远距离攻击时，借炮管卷成圆环状，延长弹丸加速飞行路程，积蓄更大动能。本炮能否实现上述功能目标的关键是气泵。

设想用本气射炮还可以间歇发射炮弹或导弹。这时设炮口径加大至￠86，可发射￠85弹头。将炮管漏斗段截断(在铰链后面，不改原所有构造)，并将此截出段装在往复运动液压小滑台上，在台面平行排列三根短炮管，其中一根带漏斗，供发射钢珠，另两根为空管。一根空管放进炮弹，并由液控移至中心发射位置，极快速打开气阀就可发射，完成发射即关阀。此时，滑台上另一根空管巳装弹，移入炮管交替发射。液压小滑台控制十分方便快速，有系列定型制品供选用。小滑台也可制成以燕尾槽定位，丝杆手传动。显然，炮结构复杂了，有特殊射击要求才改装和添置。

四.附图说明

本气射炮结构如附图1所示，在炮管(3)上设有料斗(1)以支架(2)支承，弹丸(18)经由风送管(17)进料，或开盖倒入。炮管后端由大铰链(4)，支承在多功能炮塔(22)之顶部。所述多功能，因为它也是高压储气罐，并以炮塔称之。它可在炮座(15)上旋转，是借哈夫半环压圈(14)定位又受力。因为，气炮发射时，炮塔、炮座都将受很大颠覆力矩；制成半环可方便安装。炮塔与炮座中心轴线连接面上，置有活动进气接头压圈(25)及中心进气管(26)，管下有弯头(16)，并在其前置止回阀(28)，由进气管(29)引入高压气体。气体由″多级内串联双重增压双圆弧齿轮泵″专利申请号2008100901799所提供，借多级容积泵压力串联增压，加上串联过程中，下一级齿厚减薄再增压，按理想气体状态方程，体积减少，压力上升。今假设泵压强达到30至50Kg/cm²又大流量。对比美国<<压缩机手册>>(COMPRSESSR HAND BOOK)郝建译，第166页，介绍超高压12缸压缩机，将乙烯气体压缩到100至350Mpa超高压。同属容积泵串联增压，本泵仅要求达3至5Mpa。而本人通过创新设计使结构优化，能获高压又很大流量，却是该12级活塞泵所不可能达到的突出独创，并实物制造试验。因为，泵是本气炮成败的物质基础。高压气体经罐储存，经气阀(23)控制，由能耐高压钢丝编织管(21)送入炮管末端供发射。这种管可弯曲，最高许用耐压60公斤/平方厘米。弹丸(18)由进料阀(19)控制进料多少，然后进入月弯头(20)，被炮管内强大射流迅速加速飞行，获取很大动能。在炮管出口端，有扩散头(9)，产生拉伐尔效应，使弹丸离炮口就形成很大圆锥体状，连绵不断散射，构筑极具杀伤力的弹雾大空间以拦接导弹。近炮口处有电热线圈(30)，长约1米，最高温升300度左右，预热，自控，使流经的气体急剧膨胀，弹丸动能又获极大增加。炮管由加料段、中间段、炮口段，经法兰盘(31)连成一体，达很高精度。分段是便于加工制造及热处理，及更换易损件。此外，分段便于长炮管储存与远矩离运输。

按射击要求，炮身方位角及高低射角，需要根据目标出现时立即迅速调整，不失战机射击。本人实际操作过日本105榴弹炮和苏联85加浓炮，熟识火炮开始射击诸元的计算，为本炮设计提供宝贵的经验。为了调整本气炮左右方位角，在炮塔外圆设有哈夫蜗轮(13)。哈夫半环结构是便于它安装。又在炮座上，添置支座(27)，其上安装手轮与蜗杆(24)，它与蜗轮啮合传动，达到手轮旋转，炮身左右方位角可变化。手轮内侧也可再配步进电机遥控旋转操作。此外，在炮塔与炮管的前部之间，设有伸缩杆组件。其中手轮螺母(5)与螺母(6)互为左右旋螺纹，它们各自与螺杆(11)(7)配合，螺杆有铰链头，与铰链座(12)(8)铰接。它们又分别装在炮塔及炮管上。当转动手轮，倒顺螺纹副，能同时伸长或收缩，达到将炮口高低射角抬高或下降，调整射击距离的目的。当然，也可用液压缸直线运动取代该组件，实现遥控自动快速传动。当多台气炮装在兵舰上，由指挥中心发出各种指令，通过遥控射击，将大大提高战斗力，并减少人员编制。

五.具体实施方式

具体实施方式：方案1选用炮管内径￠38毫米，炮管长度为8米，长径比为1:200选用合金钢或优质碳钢无缝钢管，因其虽属冷发射在常温下进行，但工作气压很高，对材质要求相对较高，必须选用高性能材料，最好用氮化钢。用第四强度理论进行强度计算，今用″厚壁圆筒内壁的切向应力″公式：σ＝P(R² ₁+R² ₂)/R² ₁-R² ₂，代入求得壁厚。当用30号钢，抗拉强度为5000Kg/cm²，当按4级内压容器，取安全系数n＝4时的许用应力为1250Kg/cm²，即切向应力应小于此数值，此外应考虑细长管刚度要加大厚壁。选用内径为￠38毫米炮管，原因是构想炮膛经改变，还可以发射￠37高炮弹头。

进一步进行弹丸初速及动能计算。设发射是￠10毫米的钢珠，截面积s＝0.785cm²在气压压强p＝50Kg/cm²下，投影面上受风压推力F＝ps＝50×0.785＝39.25Kg＝39.25×9.8牛顿＝384.7牛顿(必须换成绝对单位)。这是简化为正冲波作用在圆截面上，其实是力作用在半球面上，属斜冲波积分，计算复杂。该力是作用在重4克￠10钢珠上，即质量m＝0.004Kg钢珠上，使它做加速度运动。今炮管长8米，为加速运动的路程S。即在炮管内，钢珠始终在不断受到高压气体推力，在加速运动。可按动能定律FS＝1/2mv₁ ²-1/2mv₀ ²来求出钢珠末速度。今v₀＝0，代入求得v₁＝1240米/秒，这是很高的末速度，达音速3.65倍之多！再求出钢珠动能Ek＝1/2m v²＝1/2×0.004×1240²＝3075焦耳(牛顿米)，这是很大动能！比10克子弹，初速800米/秒高50％，与求得子弹动能为3200焦耳略低。主要用￠38气射炮，近距离防御导弹。

方案2，当采用￠86气射炮，可发射￠85炮弹，也可发射￠10钢珠。因炮口径面积比￠38大5倍多，弹丸圆锥状散射面大大扩大，泵功率与供气量也大大增加。本方案拟用于大型兵舰及固定基地，有极大威力，用于拦接导弹饱和攻击，和歼敌航母战斗群。

方案3，在气射炮其他构造不变的前提下，将炮管卷成大直径圆管，如螺旋弹簧状，其两端均为直线段，一端直线段设置炮管加料漏斗，另一端直线段为炮口，相互间法兰连接，在赋予恒定高气压下，弹丸沿内管旋转飞行不断加速，即借此大大加长弹丸加速飞行的路程，使弹丸动能极大提高，用于摧毁极远目标，如敌间谍卫星。弹丸要用耐高温钢制成。

炮塔又是储气罐，所受应力较复杂。按第四强度理论及厚壁圆筒内壁的切向应力公式，当选定内径可求出壁厚。因应力与圆筒半径平方成正比剧增，所以为增加储罐容积，不能取大内径，使壁厚很厚，宜加长长度增加容量。又因属厚壁焊接也有很大困难。应用1.3倍工作压力进行压力试验。炮塔是关键件，如取内径￠400至500毫米，确定材料许用应力及安全系数，求得壁厚并取腐蚀等余量，确定外径。

导弹近距离防御是全世界的难题！一切都离不开试制和试验，实事求是追求高性能。

六、附气射用泵的实施方案

气射炮要求有高压又大流量气源，绝非现有活塞式压气机可以提供的。今结构原理由″多级内串联双重增压双圆弧齿轮泵″所提供。今假定发射压强中，30公斤/平方厘米原始压力由气泵提供，在此基础上电热再增压20公斤/平方厘米。取四级泵，加上泵出口缩径增压，即泵内有四对啮合齿轮副，获三次体积缩小压力增加，再加上末级出口缩小产生拉伐尔管效应增压。假定气泵作用于￠38炮管，长8米，气压为30Kg/cm²。如何设计本气泵及管路？泵应该配多大功率，转速多少？(注：流速小于M<1，缩径增压，而M>1扩径增压)

6.1 本方案属小口径气炮，防御导弹。发射￠10钢珠重0.004Kg，截面积s＝0.785cm2，在30Kg/cm²下，受推力F＝0.785×30＝23.55Kg＝231牛顿(必须换成绝对单位)。今炮管长S＝8米，为钢珠加速路程。按动能定律FS＝1/2mV2代入得V＝961米/秒＝57660米/分。又￠38炮口截面积q＝11.34cm²＝0.001134平方米。于是求得炮口流量Q＝57660×0.001134＝65.39立方米/分。另外，按气压30Kg/cm²的要求，在等温下气体体积要压缩到1/30，或者供气流量应大30倍，即一级泵吸入气供量Q＝65.39×30＝1962立方米/分，这是相当大进气量，绝非一般气泵所能承担！所以再三强调泵是极重要。

6.2 今选齿轮泵的齿轮模数m＝80mm，齿数Z＝12，节园d＝960mm，今为增大泵流量选用俄Ю Т Э-65高齿型双圆弧齿轮，该齿型有诸多优点，在相同材质下承载能力为渐开线齿轮的2至3倍，效率提高2至3％(见<<圆弧齿轮>>邵家辉主编，第81页)，噪声亦比渐开线齿轮低，全齿高h＝2.7m，其中齿顶高h₁＝1.2m，齿根深h₂＝1.5m，齿形见该书图3-8。进一步可求出齿顶圆直径D₁＝1152mm，齿根圆D₂＝720mm。齿轮泵输送流体是由齿隙与齿宽所构成的空间，齿隙大于齿形面积，两啮合齿轮副为同齿数同模数，故输送侧面积，可合计视为由一个齿顶圆与齿根圆构成的圆环截面积。该面积S＝Π/4(D² ₁—D² ₂)＝3.14(1.152²-0.72²)＝0.635平方米。这是一个很大的流体输送面积，相当于近80厘米边长的正方形，或近直径为￠90厘米的大管在输送流体！该截面积S乘齿宽L，再乘泵转速n就是泵理论流量Q，其关系式：SL n＝Q＝1962立方米/分。今取一级齿轮泵齿厚为72厘米，假定泵容积效率0.9，则有：n＝1962/0.635×0.72×0.9＝4768转/分。这个转速若与高速发动机直接联接，可以免去中间再采用很笨重的减速箱或变速装置。这个转速也为泵最高转速8000转/分，留出很大的上限空间，以便短时间内超负荷提速。如采用二极电机传动，转速在2800转/分相近，有方便普遍利用电网供应动力的极大好处。转速比4768转/分低了，可借储气罐储压发射。总之，这是一个要进一步去究研的问题。用新型优质材料制本齿轮，如FRP复合材料其重量是钢材的1/4，强度却是普通钢的10倍，用于制齿轮泵壳达无噪声，并自具有一定齿面间自润滑性(本泵另有齿面润滑的措施)。<复合材料齿轮>(张恒著)-书中，更有许多极宝贵的资料。泵用材料都要试验，难度还很大，为了是歼灭敌人！

6.3 本泵如何实现，将流量1962立方米/分空气吸入，经过体积压缩，压力上升30倍，达到30公斤/平方厘米的压强又大流量，供气炮连续发射弹丸？即利用上述高齿型双圆弧齿轮副，制成四级内串联增压，加上齿厚逐级减薄双重增压，再加上泵出口管收缩效应增压，然后将已增压达30公斤/平方厘米的大流量高压气体，送入炮塔储存罐供发射。

6.4 采用四级三次齿间增压，齿数模数前巳述，主要是四级齿厚如何确定。一级齿厚定为72厘米，二级取24厘米，即经泵内内串联隔板的输送，达体积缩小至1/3，压力增3倍，实现第一次齿轮增压。三级齿厚取8厘米，二三级之间同样经内串联隔板的输送，体积又缩小1/3，压力又上升3倍。上述二次共增压9倍，四级齿厚取4厘米，又增压1倍，共增压18倍，尚余1.67倍增压，即借出口管径截面积的变化达到增压。已知炮口口径为￠38毫米，截面积S＝11.34平方厘米。推算四级泵出口截面积S＝4×12＝48平方厘米。今取四级泵出口为长方形，宽度与齿厚相同为4厘米，则高度为12厘米。即泵出口构成由长方形，逐渐变成￠38圆管，并由相同直径管引入炮塔中心的进管。出口方圆截面变化4.23倍，大于1.67倍，亦为增压留余地。炮塔出管至炮进口的高压钢丝编织管，内径亦为￠38毫米。炮塔也是储气罐，能调节压力，使保持较稳定气压，达到准确射击。罐储气量大些好，供经常储存，通过遥控瞄准，打开气阀瞬间可还击，然后泵迅速再启动补充。泵与储气罐上均设有安全阀，按工作压力的1.3倍调压，防过载事故发生。炮管及高压钢丝编织管应有备件，以便更换，因炮管受高速钢珠运动的磨擦，其内表面磨损很大。炮管可用38CrMoAlA钢，内孔用氮化处理，硬度达HRC65-70，其硬度可支持到600-650温度而不降低。估计泵外型，长1.6米，宽1.3米，高2.2米，是大气泵。因它要求吸进气量达2000立方米/分，是极大流量，势必泵有庞大体积！气体压缩产生热，泵外壳要水冷或风冷。借储气罐储气，可以缩小泵体积，减轻重量。炮塔即储气罐是巧妙的构思。

6.5 根据上述气炮如何求气泵功率？因本泵属创新，无现成公式可用，今只能按液压泵的流量压力与理论功率的关系N＝10P Q/60×75来参考。其中P＝30Kg/cm²，Q＝1962×1000L，因水与空气密度相差1000/1.293＝773倍，于是代入有N＝10×30×1962×1000/60×75×773＝169匹马力＝124.4千瓦，配二百匹马力为好。它通过泵能量转换后，以高压气体作用在￠10仅4克钢珠上，其密集连续射击，已具相当大的近距离杀伤能力。它可以像美国苦心研究的＂密集阵＂激光炮守卫飞机场。它比电磁炮威力虽小，但有可连续射击而且散射面很大等优点，研究制造费用更无法相比，易用少投入试制试验，获取近距离防御导弹的实战效果。

6.8特别补充：本人设想，进一步研制￠85口径，膛压在100Kg/cm²以上大气炮，只要增加泵串联增压的级数以提高膛压，增大泵驱动功率，不要再大幅提高泵流量，而使泵体积变得更庞大。可以借多设置高压储气罐，如充氧气瓶一般，通过管道切换向炮上提供储气。因为，战场上火力发射都是间歇的，不像工厂生产24小时连续，这就有可能使设备短时间内过负荷超载工作，如本泵以8000转/分超高速过载，借超高速获高压大流量，将储气罐充足压力，泵可停歇下来，获得泠却。即设计理念上，要以小功率设备，体积小易车载，来间歇发射大气炮，还可用多台气泵供应一台大气炮。即气泵是统一结构，气炮形式多样。试验应从上述小口径较低气压炮入手，借此积累经验，然后研制弹射量大射程更远的炮构成系列。防御导弹是世界性之大难题，国之大事，军之大事，绝非本人所能为，抛砖引玉，倾吐一种位卑莫能忘忧国的强烈愿望！

Claims (4)

1.本发明涉及提供一种气动能连散射炮防御导弹的构造，其特征在于：以本人“多级内串联双重增压双圆弧齿轮泵”提供炮气动力，通过多功能炮塔即储气罐，经钢丝编织管送入炮管后端。弹丸为钢珠或改变后带尾翼炮弹。钢珠从漏斗加入，经伸入炮管中心的月弯负压被吸进，获高压气流加速，在炮口处气流被电热膨胀，弹丸再次加速，经炮口扩径，形成圆锥体连续散射。炮管与炮塔铰接，借两者间支承杆，构成封闭三角形受力，又可由支承杆伸缩达到调整炮口高低射角。炮管分前中后三段，由法兰连接成整体。后段进料，中段可直线或卷成中空弹簧状，前段为炮口有电热及扩散头。炮塔即储气罐，中心轴线下侧支承在炮座上，借活动接头引进气体。炮塔外有蜗轮，被定位在炮座上的蜗杆所传动。炮塔与炮座间有压环。蜗轮与压环均切成对开，以便安装。进气管前有逆止阀，储气罐上有气阀，并用钢丝编织管引气至炮管进口处。

2.根椐权利要求1所述气动能连散炮防御导弹，其炮管进料段特征还在于：切开料斗处，设置液压进给平台，台上除置料斗段外，还增设空管，可放入带斜尾翼炮弹交替间歇发射。

3.根据权利要求1所述气动能连散炮防御导弹，其弹丸为钢珠时，可远距离风送加弹。其炮塔旋转及炮口升降，既可手动操作又可液压、电动遥控操纵。

4.根据权利要求1所述气动能连散射炮防御导弹，供气泵特征是由“多级内串联双重增压双圆孤齿轮泵”，专利申请号2008100901799保护，而气阀是由“化简型双向强密高温球阀”专利申请号200710091277X保护，均系本人申请的专利。

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