CN105222659A - 一种平衡炮前后定心式攻角弹托 - Google Patents

Abstract

本发明属于爆炸与冲击动力学领域，具体涉及一种平衡炮上用于发射带攻角弹体的前后定心式弹托的设计。本发明所提供的平衡炮前后定心式攻角弹托包括前定心弹托和后定心弹托；前定心弹托和后定心弹托均为中心开孔的圆柱体，外圆周直径与炮管口径相匹配，内孔孔径与弹体直径相匹配；其中，外圆周的中心轴线与内孔的中心轴线呈夹角θ，两轴线的交点与弹体质心重合；前定心弹托安装于弹体中段，内孔为通孔；后定心弹托安装于弹体尾端，内孔为盲孔。通过使用本发明的弹托可以使弹体在装入平衡炮后预置一定角度，实现了弹体的带攻角发射，显著降低了试验成本，提高了平衡炮的通用性。

Description

一种平衡炮前后定心式攻角弹托

技术领域

本发明属于爆炸与冲击动力学领域，具体涉及一种平衡炮上用于发射带攻角弹体的前后定心式弹托的设计。

背景技术

平衡炮是一种用于模拟侵彻弹体终点弹道及毁伤效应的常规试验加载装置，通常采用弹托发射次口径弹体。弹托的作用是在炮管内对弹体起定心引导作用，传递火炸药动力，驱动弹体获得较高速度。攻角指的是弹体速度方向与弹体轴线的夹角，目前平衡炮常用于发射不带攻角的弹体，相配套的弹托结构也较为简单，应用范围有限。发射带攻角的弹体需要采用火箭撬，但火箭撬试验成本较高，一般比平衡炮试验要高出好几倍。

发明内容

本发明的目的是提供一种前后定心式攻角弹托，使弹体在装入平衡炮后预置一定角度，实现了弹体的带攻角发射，显著降低了试验成本，提高了平衡炮的通用性。

本发明的技术方案是：所提供的平衡炮前后定心式攻角弹托包括前定心弹托和后定心弹托；所述前定心弹托和后定心弹托均为中心开孔的圆柱体，外圆周直径与炮管口径相匹配，内孔孔径与弹体直径相匹配；其中，外圆周的中心轴线与内孔的中心轴线呈夹角θ，两轴线的交点与弹体质心重合；所述前定心弹托安装于弹体中段，内孔为通孔；所述后定心弹托安装于弹体尾端，内孔为盲孔。根据发射要求，并综合考虑弹托结构强度和弹体安装的匹配性来调整夹角θ的大小，便可以实现弹体的带攻角发射。

上述前定心弹托包括固定弹托和调整弹托；所述固定弹托和调整弹托均为圆环状，固定弹托的内圆周面用于固定弹体，固定弹托的外圆周面与调整弹托的内圆周面通过螺纹连接，调整弹托的外圆周面与炮管接触。

上述调整弹托的厚度比固定弹托的厚度大一个螺距。多出的一个螺距厚度用来进行圆周调整使前、后定心弹托相适配。

上述前定心弹托和后定心弹托的外圆周面上各设置有一条与外圆周面中心轴线相平行的记号线。安装时需要保证两条记号线共线。

上述前定心弹托和后定心弹托的朝向弹体头部的端面上设有外圆倒角，方便整个发射弹体顺利装填入炮管内。

上述前定心弹托和后定心弹托的内孔孔壁上均设置有细牙螺纹，对弹体进行连接固定。

上述后定心弹托未设置盲孔的端面与外圆周面的中心轴线垂直，保证整个弹体在发射过程中火炸药作用力与炮管轴线平行，不产生径向的作用力，以免因发射弹体受力不对称而增大弹托与炮管间的摩擦力。

上述前定心弹托材质为超硬铝，后定心弹托材质为超高强钢，兼顾了弹托的重量和承受强度。

上述固定弹托和调整弹托通过3mm螺距粗牙螺纹连接，保证整个前定心弹托的结构强度，进而保证了发射过程中前定心弹托的完整性。

上述固定弹托和后定心弹托的内孔孔壁上设置1.5mm螺距细牙螺纹，在整个发射过程中主要起连接作用，当弹体撞击目标靶板后能够顺利实现弹托的分离，减小对弹体的外弹道性能影响。

本发明的优点如下：

(1)本发明将弹托设计为偏心结构，在弹托的外圆周的中心轴心和内孔的中心轴线间预置夹角θ，实现了弹体的带攻角发射。

(2)本发明将弹托设计成前、后两部分，在满足支撑强度的前提下，极大程度地减少了弹托的消极重量。

(3)本发明将前定心弹托分解成固定弹托与调整弹托两部分，在固定弹托装配到位的情况下，通过调整弹托使前后定心弹托记号线重合，实现了攻角预置的装配，同时也保证了前定心弹托的整体结构强度。

(4)本发明在前、后定心弹托的前端设计3mm×10mm倒角，即倒角的径向为3mm，轴向为10mm，这样更方便发射弹体顺利装填炮管。

(5)本发明前定心弹托采用超硬铝作为主体材料，既减轻了弹托的消极重量，同时又保证了前定心弹托的结构强度。

(6)本发明后定心弹托采用超高强钢作为主体材料，既能承受后端火炸药的高压，同时又保证了后定心弹托的结构强度；

(7)本发明通过改变前后定心弹托内孔直径及预设攻角，可以适用不同尺寸、不同攻角的弹体，通用性强。

附图说明

图1为平衡炮前后定心式攻角弹托三维结构示意图；

图2为平衡炮前后定心式攻角弹托二维剖面示意图；

图3为弹体攻角下倾装配示意图；

图4为固定弹托结构示意图；

图5为图4的A-A剖面视图；

图6为调整弹托示意图；

图7为图6的B-B剖面视图；

图8为后定心弹托示意图；

图9为图8的C-C剖面视图。

图10为弹体攻角上倾装配示意图；

附图标记如下：1-前定心弹托，2-后定心弹托，3-固定弹托，4-调整弹托，5-固定弹托内孔孔壁，6-固定弹托外圆周面，7-调整弹托内孔孔壁，8-调整弹托倒角，9-调整弹托记号线，10-后定心弹托内孔孔壁，11-后定心弹托倒角，12-后定心弹托记号线，13-后定心弹托后端面，14-定心弹托外圆周面轴线，15-内孔轴线，16-弹体，17-弹体凸起，18-弹体质心，19-炮管，20-火炸药高压气体。

具体实施方式

弹托是一个受力很复杂的结构件，受后端火炸药高压气体作用，驱动其带动弹体在炮管内运动。弹托必须具备一定的结构强度，保证在最恶劣条件下的完整性，不至于破坏，这样才能正确引导弹体在炮管内运动。弹托是发射弹体的重要部件，但它属于“非战斗部件”，所以在弹托的设计过程中，在能起到支撑作用的前提下，应从结构和材料出发，最大限度减少它的消极重量。对于带攻角发射的弹体，弹托设计时应考虑攻角的预置。

基于上述考虑，本发明前后定心式攻角弹托采用偏心结构，前后定心弹托与弹体之间采用细牙螺纹连接，弹托外圆周面轴线与内孔轴线之间预设夹角θ；前定心弹托由固定弹托和调整弹托组成，之间采用粗牙螺纹连接，通过调整弹托来实现弹体预置攻角的装配。

参见图1-3，本发明的较佳实施例由前定心弹托1和后定心弹托2组成。前定心弹托1安装于弹体16的中段，其内孔为通孔；后定心弹托2安装于弹体16的尾端，其内孔为盲孔。

前定心弹托1由固定弹托3和调整弹托4构成。固定弹托3的结构如图4和图5所示，固定弹托内孔孔壁5上设计有细牙螺纹，固定弹托外圆周面6上设计有粗牙螺纹。调整弹托4的结构如图6和图7所示，调整弹托内孔孔壁7上设计有粗牙螺纹，朝向弹体头部的断面上设计有调整弹托倒角8，外圆周面最顶端设置有调整弹托记号线9。固定弹托3通过外圆周面上的粗牙螺纹与调整弹托4相连，又通过内孔内壁上的细牙螺纹对弹体16进行固定。调整弹托4的厚度比固定弹托3的厚度大一个螺距，以便对调整弹托4的位置进行调整，使之与后定心弹托2相对应。

后定心弹托2的结构如图8和图9所示，后定心弹托内孔孔壁10上设计有细牙螺纹，用于对弹体16的尾端进行固定。朝向弹体头部的断面上设计有后定心弹托倒角11，外圆周面最顶端设置有后定心弹托记号线12，后定心弹托后端面13与后定心弹托2外圆周面轴线14垂直，保证整个弹体在发射过程中火炸药作用力与炮管轴线平行，不产生径向的作用力，以免因发射弹体受力不对称而增大弹托与炮管间的摩擦力。

进一步的，连接固定弹托3和调整弹托4的粗牙螺纹的螺距可以设计为3mm，保证整个前定心弹托的结构强度，进而保证了发射过程中前定心弹托1的完整性。

前定心弹托1和后定心弹托2的内孔孔壁上可以设计1.5mm螺距的细牙螺纹，在整个发射过程中主要起连接作用，当弹体撞击目标靶板后能够顺利实现弹托的分离，减小对弹体的外弹道性能影响。

前定心弹托1和后定心弹托2前端的倒角可以设计为3mm×10mm，方便发射弹体顺利装填入炮管。

参见图3和图10，本发明可以通过调整装填方式控制攻角上倾或者下倾。

本发明的具体使用方式为：如图3所示，首先将后定心弹托2与弹体16进行连接，直到后定心弹托不能再拧紧为止，这样使得弹体16的尾端就完全顶到后定心弹托2上；然后将固定弹托3与弹体16进行连接，直到固定弹托3右端顶到弹体凸起17上；最后将调整弹托4装配到固定弹托3上，当调整弹托4的右端面开始超出固定弹托3的右端面后继续旋转，并观察调整弹托记号线9是否与后定心弹托记号线12共线，两记号线用肉眼观察共线后停止，最后借助直尺或激光器进行精确调整后结束。在将整个装配好的发射弹体装填入炮管19时，确保记号线与炮管19的相应位置对齐。弹体16的发射过程中，在火炸药高压气体20的驱动下，受炮管和弹托的约束，速度方向与炮管19的中心轴线重合，因此弹体的速度方向V与弹体轴线形成θ夹角，实现弹体带攻角发射的目的。安装这种弹托结构的弹体，能适应203mm～450mm各系列口径的平衡炮结构，发射带攻角的弹体。

Claims (10)

1.一种平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：包括前定心弹托和后定心弹托；

前定心弹托和后定心弹托均为中心开孔的圆柱体，外圆周直径与炮管口径相匹配，内孔孔径与弹体直径相匹配；其中，外圆周面的中心轴线与内孔的中心轴线呈夹角θ，两轴线的交点与弹体质心重合；

所述前定心弹托安装于弹体中段，内孔为通孔；

所述后定心弹托安装于弹体尾端，内孔为盲孔。

2.根据权利1所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：所述前定心弹托包括固定弹托和调整弹托；

固定弹托和调整弹托均为圆环状，固定弹托的内圆周面与弹体接触，固定弹托的外圆周面与调整弹托的内圆周面通过螺纹连接，调整弹托的外圆周面与炮管接触。

3.根据权利2所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：调整弹托的厚度比固定弹托的厚度大一个螺距。

4.根据权利3所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：前定心弹托和后定心弹托的外圆周面上各设置有一条与外圆周面中心轴线相平行的记号线。

5.根据权利4所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：前定心弹托和后定心弹托的朝向弹体头部的端面上设有外圆倒角。

6.根据权利5所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：前定心弹托和后定心弹托的内孔孔壁上均设置有细牙螺纹。

7.根据权利6所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：所述后定心弹托未设置盲孔的端面与外圆周面的中心轴线垂直。

8.根据权利7所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：所述前定心弹托材质为超硬铝，后定心弹托材质为超高强钢。

9.根据权利8所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：固定弹托和调整弹托通过3mm螺距粗牙螺纹连接；固定弹托和后定心弹托的内孔孔壁上设置1.5mm螺距细牙螺纹。

10.根据权利9所述的平衡炮前后定心式攻角弹托，其特征在于：前定心弹托和后定心弹托上设置的外圆倒角为3mm×10mm。