CN108844421B - 一种试验弹丸回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于弹丸测试试验领域，具体涉及是一种试验弹回收装置。通过在回收舱充装部分液体，利用气瓶中的高压气体通过高压气管、金属气管、单向阀、进气孔和开孔泡沫内筒等环节后可形成大量液泡，这些液泡进入回收舱中，含有大量液泡的液体变成可压缩的液体。测试弹丸高速冲入带有大量气泡的液体中时，利用气泡的可压缩性和液体的阻尼特性，既实现防止弹丸入水时的破损，又实现弹丸的减速功能，实现对高速测试弹丸的回收功能。本发明克服了，沙箱回收、机械式缓冲回收、泡沫铝回收、水阻尼回收和气体回收的缺点，为弹丸实验过程的回收问题提供一种新方法，在弹丸实验回收方面有一定的价值，值得在弹丸回收技术方面推广。

Description

一种试验弹丸回收装置

技术领域

本发明属于弹丸测试试验领域，具体为一种试验弹丸回收装置。通过在回收舱充装部分液体，利用气瓶中高压气体向液体中不停充气，使液体中产生大量气泡，测试弹丸高速冲入带有大量气泡的液体中时，利用气泡的可压缩性和液体的阻尼特性，既实现防止弹丸入液体时的破损，又实现弹丸的减速功能，实现对高速测试弹丸的回收功能。

背景技术

在对弹丸的研究过程中，通常要测试弹丸的各种参数，如弹丸冲击过载的加速度、弹丸在炮膛内的加速度等。对于弹丸参数的测试通常采用加速度存储测试仪进行测试。加速度存储测试仪通常安装在弹丸内，记录弹丸运动过程的加速度信号变化过程。要得到完整的加速度存储测试仪的数据，需要对被测试验弹进行回收，然后才能读取加速度存储测试仪中的数据。

另外在研究加速度存储测试的过程中，也需要对加速度存储测试仪进行整体校准和加速度冲击考核，也需要对加速度存储测试仪进行回收。

通常这些实验都在实验室环境中完成，一般采用空气炮对试验弹或加速度存储测试仪进行加载，模拟弹丸或加速度存储测试仪在弹丸发射过程所受的冲击力。实验过程中需要对试验弹或加速度存储测试仪进行回收。

对于高过载试验弹的弹丸回收通常采用：降落伞回收、水阻尼回收、沙箱回收、机械式缓冲回收、泡沫铝材料回收、气体阻尼回收等回收方式。

降落伞回收是采用弹丸尾部的降落伞，降落伞在空气阻力的作用下，使弹丸缓缓落下，降落伞回收是比较理想的无损回收方式，但是此技术需要采用相关技术措施，使测试试验弹抛出后立即偏离弹道，弹道设计既要考虑在弹速较低时开伞，又要考虑试件回收，目前此项技术成熟，回收76mm以上的弹丸引信成功率几乎可以达到100％。但是试验产地大，回收过程较为繁琐。

水阻尼回收是利用水管阻尼弹丸运动。水管可以有效的阻尼低速试验弹飞行，但随着弹速增高，水管长度逐渐增加，不利于场地布局，同时在高速弹丸的作用下水认为是不可压缩的，为刚性体，对弹丸的损伤比较明显，容易使试验弹产生破碎。

沙箱回收按其工作原理可以分为薄沙箱和厚沙箱，对于薄沙箱来说，阻尼作用发生在弹体穿过沙箱的整个运动过程。对于厚沙箱给弹体的运动阻力随着弹体在沙箱中运动距离的加大而加大，沙箱的阻尼系数约2x103kg／m仅仅满足低弹速速回收条件。

机械式缓冲装置使用分段承载、逐级吸能技术，其中支撑座、塑胀簧及轮辐式碟簧效能端盖的结构设计起着决定作用，此技术主要用于航弹空投试验。

泡沫铝材料作为缓冲材料，回收过程中的最大反向过载小于30009，最大回收距离小于28m。

气体炮无损回收装置，利用弹体压缩空气产生阻尼，该原理假定回收装置与气体炮构成全封闭系统，采用膜片隔离回收压力的措施，使的方向过载小于发射过载6％，弹速提高至614m／s，回收管总长度为25m，其中包括火药燃气泄压管1m，弹丸最大反向过载小于14709，弹前最大压力约7.6Mpa。特点是：压缩空气产生大量的热量，回收的距离过长，由于弹丸速度为零时压缩空气的压力达到最大值，弹丸会出现反向运动，对测试数据分析带来大量的问题。

发明内容

本发明的目的是：实现试验弹或被校准装置的无损回收。

本发明的技术方案是这样的：一种弹丸回收装置，包括空气炮实验装置，空气炮实验装置包括空气炮炮管、消声器、弹托和试验弹，还包括液气混合回收装置，液气混合回收装置包括薄板、上水槽、回收舱、尾盖、密封垫、下水槽、排液阀、单向阀、金属气管、高压气管和气瓶，所述回收舱为两端开口的筒状结构，回收舱的一端连接在消声器上，薄板夹装在回收舱和消声器之间，薄板将回收舱的该端开口封堵，尾盖安装在回收舱的另一端端部，密封垫镶嵌该端部，尾盖将回收舱的该端开口封堵，上水槽和下水槽分别设置在回收舱的上侧和下侧，回收舱上侧筒壁开有排气孔，该排气孔连通回收舱的内部和上水槽的内部空间，回收舱下侧筒壁开有进气孔，该进气孔连通回收舱的内部和下水槽的内部空间，上水槽上焊接有注液口，下水槽上安装有排液阀和一排单向阀，单向阀的另一端连接在金属气管上，金属气管一端封闭，另一端通过高压气管和气瓶相连接。实验时通过注液口向回收舱中注入液体，打开气瓶，高压气体通过高压气管进入金属气管中，金属气管中的气体通过单向阀进入下水槽中，下水槽中的高压气体通过回收舱的进气孔进入回收舱中，在液体中产生大量气泡，使得液体变成可压缩的状态。试验弹冲破薄板后，在回收舱内液体的减速下，实现试验弹的无损回收。

上述的一种弹丸回收装置，回收舱中内壁安装有筒状开孔泡沫内筒，起到细化气泡大小作用。

上述的一种弹丸回收装置，回收舱的一端可利用连接螺母连接在消声器上，也可利用法兰连接在消声器上。

上述的一种弹丸回收装置，开孔泡沫内筒材质为铝或高分子塑料。

上述的一种弹丸回收装置，薄板材质可为铝合金、铜合金或非金属薄板，薄板厚度以能够遮挡住液压和不影响弹丸穿透为准，实现既能密封住液体，又不影响弹丸的穿透运动。

上述的一种弹丸回收装置，空气炮炮管上安装有测速线圈A和测速线圈B，测速线圈A和测速线圈B可以测出试验弹通过两线圈间的平均速度。测速线圈A和测速线圈B通电时，两线圈内产生磁场，试验弹通过两线圈时，两线圈的磁通量产生变化，变化的磁通量引起两线圈中的电流产生变化，通过测量两线圈间的距离和两线圈电流变化的时间，就可以求出试验弹通过两测速线圈间的平均速度。

上述的一种弹丸回收装置，消声器的外伸管端还安装有电磁铁，同时，在测速线圈A上接入一个电阻，试验弹通过线圈时电流的变化使得电阻两端的电压产生变化，把电阻上的电压信号接入电压比较器，电压比较器经过内部运算，给出电压输出，电压比较器的电压输出接入继电器的输入端，继电器输出端接入接通电磁铁，继电器由于有输入电压信号，继电器内部开关闭合使得电磁铁的线圈得电，其铁芯伸出，伸出的铁芯可以防止弹托反弹到消声器的消声段内。电磁铁通电时，其铁芯可通过消声器的外伸管的排气孔，深入管内，阻止弹托反弹进入消声器的消声段。电磁铁失电时，其铁芯缩回消声器的外伸管的排气孔内，不影响弹托的运动。

上述的一种弹丸回收装置，实验时回收舱充入的液体为机油、变压器油或甘油和水的混合体。

本申请发明了利用液体和气体复合的弹丸回收装置。该装置即可以利用液泡中气体的缓冲功能，使液体在收到弹丸的高冲击作用不再是刚体，而变为柔性体，又可以利用液体的高阻尼作用，使弹丸快速减速，既避免弹丸高速入液体时的破碎现象，又实现弹丸减速回收功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为液气混合回收装置的侧视图。

图中：1-测速线圈A，2-测速线圈B，3-空气炮炮管，4-消声器，5-电磁铁，6-弹托，7-试验弹，8-连接螺母，9-薄板，10-上水槽，11-回收舱，12-气泡，13-排气孔，14-液体，15-注液口，16-尾盖，17-密封垫，18-进气孔，19-下水槽，20-排液阀，21-单向阀，22-金属气管，23-高压气管，24-开孔泡沫内筒，25-气瓶。

具体实施方式

一种弹丸回收装置，包括空气炮实验装置和液气混合回收装置，空气炮实验装置包括测速线圈A1、测速线圈B2、空气炮炮管3、消声器4、电磁铁5、弹托3和试验弹4，消声器4一端和空气炮炮管3连接，另一端通过连接螺母8和回收舱11连接，弹托6在空气炮炮管3和消声器4内管内运动，弹托6为非金属的带盲孔的管状结构，内部可以放置试验弹7，弹托6与试验弹7之间为间隙配合。液气混合回收装置包括连接螺母8、薄板9、上水槽10、回收舱11、尾盖16、下水槽19、排液阀20、单向阀21、金属气管22、高压气管23、开孔泡沫内筒24和气瓶25。

回收舱11为一圆柱筒状带空腔的结构，其两端开口，回收舱11上侧筒壁开有排气孔13，该排气孔连通回收舱11的内部和上水槽10的内部空间。圆柱形空腔下侧筒壁开有进气孔18，该进气孔连通回收舱11的内部和下水槽19的内部空间。回收舱11中内壁安装筒状开孔泡沫内筒24，回收舱11中充装大量液体14。开孔泡沫内筒24材质为铝或高分子塑料，其筒壁上均匀分布有若干小孔，起到细化气泡作用。液体14为机油、变压器油或甘油和水的混合体，液体14也可用其它粘性非易燃、非易爆、非腐蚀的粘性液体替代。

上水槽10为一长方形槽，该槽焊接在回收舱11的上侧，并把所有排气孔13包容在内部。上水槽10上焊接有注液口15，该注液口15可以向回收舱11中注液体也可以作为气体的排出口。

下水槽19为一长方形槽，该槽焊接在回收舱11的下侧，并把所有进气孔18包容在内部。下水槽19上安装有排液阀20和一排单向阀21，单向阀21的另外一端连接在金属气管22上，单向阀21保证只能使气体进入下水槽19内，而不会让液体流入金属气管22中。金属气管22一端封闭，另一端通过高压气管23和气瓶25相连接。

薄板9材质可为铝合金、铜合金或非金属薄板，薄板厚度以能够遮挡住液压和不影响弹丸穿透为准，实现既能密封住液体，又不影响弹丸的穿透运动。

连接螺母8把回收舱11连接在消声器4上，并把薄板9夹装在两者之间，达到密封液体的目的。

尾盖16安装在回收舱11的尾部，并压紧密封垫17，密封垫17镶嵌在回收舱11的端面上，实验时利用密封垫17和尾盖16密封住液体，实验结束时拧开尾盖16取弹。

气瓶25中装有高压氮气或空气或惰性气体，实验时打开气瓶，高压气体通过高压气管23进入金属气管22中，金属气管22中的气体通过单向阀21进入下水槽19中，下水槽19中的高压气体通过回收舱11的进气孔18进入回收舱11中。由于回收舱11的进气孔18数量和多孔泡沫内筒24中的小孔数量较多，通过两者气孔的造泡功能，容易在液体中产生大量气泡，使得液体由不可压缩状态或可微压缩状态变成可压缩的状态。利用这种含有大量气泡的液体，对弹丸进行回收，避免弹丸的破损。

测速线圈A1和测速线圈B2安装在空气炮炮管上，测速线圈A1和测速线圈B2可以测试验弹7通过两线圈间距离的平均速度。消声器4的外伸管端还安装有电磁铁5，电磁铁5为推拉式常开型电磁铁，同时，在测速线圈A1上接入一个电阻，电流的变化使得电阻两端的电压产生变化，把电阻上的电压信号接入电压比较器，电压比较器经过内部运算，给出电压输出，电压比较器的电压输出接入继电器的输入端，继电器输出端接入接通电磁铁5，继电器由于有输入电压信号，内部开关闭合使得电磁铁5的线圈得电，其铁芯伸出，伸出的铁芯可以防止弹托反弹至消声器4的消声段。

Claims (8)

1.一种弹丸回收装置，包括空气炮实验装置，空气炮实验装置包括空气炮炮管（3）、消声器（4）、弹托（6）和试验弹（7），其特征在于还包括液气混合回收装置，液气混合回收装置包括薄板（9）、上水槽（10）、回收舱（11）、尾盖（16）、密封垫（17）、下水槽（19）、排液阀（20）、单向阀（21）、金属气管（22）、高压气管（23）和气瓶（25），所述回收舱（11）为两端开口的筒状结构，回收舱（11）的一端连接在消声器（4）上，薄板（9）夹装在回收舱（11）该端端部和消声器（4）之间，薄板（9）将回收舱（11）的该端开口封堵，尾盖（16）安装在回收舱（11）的另一端端部，密封垫（17）镶嵌该端部，尾盖（16）将回收舱（11）的该端开口封堵，上水槽（10）和下水槽（19）分别设置在回收舱（11）的上侧和下侧，回收舱（11）上侧筒壁开有排气孔（13），该排气孔（13）连通回收舱（11）的内部和上水槽（10）的内部空间，回收舱（11）下侧筒壁开有进气孔（18），该进气孔（18）连通回收舱（11）的内部和下水槽（19）的内部空间，上水槽（10）上焊接有注液口（15），下水槽（19）上安装有排液阀（20）和一排单向阀（21），单向阀（21）的另一端连接在金属气管（22）上，金属气管（22）一端封闭，另一端通过高压气管（23）和气瓶（25）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种弹丸回收装置，其特征在于回收舱（11）中内壁安装有筒状开孔泡沫内筒（24），起到细化气泡大小作用。

3.根据权利要求1或2所述的一种弹丸回收装置，其特征在于回收舱（11）的一端可利用连接螺母（8）连接在消声器（4）上，也可利用法兰连接在消声器（4）上。

4.根据权利要求2所述的一种弹丸回收装置，其特征在于开孔泡沫内筒（24）材质为铝或高分子塑料。

5.根据权利要求1或2所述的一种弹丸回收装置，其特征在于薄板（9）材质可为铝合金、铜合金或非金属薄板，薄板厚度以能够遮挡住液压和不影响弹丸穿透为准，实现既能密封住液体，又不影响弹丸的穿透运动。

6.根据权利要求1或2所述的一种弹丸回收装置，其特征在于空气炮炮管上安装有测速线圈A（1）和测速线圈B（2），测速线圈A（1）和测速线圈B（2）可以测得试验弹（7）通过两线圈间距离的平均速度。

7.根据权利要求6所述的一种弹丸回收装置，其特征在于消声器（4）的外伸管端还安装有电磁铁（5），同时，在测速线圈A(1)上接入一个电阻，电流的变化使得电阻两端的电压产生变化，把电阻上的电压信号接入电压比较器，电压比较器经过内部运算，给出电压输出，电压比较器的电压输出接入继电器的输入端，继电器输出端接入接通电磁铁（5），继电器由于有输入电压信号，内部开关闭合使得电磁铁（5）的线圈得电，其铁芯伸出，伸出的铁芯可以防止弹托反弹至消声器（4）的消声段。

8.根据权利要求1或2所述的一种弹丸回收装置，其特征在于实验时回收舱（11）充入的液体（14）为甘油和水的混合体、机油或变压器油。

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