CN110823021B - 一种基于压缩气炮的模拟弹发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压缩气炮的模拟弹发射装置，包括气炮以及弹托分离装置，所述弹托分离装置包括带有分离通孔的弹托分离主体，所述弹托分离主体内的分离通孔与气炮的炮口对应连通且形成弹托与模拟弹分离的通道，即装填有模拟弹的弹托通过气炮发射后进入弹托分离主体的分离通孔内，通过弹托分离主体的分离通孔与弹托的配合，使弹托滞留在分离通孔内，而模拟弹由分离通孔射出，完成弹托与模拟弹的分离。本发明为压缩气炮的功能拓展，可用于小质量中低速模拟弹的发射试验，通过弹托分离装置与弹托配合，来实现模拟弹发射速度较低时弹托与模拟弹的分离，而且模拟弹装填方便，弹速可控，对于材料的抗侵彻机理及动态响应研究具有重要作用。

Description

一种基于压缩气炮的模拟弹发射装置

技术领域

本发明属于冲击动力学实验领域，特别涉及一种针对小质量中低速模拟弹发射试验的基于压缩气炮的模拟弹发射装置。

背景技术

在装甲设计及材料动态响应研究领域，弹丸侵彻实验为基本的测试表征方法之一，试验通常需要使用弹道枪或轻气炮等专用设备，成本较高，且可以进行测试的单位较少，限制了此类研究的开展。同时，使用弹道枪或轻气炮，弹丸出膛速度较高，威力较大，速度调节不准确，不适用于某些低强度材料的测试。模拟弹的发射涉及弹托的安装及分离，传统弹道枪和轻气炮利用模拟弹高速飞行时的空气阻力完成弹托与模拟弹的分离，如专利《一种轻气炮气动分离弹托》(专利号201510141347.2)，此方法方便快捷，但当模拟弹发射速度较低时，利用空气阻力无法完成弹丸与弹托的分离，不适用于中低速模拟弹应用场合；专利《一种弹丸弹托分离装置》(专利号201110243861.9)利用附加装置实现了发射过程中弹托与模拟弹的分离，但其结构较为复杂，实验效率较低。由于小质量中低速模拟弹通过普通压缩气炮即可完成发射，因此，设计制造一种结构简单、高效便捷的弹托分离发射装置，对材料的抗侵彻机理及动态响应研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述存在的问题，提供一种基于压缩气炮的模拟弹发射装置，该装置的模拟弹装填方便，弹速可控，可完成小质量中低速模拟弹的发射任务。

本发明采用的技术方案是：

一种基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：包括气炮以及弹托分离装置，所述弹托分离装置可拆卸式地连接在气炮的炮口端，所述弹托分离装置包括带有分离通孔的弹托分离主体，所述弹托分离主体内的分离通孔与气炮的炮口对应连通且形成弹托与模拟弹分离的通道，即装填有模拟弹的弹托通过气炮发射后进入弹托分离主体的分离通孔内，通过弹托分离主体的分离通孔与弹托的配合，使弹托滞留在分离通孔内，而模拟弹由分离通孔射出，完成弹托与模拟弹的分离。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述弹托分离主体内的分离通孔靠近气炮炮口一侧端部的孔径不小于气炮炮口的孔径，所述分离通孔远离气炮炮口一侧端部的孔径小于气炮炮口的孔径，所述分离通孔的孔径采用变径结构，通过变径结构的分离通孔对弹托进行限制并使其滞留在分离通孔内。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述弹托呈圆柱结构，所述弹托的外径不大于气炮炮管的内径且大于弹托分离主体的分离通孔远离气炮炮口一侧端部的孔径，所述模拟弹的弹径不大于弹托分离主体的分离通孔远离气炮炮口一侧端部的孔径。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述弹托分离主体的分离通孔采用阶梯孔结构，所述阶梯孔的变径台阶面形成对弹托限制的台阶端面；或者所述弹托分离主体的分离通孔采用楔形孔结构，所述分离通孔的孔径由靠近气炮的一端向远离气炮的另一端逐渐变小而形成喇叭口形。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其在所述弹托的一端端面设置有与模拟弹尺寸一致的盲孔，所述模拟弹设置在弹托的盲孔内。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述弹托分离主体的分离通孔远离气炮炮口一侧的前端内径缩小部分的孔壁厚度不小于3mm。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述弹托为具有一定耐磨性及自润滑效果的低密度高分子材料，所述模拟弹的弹径不大于弹托分离主体内分离通孔的最小内径。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述弹托分离装置通过连接锁紧装置与气炮的炮口端连接，所述连接锁紧装置的一端与气炮的炮管可拆卸式连接，在所述连接锁紧装置上设置有用于装配弹托分离装置的安装槽，所述弹托分离装置可拆卸式的装填在连接锁紧装置的安装槽内且弹托分离主体的分离通孔轴线与气炮的炮管轴向重合。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述弹托分离主体上设置有挡块，所述挡块在弹托分离主体上形成沿径向的凸起部，所述连接锁紧装置的安装槽呈与弹托分离装置外部形状相匹配的槽状结构并形成楔式配合，用于所述弹托分离装置的定位及锁紧，所述连接锁紧装置与气炮连接的端部为圆筒形结构，其内径与炮管外径相同，圆周上设有螺纹孔，并通过螺栓与炮管连接。

本发明所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其所述连接锁紧装置前端沿炮管轴向方向的壁厚不小于5mm。

本发明为压缩气炮的功能拓展，可用于小质量中低速模拟弹的发射试验，通过利用弹托分离装置与弹托的配合，来实现模拟弹发射速度较低时弹托与模拟弹的分离，而且模拟弹装填方便，弹速可控，对于材料的抗侵彻机理及动态响应研究具有重要作用。

附图说明

本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中

图1是本发明的装配示意图。

图2是本发明中弹托分离装置的结构示意图。

图3是图2的横剖图。

图4是本发明中连接锁紧装置的结构示意图。

图5是图4的横剖图。

附图标记说明：1为气炮，2为弹托分离装置，3为分离通孔，4为弹托分离主体，5为弹托，6为模拟弹，7为连接锁紧装置，8为安装槽，9为挡块。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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、2和3所示，一种基于压缩气炮的模拟弹发射装置，包括气炮1以及弹托分离装置2，所述弹托分离装置2可拆卸式地连接在气炮1的炮口端，所述弹托分离装置2包括带有分离通孔3的弹托分离主体4，所述弹托分离主体4内的分离通孔3靠近气炮1炮口一侧端部的孔径不小于气炮1炮口的孔径，用于模拟弹及弹托的顺利通过，所述分离通孔3远离气炮1炮口一侧端部的孔径小于气炮1炮口的孔径，用于阻挡弹托，所述弹托分离主体4的分离通孔3采用阶梯孔结构，即采用两段孔径不同的直孔构成，所述阶梯孔的变径台阶面形成对弹托5限制的台阶端面；或者所述弹托分离主体4的分离通孔3采用楔形孔结构，所述分离通孔3的孔径由靠近气炮1的一端向远离气炮1的另一端逐渐变小而形成喇叭口形，所述弹托分离主体4内的分离通孔3与气炮1的炮口对应连通且形成弹托5与模拟弹6分离的通道，所述弹托分离主体4的分离通孔3轴线与气炮1的炮管轴向重合，在所述弹托5的一端端面设置有与模拟弹6尺寸一致的盲孔，所述模拟弹6设置在弹托5的盲孔内，即装填有模拟弹6的弹托5通过气炮1发射后进入弹托分离主体4的分离通孔3内，通过弹托分离主体4的分离通孔3与弹托5的配合，使弹托5滞留在分离通孔3内，而模拟弹6由分离通孔3射出，完成弹托5与模拟弹6的分离。

在本实施例中，所述弹托5呈圆柱结构，所述弹托5为具有一定耐磨性及自润滑效果的低密度高分子材料，所述弹托5的外径不大于气炮1炮管的内径且大于弹托分离主体4的分离通孔3远离气炮1炮口一侧端部的孔径，所述弹托外径可略小于炮管的内径，若小太多，弹托与炮管内壁之间的缝隙就会偏大，发射过程中一部分压缩气体会从缝隙中漏出，导致子弹出膛速度降低，因此，弹托和炮管内壁属于间隙配合，但间隙很小，需要保证弹托在炮管中顺畅滑动，所述弹托分离主体4的分离通孔3远离气炮1炮口一侧端部为阶梯孔结构，所述模拟弹可以是任何材质，其形状包括但不限于球头弹、钝头弹、尖头弹、长杆弹、钢珠等，所述模拟弹6的弹径不大于弹托分离主体4的分离通孔3远离气炮1炮口一侧端部的孔径，即所述模拟弹6的弹径不大于弹托分离主体4内分离通孔3的最小内径，

其中，所述弹托分离主体4的分离通孔3远离气炮1炮口一侧的前端内径缩小部分的孔壁厚度不小于3mm，以免使用过程中发生剪切失效。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：如图1、4和5所示，所述弹托分离装置2通过连接锁紧装置7与气炮1的炮口端连接，所述连接锁紧装置7的一端与气炮1的炮管可拆卸式连接，在所述连接锁紧装置7上设置有用于装配弹托分离装置2的安装槽8，所述弹托分离装置2可拆卸式的装填在连接锁紧装置7的安装槽8内且弹托分离主体4的分离通孔3轴线与气炮1的炮管轴向重合，所述弹托分离装置与连接锁紧装置为间隙配合，方便装卸。发射前将模拟弹及弹托由炮口装入，将弹托分离装置放置于连接锁紧装置内完成装填，实验完成后垂直向上提起弹托分离装置取出弹托。

在本实施例中，所述弹托分离主体4上设置有方形的挡块9，所述挡块9在弹托分离主体4上形成沿径向的凸起部，所述弹托分离装置所设方形挡块厚度根据材料及气炮口径、威力设计，需保证在模拟弹与弹托分离过程中不发生变形或断裂，所述连接锁紧装置7的安装槽8呈与弹托分离装置2外部形状相匹配的槽状结构并形成楔式配合，用于所述弹托分离装置2的定位及锁紧，所述连接锁紧装置的安装槽上方可增加盖板，使结构更加稳定，所述连接锁紧装置7与气炮1连接的端部为圆筒形结构，其内径与炮管外径相同，圆周上设有螺纹孔，并通过螺栓与炮管连接。

其中，所述连接锁紧装置7前端沿炮管轴向方向的壁厚不小于5mm，以保证连接锁紧装置的整体强度，避免连接锁紧装置在冲击力下发生变形。

本实施例实验装置基于16mm口径压缩气炮设计制造。弹托分离装置为不锈钢材质，其结构如图1所示；弹托分离主体的圆筒长50mm，靠近炮口端的内径φ17mm，前端出口处内径φ10mm，厚5mm；方形挡块厚20mm。连接锁紧装置由不锈钢制造，其结构如图4和5所示，此装置顶部与底部对称位置各开有一个螺纹孔，通过顶丝与气炮炮管连接；该装置前端沿炮管轴线方向壁厚为10mm。弹托为尼龙材质，其直径为φ16mm，长15mm，在其一端开有直径φ10mm深10mm的盲孔，在盲孔内安装有直径φ10mm的淬火钢球作为子弹。

采用上述基于压缩气炮的模拟弹发射装置的实验过程为：

1、将连接锁紧装置与气炮炮管连接，并使用螺栓固定；

2、在弹托中安装球形弹丸，并将其送入气炮炮管，使用通条将弹托推至合适位置；

3、将弹托分离装置安装在连接锁紧装置内，保证轴线重合；

4、在炮管轴线方向1m处架设靶板，并在模拟弹飞行路径上加罩防护罩；

5、设定气炮发射气压，充气并发射模拟弹；

6、从连接锁紧装置中取下弹托分离装置，并取出弹托，完成测试。

本次实验设定气炮气压为0.5MPa，弹丸出膛速度为130m/s，靶架上固定的陶瓷-纤维复合靶板出现明显损伤，可清晰观测到裂纹扩展路径。

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：包括气炮(1)以及弹托分离装置(2)，所述弹托分离装置(2)可拆卸式地连接在气炮(1)的炮口端，所述弹托分离装置(2)包括带有分离通孔(3)的弹托分离主体(4)，所述弹托分离主体(4)内的分离通孔(3)与气炮(1)的炮口对应连通且形成弹托(5)与模拟弹(6)分离的通道，所述弹托分离主体(4)的分离通孔(3)采用阶梯孔结构，所述阶梯孔的变径台阶面形成对弹托(5)限制的台阶端面，即装填有模拟弹(6)的弹托(5)通过气炮(1)发射后进入弹托分离主体(4)的分离通孔(3)内，通过弹托分离主体(4)的分离通孔(3)与弹托(5)的配合，使弹托(5)滞留在分离通孔(3)内，而模拟弹(6)由分离通孔(3)射出，完成弹托(5)与模拟弹(6)的分离；所述弹托分离装置(2)通过连接锁紧装置(7)与气炮(1)的炮口端连接，在所述连接锁紧装置(7)上设置有用于装配弹托分离装置(2)的安装槽(8)，所述弹托分离主体(4)上设置有挡块(9)，所述挡块(9)在弹托分离主体(4)上形成沿径向的凸起部，所述连接锁紧装置(7)的安装槽(8)呈与弹托分离装置(2)外部形状相匹配的槽状结构并形成楔式配合，用于所述弹托分离装置(2)的定位及锁紧；所述弹托分离装置(2)可拆卸的装填在连接锁紧装置(7)的安装槽(8)内且弹托分离主体(4)的分离通孔(3)轴线与气炮(1)的炮管轴向重合；所述连接锁紧装置(7)与气炮(1)连接的端部为圆筒形结构,其内径与气炮(1)的炮管外径相同,圆周上设有螺纹孔，并通过螺栓与炮管连接，所述弹托分离装置(2)与所述气炮(1)的炮管通过所述圆筒形结构分隔开。

2.根据权利要求1所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：所述弹托分离主体(4)内的分离通孔(3)靠近气炮(1)炮口一侧端部的孔径不小于气炮(1)炮口的孔径，所述分离通孔(3)远离气炮(1)炮口一侧端部的孔径小于气炮(1)炮口的孔径，所述分离通孔(3)的孔径采用变径结构，通过变径结构的分离通孔(3)对弹托(5)进行限制并使其滞留在分离通孔(3)内。

3.根据权利要求2所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：所述弹托(5)呈圆柱结构，所述弹托(5)的外径不大于气炮(1)炮管的内径且大于弹托分离主体(4)的分离通孔(3)远离气炮(1)炮口一侧端部的孔径，所述模拟弹(6)的弹径不大于弹托分离主体(4)的分离通孔(3)远离气炮(1)炮口一侧端部的孔径。

4.根据权利要求1所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：在所述弹托(5)的一端端面设置有与模拟弹(6)尺寸一致的盲孔，所述模拟弹(6)设置在弹托(5)的盲孔内。

5.根据权利要求1所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：所述弹托分离主体(4)的分离通孔(3)远离气炮(1)炮口一侧的前端内径缩小部分的孔壁厚度不小于3mm。

6.根据权利要求1所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：所述弹托(5)为具有一定耐磨性及自润滑效果的低密度高分子材料，所述模拟弹(6)的弹径不大于弹托分离主体(4)内分离通孔(3)的最小内径。

7.根据权利要求1所述的基于压缩气炮的模拟弹发射装置，其特征在于：所述连接锁紧装置(7)前端沿炮管轴向方向的壁厚不小于5mm。

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