CN108645278B - 一种电控药剂燃烧发射弹丸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电控药剂燃烧发射弹丸的方法。该方法由控制器控制电源的打开和关闭，电源打开时给药剂供电，药剂在电流作用下燃烧可产生高温高压气体，且所产生的高温高压气体充斥于压力室内；通过在压力室的内壁设置压力传感器，可实时检测压力室内的气压；压力传感器所测压力传输至控制器，控制器接收压力传感器所测压力，并根据发射弹丸所需压力，控制电源的打开和关闭，在电流产生的激发作用下使药剂燃烧，并产生高温高压气体来推动弹丸运动。本发明由控制器来控制电源的开关，进而控制药剂的燃烧与否，达到控制压力室内压力大小的目的，最终可实现对弹丸发射初速度的控制，解决了现有技术中不能根据需要调节弹丸发射速度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及弹丸发射技术领域，具体地说是一种电控药剂燃烧发射弹丸的方法。
背景技术
目前弹丸的发射主要依靠火药或发射药的燃烧，燃烧后产生高压气体推动弹丸运动，使之达到一定的速度，命中目标后依靠自身动能实施毁伤。但采用这种发射方式，弹丸的出枪口（或炮口）的速度是一定的，不能进行调节，对于某些情况是不适用的。例如，在驱散闹事人群时，射击距离太近，则弹丸的动能太大可能造成人体的永久性损伤；而如果发射距离太远，弹丸的动能将不足以达到人体的痛感程度，从而达不到驱散人群的目的。因此，迫切需要研制一种能够调节弹丸速度的发射装置和方法，以适应针对不同距离目标在弹丸上加载不同的初速，达到弹丸毁伤能力可调的目的。
发明内容
本发明的目的就是提供一种电控药剂燃烧发射弹丸的方法，该方法能够根据不同距离目标设置不同的发射初速，进而实现弹丸毁伤能力可调可控的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种电控药剂燃烧发射弹丸的方法，包括如下步骤：
a、首先由控制器控制电源打开，由电源给药剂供电，药剂在电流作用下燃烧，所产生的气体充斥于压力室内；
b、由设置在压力室内壁的压力传感器检测压力室内的压力，并将所测压力传输至控制器；
c、所述控制器将压力传感器所测压力与发射弹丸所需压力进行比较，若压力传感器所测压力小于发射弹丸所需压力，则由控制器控制电源持续给药剂供电；若压力传感器所测压力大于等于发射弹丸所需压力，则由控制器控制电源关闭；
d、压力室内所充斥的气体进入与压力室连通的发射管内，发射管内的弹丸在气体的作用下以设定的速度被发射出去。
所述电源给药剂供电是通过正电极和负电极来实现的；所述正电极、所述负电极和所述药剂均设置在壳体内；所述壳体为一端开口的筒体结构，所述壳体通过其开口端与压力室相连通；在所述壳体的内侧壁以及底部设置有第一绝缘层，所述负电极紧贴在所述壳体内侧壁的第一绝缘层上；所述正电极呈长条状结构，且位于所述壳体内的中心轴上；所述正电极以及所述负电极的底部均穿出壳体并分别与电源的正负极相接；在所述正电极的外侧壁包覆有第二绝缘层；所述药剂设置在所述负电极与所述第二绝缘层之间；在所述电源的作用下，电流可经所述正电极传输至所述药剂的外表面，再经与所述药剂外侧壁紧密相接的负电极传输至所述电源，进而形成回路。
所述药剂是由聚四氟乙烯、铝粉、硝酸钾、阻燃剂和粘合剂混合，并经冷压、热烧结法而制成。所述药剂形状与所述负电极和所述第二绝缘层之间的空间形状相同，且所述药剂与所述负电极和所述第二绝缘层紧密接触。
所述第二绝缘层是由聚四氟乙烯乳液涂覆在所述正电极的外侧壁并经干燥而形成，所述第二绝缘层在高温高压气体的作用下可发生反应。
所述壳体为圆筒形结构，所述负电极为圆周状结构。所述正电极为圆柱状结构。
本发明所提供的电控药剂燃烧发射弹丸的方法，由控制器来控制电源的打开和关闭，电源打开时，能够给药剂供电，药剂在电流作用下燃烧，可产生高温高压气体，且所产生的高温高压气体能够充斥于压力室内；通过在压力室的内壁设置压力传感器，可以实时检测压力室内的气压；压力传感器所测压力传输至控制器，控制器将压力室内的压力和发射弹丸所需压力进行对比，若压力室内的压力小于发射弹丸所需压力，则表明此时的压力尚未达到预期发射弹丸所需压力，因此由控制器控制电源继续给药剂供电，以便产生更多的高温高压气体；若压力室内的压力大于等于发射弹丸所需压力，则由控制器控制电源关闭，即：停止给药剂供电，药剂断电后会自动熄灭，也就不再燃烧，不再产生高温高压气体。此时依靠压力室内的气体使发射管内的弹丸按照设定的速度发射出去，从而实现了对弹丸发射初速度的调节和控制。
本发明由控制器接收压力传感器检测到的压力信号，并根据发射弹丸所需的压力，通过程序控制使电源放电，在电流产生的激发作用下，使药剂燃烧，并产生高温高压气体来推动弹丸运动。通过本发明可实现对弹丸发射初速度的控制，从而解决了现有技术中不能根据需要调节弹丸发射速度的问题。
附图说明
图1是本发明中电控药剂燃烧发射弹丸的装置结构示意图。
图2是本发明中药剂在电流作用下初步产生高温高压气体的示意图。
图3是本发明中药剂在电流作用下产生大量高温高压气体的示意图。
图4是本发明中药剂燃烧产生的气体充满压力室并推动弹丸运动的示意图。
图中：1、壳体，2、第二绝缘层，3、负电极，4、药剂，5、第一绝缘层，6、电源，7、控制器，8、正电极，9、压力室，10、弹丸，11、发射管，12、压力传感器。
具体实施方式
如图1所示，本发明中电控药剂燃烧发射弹丸的装置包括动力机构、发射机构、电源6、控制器7和压力传感器12等。
动力机构包括壳体1以及设置在壳体1内的第一绝缘层5、第二绝缘层2、正电极8、负电极3和药剂4。发射机构包括压力室9、发射管11和弹丸10。动力机构为图1中左侧部分，发射机构为图1中右侧部分，动力机构和发射机构之间通过螺钉连接。
动力机构中，壳体1呈一端开口的筒体结构，图1中壳体1的开口端朝右。第一绝缘层5沿壳体1的内侧壁以及壳体1的底部（即壳体1的封闭端内部）均匀设置，负电极3紧贴在壳体1内侧壁的第一绝缘层5上，由于图1中壳体1呈圆筒形结构，因此，本实施例中负电极3呈圆周状结构，其他实施例中负电极3可以为截面呈四边形的闭环形结构。在负电极3的底部设有一截延伸段，该延伸段一般设置为一直线段的导体即可，该延伸段依次穿过壳体1底部的第一绝缘层5以及壳体1的底部，并通过导线与壳体1外部的电源6负极相连接，从而使电源6负极与负电极3之间实现电连接。正电极8呈长条状结构，其横截面可以为圆形、方形等。正电极8沿壳体1的轴向设置在壳体1内的中心轴上，正电极8的长度略短于壳体1的轴向长度，正电极8的底部与壳体1底部的第一绝缘层5相接触。在正电极8的底部设置一截直线式的导体延伸段，该导体延伸段依次穿过壳体1底部的第一绝缘层5以及壳体1的底部，并通过导线与壳体1外部的电源6正极相连接，从而使电源6正极与正电极8之间实现电连接。
第二绝缘层2包覆在正电极8的外侧壁，形成一圈绝缘层结构。在负电极3与第二绝缘层2之间设置有药剂4。药剂4的主要成分是：聚四氟乙烯、铝粉、硝酸钾、阻燃剂、粘合剂等。将这些成分的粉末按一定比例（例如各组分的质量百分比为：聚四氟乙烯62.5%、铝粉22.5%、硝酸钾5%、阻燃剂5%、粘合剂5%）充分混合后，经过冷压、热烧结法工艺制成一定形状的结构，安装在壳体1内的负电极3与第二绝缘层2之间。本实施例中负电极3与第二绝缘层2之间所围空间的截面是圆环形结构，因此，本实施例中药剂4是截面呈圆环形结构的柱体。当将药剂4嵌置在壳体1内的负电极3与第二绝缘层2之间时，药剂4的外侧壁与负电极3的内侧壁紧密接触，药剂4的内侧壁与第二绝缘层2的外侧壁紧密接触。药剂4能够在一定电流作用下发生燃烧释放高温高压气体，并且在断电后，能够自动熄灭。
在壳体1开口端处，正电极8的端部与药剂4的端部相接，即：第二绝缘层2的长度略短于正电极8的长度。药剂4产生高温高压气体的原理如图2所示，由电源6正极出来的电流沿着正电极8传输至药剂4的自由端（即图中右端面），再由药剂4中心传至药剂4的外表面，并经过与药剂4外侧壁紧密相连的负电极3，传输至电源6的负极，从而实现电路的导通。受正电极8外侧壁第二绝缘层2的影响，导致通过药剂4自由端的电流最大，因此在这个部位药剂最易发生燃烧，并产生高温高压气体，为推动弹丸10运动打下基础。
发射机构中，压力室9呈底部开口的腔体结构，压力室9的底部与壳体1的开口端相接，可以在壳体1的开口端外侧设置吊耳，同时在压力室9的底部外侧设置与壳体1开口端外侧吊耳相对应的吊耳，通过螺钉将压力室9底部外侧吊耳与壳体1开口端外侧吊耳连接起来，从而实现壳体1与压力室9的连接。可在吊耳连接处设置密封圈，以实现壳体1与压力室9之间的紧密连接。壳体1的内腔与压力室9的内腔是相连通的。壳体1内的药剂4在电流作用下燃烧释放的高温高压气体可直接进入压力室9内。在压力室9的顶部（图中右端侧）设有一开口，发射管11设置在压力室9的顶部开口处，且发射管11内腔与压力室9的内腔相连通。待发射弹丸10置于发射管11内。如图3和图4所示，随着药剂4的燃烧，压力室9内高温高压气体逐渐增多，最后高温高压气体进入发射管11内，可推动弹丸10使弹丸10发射出去。
在压力室9的内侧壁设置有压力传感器12，压力传感器12与控制器7相接，控制器7同时还与电源6相接。压力传感器12用于检测压力室9内的压力并将所检测到的压力传输至控制器7。由于发射弹丸10的初速与弹丸10所受压力成正比，因此，控制器7根据压力传感器12所检测到的压力，并根据发射弹丸10所需压力来控制电源6的开启和/或关闭。刚开始时，压力传感器12所检测到的压力必然小于发射弹丸10所需压力，因此最初由控制器7控制电源6开启，电源6给药剂4供电，药剂4在电流的作用下燃烧释放高温高压气体，药剂4燃烧所释放的高温高压气体进入压力室9，使得压力室9内的气压逐渐增大。只要压力室9内的压力小于发射弹丸10所需压力，则控制器7就控制电源6持续给药剂4供电，直至压力室9内的压力大于等于发射弹丸10所需压力，则此时控制器7控制电源6关闭，药剂4断电后自动熄灭。压力室9内的气体进入发射管11推动弹丸10按照设定的速度发射出去。
随着药剂4的燃烧，会产生大量的高温高压气体，相应地药剂4会逐渐减少，如图3和图4所示。为了保证随着药剂4量的变化，仍能够对药剂4施加电流的激发作用，本发明中正电极8外侧壁的第二绝缘层2的制备方法是：采用聚四氟乙烯乳液涂覆在正电极8的外侧壁表面，然后放入干燥室进行干燥，完成后就会在正电极8外侧壁表面形成第二绝缘层2。第二绝缘层2不仅能够隔绝电流，而且在高温燃气的作用下会发生反应，使正电极8持续暴露出来，如图4所示，从而保证药剂4的右端面（也即自由端面）在电源6开启的情况下能够始终实现电流的通路。
Claims (4)
1.一种电控药剂燃烧发射弹丸的方法，其特征是，包括如下步骤：
a、首先由控制器控制电源打开，由电源给药剂供电，药剂在电流作用下燃烧，所产生的气体充斥于压力室内；
b、由设置在压力室内壁的压力传感器检测压力室内的压力，并将所测压力传输至控制器；
c、所述控制器将压力传感器所测压力与发射弹丸所需压力进行比较，若压力传感器所测压力小于发射弹丸所需压力，则由控制器控制电源持续给药剂供电；若压力传感器所测压力大于等于发射弹丸所需压力，则由控制器控制电源关闭；
d、压力室内所充斥的气体进入与压力室连通的发射管内，发射管内的弹丸在气体的作用下以设定的速度被发射出去；
所述电源给药剂供电是通过正电极和负电极来实现的；所述正电极、所述负电极和所述药剂均设置在壳体内；所述壳体为一端开口的筒体结构，所述壳体通过其开口端与压力室相连通；在所述壳体的内侧壁以及底部设置有第一绝缘层，所述负电极紧贴在所述壳体内侧壁的第一绝缘层上；所述正电极呈长条状结构，且位于所述壳体内的中心轴上；所述正电极以及所述负电极的底部均穿出壳体并分别与电源的正负极相接；在所述正电极的外侧壁包覆有第二绝缘层；所述药剂设置在所述负电极与所述第二绝缘层之间；在所述电源的作用下，电流可经所述正电极传输至所述药剂的外表面，再经与所述药剂外侧壁紧密相接的负电极传输至所述电源，进而形成回路；
所述药剂是由聚四氟乙烯、铝粉、硝酸钾、阻燃剂和粘合剂混合，并经冷压、热烧结法而制成；
所述第二绝缘层是由聚四氟乙烯乳液涂覆在所述正电极的外侧壁并经干燥而形成，所述第二绝缘层在高温高压气体的作用下可发生反应。
2.根据权利要求1所述的电控药剂燃烧发射弹丸的方法，其特征是，所述壳体为圆筒形结构，所述负电极为圆周状结构。
3.根据权利要求1所述的电控药剂燃烧发射弹丸的方法，其特征是，所述正电极为圆柱状结构。
4.根据权利要求1所述的电控药剂燃烧发射弹丸的方法，其特征是，所述药剂形状与所述负电极和所述第二绝缘层之间的空间形状相同，且所述药剂与所述负电极和所述第二绝缘层紧密接触。
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