CN109990655A - 用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置，其由火炮身管、前置喷管、气动式开闭合装置、电动步进机构、电子控制器构成。前置喷管与身管之间设有导气孔，使得运动弹丸后部的高压火药气体提前从喷管排出；同时通过气动式开闭合装置控制不同弹丸连续发射时的导气孔打开时间和开度。本发明有效减小了多弹串联超高射频发射时的后坐力，降低了后发弹丸发射前的弹头阻力，提高了发射频率，保证了多发弹丸超高射频发射的内弹道初速一致性。本发明也可用于常规火炮减后坐。

Description

用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置

技术领域

本发明涉及多弹串联武器发射技术领域，具体涉及用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置。

背景技术

超高射频武器（也称为金属风暴武器）是一种新概念武器，虽然采用常规发射药，但是其结构设计和发射原理与常规火炮有本质的区别，其没有供弹机构、复进装置和抛壳机构等一系列活动部件，剩下发射身管、常规弹药和电子线路，使用多弹串联叠装技术和电子点火技术，通过电子脉冲点火连续不断地将弹丸从身管内发射出去，实现对各弹药发射顺序以及发射时间间隔的有效控制，具有高射频、威力大、可控性高等特点。超高射频多弹串联发射可广泛用于单兵轻武器、非致命性反恐武器、区域密集攻击武器、近程反导武器、民用消防等领域，应用前景极为广阔。目前对于超高射频武器的报道主要集中在超高射频多弹电子点火技术、串联弹丸密封技术、多弹串联结构设计等工程样机的技术验证方面，但其还存在多方面问题，如：减后坐问题、多弹发射内弹道一致性问题。现虽有多种针对常规火炮的减后坐装置，但均不能满足多弹串联超高射频发射时的内弹道初速一致性要求，故需要一种新的减后坐方式来满足上述要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置，有效减小多弹串联超高射频发射时的后坐力，降低后发弹丸发射前的弹头阻力，提高发射频率，保证了多发弹丸超高射频发射的内弹道初速一致性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置，其特征在于：包括电子控制平台、身管、计算机、前置喷管和开闭合机构；前置喷管加装在身管上，喷管方向与身管方向平行；多发弹丸依次排列于身管内部；开闭合机构位于前置喷管前端，可在水平方向上沿前置喷管轴线运动，计算机与电子控制平台由信号传输线连接，电子控制平台分别与电子点火装置、开闭合机构中的步进机构相连接。

所述开闭合机构中，开闭合结构腔室外侧设有步进机构，内侧包含依次排列的限位活塞、复位弹簧、挡板、一类阀门结构挡板、二类阀门结构挡板；限位活塞后方安装有定位阀，限位活塞后方连接复位弹簧，复位弹簧紧压挡板，挡板由挡板一与挡板二之间通过连杆连接组成，两档板之间下方的身管开有压力平衡联通孔，联通身管膛内空间与腔室，挡板二与一类阀门结构挡板由连杆连接，其后连接有N个二类阀门结构挡板，N≥，二类阀门结构挡板上开有阀门机构挡板联通孔，在阀门结构下方身管相应位置处开有导气孔，联通前置喷管与身管的膛内空间，其数量为N+个；一类阀门结构挡板、二类阀门结构挡板位于导气孔上方且不工作时堵住导气孔。

所述一类阀门结构挡板、二类阀门结构挡板的厚度与导气孔的直径相等。

所述导气孔位于未发射时沿弹丸发射方向所有弹丸前方。

所述二类阀门结构挡板可更换，通过调整二类阀门结构挡板的厚度即可调整导气孔的使用。

所述前置喷管为扩张喷管。

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）能够减小超高射频武器的减后力；（2）能够提高超高射频武器的射击频率；（2）能够保证弹丸初速一致性。

附图说明

图1为本发明整体结构剖面示意图。

图2为开闭合机构细节示意图。

具体实施方式

本发明的结构为在多弹串联发射火炮的身管上加装一个前置喷管，喷管的开合时间及开度由开闭合结构控制。在弹丸发射前，开闭合结构为闭合状态，保证膛内气密性；当弹丸运行到压力平衡联通孔时，膛内高压气体通过压力平衡联通孔进入腔室内，推动挡板压缩使导气孔联通，腔内高压气体通过导气孔由前置喷管喷出；当弹丸离开炮口时，膛内压力下降，开闭合机构关闭，导气孔关闭，回复到弹丸发射初始状态。

为达到设计要求，解决方案如下：

具体地，根据发射需求，由计算机根据发射需要与内弹道计算对点火装置点火时间、步进机构的挤进长度等参数进行计算。

具体地，根据计算机计算参数，由电子控制平台对每一发弹丸点火药点火时间进行控制。

具体地，根据计算机计算参数，由电子控制平台对步进机构挤进长度进行控制。

具体地，弹丸行进到压力平衡联通孔时，膛内高压气体通过压力平衡联通孔进入腔室内，推动活塞压缩，使导气孔联通。

具体地，挡板与导气孔有多组，且挡板上有联通孔，可根据实际需要通过改变挡板厚度的方式对导气孔的打开面积进行改变，甚至减少导气孔的使用个数。

具体地，弹丸出膛口时膛内压力下降，复位弹簧使活塞复位。

现结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此做出说明，以下所述实例仅为某一实例，并非全部实例，所举例子用于帮助理解对于实施方式的说明，但并不构成对本发明的限定。同时做出声明，示意图中各部分的尺寸并不完全按照实际的比例关系绘制，任何说明应视为示例性的，而不是作为限制。

如图1所示，本发明为一种用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置，包括电子控制平台、身管、计算机、前置喷管、导气孔、开闭合机构。前置喷管加装在身管上，喷管方向与身管方向平行。多发弹丸依次排列于身管内部。导气孔位于未发射时沿弹丸发射方向所有弹丸前方。计算机与电子控制平台由信号传输线连接，电子控制平台分别与电子点火装置、开闭合机构中的步进机构相连接。如图2所示，开闭合机构位于前置喷管前端，可在水平方向上沿前置喷管轴线运动，其中开闭合机构的阀门结构位于导气孔上方且不工作时阀门挡板结构正好堵住导气孔，其腔室外侧为步进机构，用于控制限位活塞的挤进长度，腔室内侧为限位活塞、复位弹簧、挡板、阀门结构挡板依次排列。限位活塞上安装有定位阀，限位活塞后侧为复位弹簧，复位弹簧紧压挡板，挡板结构共两块，挡板1与挡板2之间由连杆连接，两档板之间开有压力平衡联通孔联通腔室与身管，挡板2与1类阀门结构挡板由连杆连接，其后连接有N个2类阀门结构挡板，区别在于2类阀门结构挡板上开有阀门机构挡板联通孔，在阀门结构下方相应位置开有导气孔联通前置喷管与身管，其数量为N+1个。

弹丸发射时，电子点火平台首先对最前端药室中的火药进行点火，火药迅速燃烧生成大量气体，推动最前端弹丸运动。弹丸在还没到达导气孔前，由于复位弹簧存在预紧力，开闭合机构的阀门保持闭合状态。当弹丸运行到压力平衡联通孔后，膛内高压气体进入腔室内，开闭合机构在高压气体推动下打开使导气孔联通，火炮膛内高压气体通过前置喷管喷出。当弹丸出膛口后，膛内压力下降，当压力下降到小于弹簧预紧力时，阀门机构在复位弹簧作用下恢复到初始位置。在下一发弹丸发射前，阀门机构一直保持闭合状态。

第二发弹丸准备发射时，阀门装置回复到闭合状态，整个过程与第一发弹丸射击时基本一样，不同之处在于，前后两发弹丸的行程不同。而要保持多发弹丸的初速不变，就需要对导气孔打开时间进行控制。因此在发射前，控制计算机已经根据所需发射频率、弹丸初速等内弹道指标，计算确定了点火时间等参数。第二发弹丸发射时，由电子控制平台依据计算参数进行相关操作。

第三发弹丸的发射过程与前两发弹丸大致相似，不做过多赘述。

Claims (6)

1.一种用于多弹串联发射火炮的前置喷管式气动式减后坐装置，其特征在于：包括电子控制平台（1）、身管（2）、计算机（6）、前置喷管（7）和开闭合机构（9）；前置喷管（7）加装在身管（2）上，喷管方向与身管方向平行；多发弹丸（3）依次排列于身管（2）内部；开闭合机构（9）位于前置喷管（2）前端，可在水平方向上沿前置喷管（7）轴线运动，计算机（6）与电子控制平台（1）由信号传输线连接，电子控制平台（1）分别与电子点火装置（5）、开闭合机构（9）中的步进机构（11）相连接。

2.根据权利要求1所述的前置喷管式气动式减后坐装置，其特征在于：所述开闭合机构（9）中，开闭合结构腔室（12）外侧设有步进机构（11），内侧包含依次排列的限位活塞（13）、复位弹簧（15）、挡板、一类阀门结构挡板（19）、二类阀门结构挡板（20）；限位活塞（13）后方安装有定位阀（14），限位活塞（13）后方连接复位弹簧（15），复位弹簧（15）紧压挡板，挡板由挡板一（16）与挡板二（18）之间通过连杆连接组成，两档板之间下方的身管（2）开有压力平衡联通孔（17），联通身管（2）膛内空间与腔室（12），挡板二（18）与一类阀门结构挡板（19）由连杆连接，其后连接有N个二类阀门结构挡板（20），N≥1，二类阀门结构挡板（20）上开有阀门机构挡板联通孔（21），在阀门结构下方身管（2）相应位置处开有导气孔（8），联通前置喷管（7）与身管（2）的膛内空间，其数量为N+1个；一类阀门结构挡板（19）、二类阀门结构挡板（20）位于导气孔（8）上方且不工作时堵住导气孔（8）。

3.根据权利要求2所述的前置喷管式气动式减后坐装置，其特征在于：所述一类阀门结构挡板（19）、二类阀门结构挡板（20）的厚度与导气孔（8）的直径相等。

4.根据权利要求1、2或3所述的前置喷管式气动式减后坐装置，其特征在于：所述导气孔（8）位于未发射时沿弹丸发射方向所有弹丸（3）前方。

5.根据权利要求1所述的前置喷管式气动式减后坐装置，其特征在于：所述二类阀门结构挡板（20）可更换，通过调整二类阀门结构挡板（20）的厚度即可调整导气孔（8）的使用。

6.根据权利要求1所述的前置喷管式气动式减后坐装置，其特征在于：所述前置喷管（7）为扩张喷管。