CN105783588A - 一种空气动能弹射轨道炮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气动能弹射炮，包括充气机构、高压空气储气筒，充气机构与高压空气储气筒连通为储气筒提供压缩气体或者汽化气体，高压空气储气筒的三面封闭，另一面的端口处安装盲板套和盲板，盲板套连接电磁驱动装置；端口处还设置了弹射轨，弹射轨的轨道截面形状与盲板的形状匹配使盲板在空气压力的推动下能够在弹射轨内作弹射运动，炮管一端安装到弹射轨的出口处；或者端口处用弹射轨炮筒替换弹射轨和炮管，弹射轨炮筒的轨道截面形状与盲板的形状匹配使盲板在空气压力的推动下能够在弹射轨炮筒内作弹射运动。本发明的空气动能弹射炮能够提供强大的弹射推力，可达到击中，即摧毁的目的，且发射成本低。

Description

一种空气动能弹射轨道炮
技术领域
本发明的实施方式涉及炮弹和导弹的发射领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种利用高压空气动能发射炮弹或导弹的空气动能弹射轨道炮。
背景技术
现在用炮射的方式发射导弹或末敏炮弹是最经济的。在美国，一枚战斧式巡航导弹的采购价格在150万美元至169万美元，而采用电磁轨道炮发射一枚导弹的费用只有2.5万美元。但在现有技术条件下，还存在以下不足：(一)受发射部装药量的限制，用普通炮发射导弹或者末敏炮弹，所发射的弹头较小，发射的距离也较短；(二)即使现在最先进的电磁轨道炮，在现在能达到的技术条件下，所发射的弹头部分重量也只有22.7kg，发射距离也在160km以下；(三)采用现有技术发射的导弹或末敏炮弹，受所能达到的推力和推速的限制，速度也较低，所具有的速度动能尚难对目标(特别是装甲目标)实现“击中即摧毁”的目的。
另外，目前几乎所有的钢质压力容器，都是采用单层材料组合而成的，而对于需要高达数十兆帕压力的压力容器，则因所需的容器壁厚过大，重量也过重而不能达到实用的目的，如日本市场上销售的氢气瓶，充入氢气压力只有14.7MPa，只可储存氢气6m3(标准状态)的氢瓶重达60kg，中国市场销售的压缩天然气瓶充入天然气压力只有20MPa，有效容积只有65L的气瓶则重达98kg，储存压缩天然气的球罐，在壁厚达30mm时，能充入的天然气压力也只能控制在1.6MPa以下。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种利用高压空气动能发射炮弹或导弹的空气动能弹射轨道炮的实施方式，以期望可以解决现有炮弹或导弹发射的推力和推速受限，导致发射弹头重量低、发射距离短的问题。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种空气动能弹射轨道炮，包括充气机构、高压空气储气筒，所述充气机构与高压空气储气筒连通为储气筒提供压缩气体或者汽化气体，所述高压空气储气筒的开口端的端口处安装内缘呈齿轮状的盲板套，盲板套内安装外缘呈齿轮状的盲板，所述盲板套连接电磁驱动装置，所述电磁驱动装置检测到高压空气储气筒中的气压达到预设值后由操作者操控电磁驱动装置驱动盲板套转动一个齿位；所述开口端的端口处还设置了弹射轨，弹射轨的轨道截面形状与盲板的形状匹配使所述盲板在空气压力的推动下能够在弹射轨内作弹射运动，炮管一端安装到弹射轨的出口处，炮管上与弹射轨相邻的一端装有待发射的炮弹或导弹；或者所述开口端的端口处用弹射轨炮筒替换弹射轨和炮管，弹射轨炮筒的轨道截面形状与盲板的形状匹配使所述盲板在空气压力的推动下能够在弹射轨炮筒内作弹射运动，待发射的炮弹或导弹装在弹射轨炮筒内随盲板一起作弹射运动。
上述空气动能弹射轨道炮中，本发明的一种实施方式是，所述充气机构包括液化空气储罐、液化空气泵和螺旋管式汽化器，液化空气储罐中的液化空气经液化空气泵泵出，再由螺旋管式汽化器汽化后将汽化气体导入高压空气储气筒内。
上述空气动能弹射轨道炮中，本发明的另一种实施方式是，所述充气机构包括电动机和空气压缩机，所述电动机驱动空气压缩机向高压空气储气筒泵入压缩空气。
上述空气动能弹射轨道炮中，所述电磁驱动装置具有压力传感器，压力传感器检测高压空气储气罐中的气压并传递给电磁驱动装置。
上述空气动能弹射轨道炮中，所述高压空气储气筒是以多根截面为梯形的异型管经辊压成高压空气储气筒状后，在自然构成的缝内堆焊，并在异型管的管腔内充入比所述高压空气储气筒气压预设值高10％压力的压缩空气或者高20％压力的水而成。
上述空气动能弹射轨道炮中，所述截面为梯形的异型管的口径尺寸为上底宽120mm、下底宽122.5mm、高120mm，异型管壁厚10mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：
(一)空气在液化后体积缩小816倍，也就是说泵入的液化空气在充分汽化后可有着81.6MPa的汽化空气压力，因此采用液化空气的本发明的空气动能弹射轨道炮，具有储备能量大、可提供的空气压力大的特点。
(二)利用了高压空气动能的本发明的空气动能弹射轨道炮具有强大的弹射推力，例如当盲板直径在1.2m、空气压力在80MPa时，可得到的弹射推力达到88000千牛顿以上。
(三)本发明的空气动能弹射轨道炮发射炮弹、导弹的速度明显增大，例如在高压空气的强大推动力下，其盲板的弹射速度可达3～30万米/秒，在如此高速的盲板弹射速度的推动下所发射的导弹或炮弹，其出膛速度可大于3万米/秒(100马赫)，是一般炮弹、导弹速度的数十倍，这种超高速动能炮弹或导弹，杀伤力强，可达到“击中即摧毁”的目的，也能对付普通化学能导弹或穿甲弹难以对付的披挂反应装甲和主动防护装甲系统。
(四)本发明的空气动能弹射轨道炮的发射成本低，例如采用本发明的空气动能弹射轨道炮发射一个弹头重80kg的导弹或末敏炮弹至1000km以上目标时，耗气量只有约2000m3，空气液化的耗电量只有约500kW·h，发射成本只有一般化学能导弹的1％～3％。
(五)与用现有技术制造的同压力等级的压力容器比较，采用异型管制作的高压空气储气筒，其壁厚及相应的重量可减少(轻)50％～80％，在管腔内充入压缩空气或水后，其耐压等级还可提高15％～30％，采用异型管制作的储气筒具有在同等折算厚度下所储存的压力等级高的优势，其存储压力和存储能力可达普通压缩天然气球罐的10倍。
附图说明
图1示出了本发明实施例1的空气动能弹射轨道炮的结构示意图。
图2示出了本发明实施例1的空气动能弹射轨道炮的弹射轨结构示意图。
图3示出了本发明的实施例2的空气动能弹射轨道炮的结构示意图。
图4示出了本发明的空气动能弹射轨道炮的盲板套平面结构示意图。
图5示出了本发明的空气动能弹射轨道炮的盲板套剖面结构示意图。
图6示出了本发明的空气动能弹射轨道炮的盲板平面结构示意图。
图7示出了本发明的空气动能弹射轨道炮的盲板剖面结构示意图。
图8示出了本发明的空气动能弹射轨道炮的弹射轨或者弹射轨炮筒的剖面结构示意图。
图9示出了本发明的空气动能弹射轨道炮的高压空气储气筒的截面示意图。
图10为图9的局部放大图。
图中，1-液化空气储罐，2-液化空气泵，3-螺旋管式汽化器，4-高压空气储气筒，5-电磁驱动装置，6-盲板套，7-盲板，8-弹射轨，9-炮弹/导弹，10-炮管，11-弹射轨炮筒，12-发动机，13-空气压缩机，1001-截面为梯形的异型管，1002-异型管管壁，1003-异型管管腔，1004-异型管之间自然构成的缝。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1、4～10所示，本实施例的空气动能弹射轨道炮包括充气机构、高压空气储气筒4，所述充气机构与高压空气储气筒4连通为储气筒提供汽化气体。所述充气机构包括液化空气储罐1、液化空气泵2和螺旋管式汽化器3，液化空气储罐中的液化空气经液化空气泵泵出，再由螺旋管式汽化器汽化后将汽化气体导入高压空气储气筒内。所述高压空气储气筒的开口端的端口处安装内缘呈齿轮状的盲板套6，盲板套内安装外缘呈齿轮状的盲板7，所述盲板套6连接于固定在高压空气储气筒4上的电磁驱动装置5。所述高压空气储气筒4中的气压达到预设值后可由操作者需要操控电磁驱动装置5驱动盲板套6转动一个齿位；所述高压空气储气筒4开口端的端口处还设置了弹射轨8，弹射轨8的轨道截面形状与盲板7的形状匹配使所述盲板7在空气压力的推动下能够在弹射轨内作弹射运动，炮管10一端安装到弹射轨的出口处，炮管上与弹射轨相邻的一端装有待发射的炮弹或导弹9。
本实施例的高压空气储气筒是以多根截面为梯形的异型管1001经辊压成储气筒状后，在异型管之间自然构成的缝1004内堆焊，并在异型管的管腔内充入比所述储气筒气压预设值高10％压力的压缩空气而成。截面为梯形的异型管管腔1003的尺寸(口径尺寸)为上底宽120mm、下底宽122.5mm、高120mm，异型管管壁1002的壁厚为10mm。
本实施例的空气动能弹射轨道炮的发射流程是：
首先将盲板7置于盲板套6内，并由电磁驱动装置5驱动盲板套6运动一个齿位后卡紧盲板7，此时盲板7的齿轮与盲板套6的齿轮是一一对应的，使盲板7不能够在弹射轨8内作弹射运动。在液化空气储罐1中的液化空气由液化空气泵2泵出并经螺旋管式汽化器3汽化后进入高压空气储气筒4，在高压空气储气筒4中的汽化空气压力达到所需压力后，可由操作者根据需要操控电磁驱动装置5驱动盲板套6运动一个齿位(正向运动或反向运动)，此时盲板7的齿轮与盲板套6的齿轮缺口一一对应，盲板7在空气压力的推动下弹射撞击炮弹或导弹9，炮弹或导弹9在盲板7撞击动能的推动下沿弹射轨8和炮管10发射。
实施例2
如图2所示，与实施例1不同的是，本实施例的空气动能弹射轨道炮用弹射轨炮筒11替换弹射轨8和炮管10，弹射轨炮筒11的轨道截面形状与盲板7的形状匹配使所述盲板7在空气压力的推动下能够在弹射轨炮筒内作弹射运动，待发射的炮弹或导弹9装在弹射轨炮筒内随盲板一起作弹射运动，并在炮口处弹(抛)射发射；另外，本实施例的高压空气储气筒是以多根截面为梯形的异型管经辊压成储气筒状后，在自然构成的缝内堆焊，并在异型管的管腔内充入比所述储气筒气压预设值高20％压力的水而成。除了上述与实施例1不同的结构外，其它结构与实施例1相同。
实施例3
如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例的空气动能弹射轨道炮的充气机构包括电动机12和空气压缩机13，电动机12驱动空气压缩机13向高压空气储气筒4泵入压缩空气。除了上述与实施例1不同的结构外，其它结构与实施例1相同。
本实施例的空气动能弹射轨道炮的发射流程是：
首先将盲板7置于盲板套6内，并由电磁驱动装置5驱动盲板套6运动一个齿位后卡紧盲板7，此时盲板7的齿轮与盲板套6的齿轮是一一对应的，使盲板7不能够在弹射轨8内作弹射运动。在高压空气储气筒4中的空气压力在电动机12驱动空气压缩机13达到所需压力后，可由操作者根据需要操控电磁驱动装置5驱动盲板套6运动一个齿位，此时盲板7的齿轮与盲板套6的齿轮缺口一一对应，盲板7在空气压力的推动下弹射撞击炮弹或导弹9，炮弹或导弹9在盲板7撞击动能的推动下沿弹射轨8和炮管10发射。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种空气动能弹射轨道炮，其特征在于包括充气机构、高压空气储气筒(4)，所述充气机构与高压空气储气筒(4)连通为高压空气储气筒提供压缩气体或者汽化气体，所述高压空气储气筒的开口端的端口处安装内缘呈齿轮状的盲板套(6)，盲板套内安装外缘呈齿轮状的盲板(7)，所述盲板套(6)连接电磁驱动装置(5)，所述电磁驱动装置(5)检测到高压空气储气筒(4)中的气压达到预设值后由操作者操控电磁驱动装置驱动盲板套转动一个齿位；所述开口端的端口处还设置了弹射轨(8)，弹射轨(8)的轨道截面形状与盲板(7)的形状匹配使所述盲板(7)在空气压力的推动下能够在弹射轨内作弹射运动，炮管(10)一端安装到弹射轨的出口处，炮管上与弹射轨相邻的一端装有待发射的炮弹或导弹(9)；或者所述开口端的端口处用弹射轨炮筒(11)替换弹射轨(8)和炮管(10)，弹射轨炮筒(11)的轨道截面形状与盲板(7)的形状匹配使所述盲板(7)在空气压力的推动下能够在弹射轨炮筒内作弹射运动，待发射的炮弹或导弹(9)装在弹射轨炮筒内随盲板一起作弹射运动。
2.根据权利要求1所述的空气动能弹射轨道炮，其特征在于所述充气机构包括液化空气储罐(1)、液化空气泵(2)和螺旋管式汽化器(3)，液化空气储罐中的液化空气经液化空气泵泵出，再由螺旋管式汽化器汽化后将汽化气体导入高压空气储气筒内。
3.根据权利要求1所述的空气动能弹射轨道炮，其特征在于所述充气机构包括电动机(12)和空气压缩机(13)，所述电动机驱动空气压缩机向高压空气储气筒泵入压缩空气。
4.根据权利要求1所述的空气动能弹射轨道炮，其特征在于所述电磁驱动装置(5)具有压力传感器，压力传感器检测高压空气储气罐中的气压并传递给电磁驱动装置。
5.根据权利要求1所述的空气动能弹射轨道炮，其特征在于所述高压空气储气筒是以多根截面为梯形的异型管经辊压成高压空气储气筒状后，在自然构成的缝内堆焊，并在异型管的管腔内充入比所述高压空气储气筒气压预设值高10％压力的压缩空气或者高20％压力的水而成。
6.根据权利要求5所述的空气动能弹射轨道炮，其特征在于所述截面为梯形的异型管的口径尺寸为上底宽120mm、下底宽122.5mm、高120mm，异型管壁厚10mm。
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