CN112945032A - 火炮微波点火装置 - Google Patents
火炮微波点火装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112945032A CN112945032A CN202110349923.8A CN202110349923A CN112945032A CN 112945032 A CN112945032 A CN 112945032A CN 202110349923 A CN202110349923 A CN 202110349923A CN 112945032 A CN112945032 A CN 112945032A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microwave
- ignition
- artillery
- coaxial
- ignition device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 abstract description 17
- 239000003380 propellant Substances 0.000 abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C19/00—Details of fuzes
- F42C19/08—Primers; Detonators
- F42C19/0811—Primers; Detonators characterised by the generation of a plasma for initiating the charge to be ignited
Abstract
本发明公开了一种火炮微波点火装置，属于火炮点火技术领域。本发明采用同轴谐振腔作为微波点火腔，内部填充火药介质，同轴谐振腔外导体上面开有均匀分布的通孔，用于让点燃火药后的火焰从通孔均匀喷出，达到多点同时点燃发射药的目的。本发明结构简单，对常规火炮的点火发射部分结构改动较小，能够很方便的应用到火炮系统中去。与现有技术相比，本发明提供的火炮微波点火装置，可以方便快捷的组装与调试，大大提高试验效率，有效的提升了火炮的弹道性能，实现火炮微波点火的工程化和模块化。
Description
技术领域
本发明属于火炮点火技术领域，尤其涉及一种火炮微波点火装置。
背景技术
火炮作为传统的军事武器，在现代军事战争中有着十分重要的作用。弹药点火系统是火炮射击中十分重要的一个阶段，点火系统的好坏直接决定了火炮的性能。随着科学技术高速发展，弹药点火系统的性能得到了显著的提升，这对于提高火炮的弹道性能以及安全性能具有重要的现实意义。传统的点火方式在科技的发展中逐步改进，从单一点火药到混合点火药，从底部单点点火到空间多点点火，从撞击点火到等离子体点火，不断尝试改进弹道性能。
微波等离子体是一种平衡态热等离子体，较为稳定，而且安全可控，可以通过场击穿的方式来产生，同时对于燃烧有十分良好的促进作用，所以目前在内燃机点火，工业点火中运用的比较多。如中国专利20101083105.7公开了一种微波等离子点燃器，所述微波等离子体点燃器当超过一定功率时可以产生等离子体点燃煤粉颗粒，然后点燃整个煤粉流，从而形成火炬。该专利是针对微波等离子体在工业上的运用。
如美国专利US006152093公开了一种点火推进装置，所述点火推进装置通过微波加热发射药与吸波含能材料的混合物，达到点燃发射药的目的，所述装置可运用于火炮或者火箭发动机中。但以微波加热的方式点燃火药会导致火炮的点火延迟较长。
由于目前的检索的技术资料中尚无利用微波击穿火药产生等离子体用于火炮点火的相关专利技术，为此，设计了火炮微波点火装置，利用了微波点火的优良特性，大大缩短了点火时间，提升点火性能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是，针对在火炮发射中微波点火技术的不成熟，提供一种通过微波击穿发射药介质产生离子体点燃发射药的火炮点火装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种火炮微波点火装置，其特征在于，包括微波源、微波传输段、微波点火腔。
所述微波源用于产生微波。
所述微波传输段用于将微波源产生的微波馈入微波点火腔。
所述微波点火腔为同轴谐振腔，包括筒形导体外壳、圆柱形内导体、导体盖。
所述筒形导体外壳与圆柱形内导体之间的谐振腔填充火药介质作为点燃火药的发生室。
所述筒形导体外壳的底端固定连接微波传输段的同轴转接器，且圆柱形内导体也通过同轴转接器固定位置，筒形导体外壳的顶端设置有对谐振腔进行密封的导体盖，用于构成完整的谐振腔体，同时防止火药介质泄露。
所述筒形导体外壳均匀分布有若干通孔。
所述筒形导体外壳内表面覆有石墨薄膜。
进一步地，所述通孔的孔径为1mm。
进一步地，所述微波源包括高功率微波源和微波输出波导，所述高功率微波源产生的微波通过微波输出波导输入微波传输段。
进一步地，所述高功率微波源的最大输出功率高于3000W，可点燃微波点火腔内火药介质；所述微波输出波导为标准BJ26矩形波导。
进一步地，所述微波传输段包括依次连接的波导同轴转换器、高功率同轴线缆和同轴转接器。
进一步地，所述波导同轴转换器与微波输出波导通过法兰盘连接。
进一步地，所述高功率同轴线缆为高功率容量L27同轴传输线。
进一步地，所述筒形导体外壳与导体盖之间通过螺纹连接固定。
本发明的有益效果：
1.相较微波加热点火方式，微波直接击穿火药介质产生等离子体，击穿加热的点火方式比微波加热的方式点燃火药更加迅速，可以减小火炮点火的延迟。
2.本发明采用阻抗匹配的微波传输系统，微波源与微波传输段、微波传输段与微波点火腔之间在设计的时候会考虑到阻抗匹配的问题，阻抗匹配良好的微波点火系统可将微波传输过程中的损耗减到最小。
3.本发明采用同轴谐振腔作为微波点火腔，内部填充火药介质，同轴谐振腔外导体上面开有均匀分布的通孔，这是为了让点燃火药后的火焰从通孔均匀喷出，达到多点同时点燃发射药的目的。同时，同轴谐振腔的结构简单，为圆柱体结构，对常规火炮的点火发射部分结构改动较小，能够很方便的应用到火炮系统中去，在后续的设计中，点火谐振腔可以与火炮作为一体，只需要将微波传输线缆与微波点火谐振腔连接即可完成微波火炮点火系统的组装。与现有技术相比，本发明提供的火炮微波点火装置，可以方便快捷的组装与调试，大大提高试验效率，有效的提升了火炮的弹道性能，实现火炮微波点火的工程化和模块化。
附图说明
图1是火炮微波点火装置的系统结构示意图。
图2是火炮微波同轴点火腔的剖视图。
图3是火炮微波同轴点火腔的三维图。
图4是火炮微波同轴点火腔的电磁仿真示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本实施例提供火炮微波点火装置，包括微波源(1)、微波传输段(2)、微波点火腔(3)。
其中微波源(1)包括高功率微波源(101)和微波输出波导(102)，高功率微波源(101)用于产生微波，且高功率微波源(101)的输出功率可调，范围是0～4000W；微波输出波导(102)用于将微波输入微波传输段。
微波传输段(2)包括依次连接的波导同轴转换器(201)、高功率同轴线缆(202)和同轴转接器(203)，用于连接微波源(1)与微波点火腔(3)，将微波馈入点火谐振腔(3)，波导同轴转换器(201)与微波输出波导(102)通过法兰盘连接，高功率同轴线缆(202)为高功率容量L27同轴传输线。
如图2所示，微波点火腔(3)为同轴谐振腔，包括筒形导体外壳(301)、内导体(302)和导体盖(304)，全长为194mm。筒形导体外壳(301)与圆柱形内导体(302)之间的谐振腔(303)填充火药介质作为点燃火药的发生室。筒形导体外壳(301)的底端固定连接微波传输段的同轴转接器同轴转接器(203)，且圆柱形内导体也通过同轴转接器同轴转接器(203)固定位置，筒形导体外壳(301)的顶端设置有对谐振腔进行密封的导体盖(304)，用于构成完整的谐振腔体，同时防止火药介质泄露。
如图3所示，筒形导体外壳(301)两侧各均匀设置有4个孔直径为1mm的通孔(305)，筒形导体外壳(301)内表面覆有石墨薄膜(306)，可以避免腔内火药介质泄露，同时石墨薄膜(306)也可以作为理想导体防止微波泄露。同轴谐振腔内导体(302)与同轴转接器(203)之间用可插入的销钉固定位置。筒形导体外壳(301)顶部设置有导体盖(304)，导体盖(304)与外导体(301)之间用螺纹连接，导体盖(304)与内导体(302)之间也是用螺纹固定。
上述技术方案中，筒形导体外壳(301)、内导体(302)、与导体盖(304)材料选用45钢材料，火药介质可选常用火药如小粒黑、4/7发射药，火药的更改只需要对谐振腔的长度做出调整即可。微波点火同轴谐振腔的设计目标是：谐振腔谐振频率等于微波源输出频率(如本实施例为2.45GHz)，输入微波功率为3000W时，微波点火同轴谐振腔内的最大电场强度超过1×106V/m，以保证在标准大气压下能击穿火药介质，达到微波点火的目的。
如图4所示，在电磁仿真软件中对点火同轴谐振腔进行仿真得到的电场分布，当输入频率为2.45GHz、功率为3000W的微波时，电场强度最大为215930V/m，位于谐振腔中驻波波腹点处。
Claims (8)
1.一种火炮微波点火装置，其特征在于，包括微波源、微波传输段、微波点火腔；
所述微波源用于产生微波；
所述微波传输段用于将微波源产生的微波馈入微波点火腔；
所述微波点火腔为同轴谐振腔，包括筒形导体外壳、圆柱形内导体、导体盖；
所述筒形导体外壳与圆柱形内导体之间的谐振腔填充火药介质作为点燃火药的发生室；
所述筒形导体外壳和圆柱形内导体的底端固定连接微波传输段的同轴转接器，筒形导体外壳的顶端设置有对谐振腔进行密封的导体盖；
所述筒形导体外壳均匀分布有若干通孔；
所述筒形导体外壳内表面覆有石墨薄膜。
2.权利要求1所述的一种火炮微波点火装置，其特征在于，所述微波源包括高功率微波源和微波输出波导，所述高功率微波源产生的微波通过微波输出波导输入微波传输段。
3.权利要求1或2所述的一种火炮微波点火装置，其特征在于，所述微波传输段包括依次连接的波导同轴转换器、高功率同轴线缆和同轴转接器。
4.权利要求1所述的一种火炮微波点火装置，其特征在于，所述通孔的孔径为1mm。
5.权利要求2所述的一种火炮微波点火装置，其特征在于，所述高功率微波源的最大输出功率高于3000W。
6.权利要求3所述的一种火炮微波点火装置，其特征在于，所述波导同轴转换器与微波输出波导通过法兰盘连接。
7.权利要求3所述的一种火炮微波点火装置，其特征在于，所述高功率同轴线缆为高功率容量L27同轴传输线。
8.权利要求1所述的一种火炮微波点火装置，其特征在于，所述筒形导体外壳与导体盖之间通过螺纹连接固定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110349923.8A CN112945032A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 火炮微波点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110349923.8A CN112945032A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 火炮微波点火装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112945032A true CN112945032A (zh) | 2021-06-11 |
Family
ID=76231639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110349923.8A Pending CN112945032A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 火炮微波点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112945032A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11585622B1 (en) * | 2016-04-19 | 2023-02-21 | Triad National Security, Llc | Microwave ignition systems with launcher affixed to or located within a gun spindle |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993005356A1 (en) * | 1989-04-18 | 1993-03-18 | Royal Ordnance Plc | The initiation of propellants |
| EP1443297A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-04 | Puolustusvoimien Teknillinen Tutkimuslaitos | Laser detonator |
| US20040234916A1 (en) * | 2003-05-21 | 2004-11-25 | Alexza Molecular Delivery Corporation | Optically ignited or electrically ignited self-contained heating unit and drug-supply unit employing same |
| CN108151593A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-12 | 安徽理工大学 | 一种利用微波起爆的雷管 |
| CN110595304A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-12-20 | 南京理工大学 | 一种点点火药装置 |
-
2021
- 2021-03-31 CN CN202110349923.8A patent/CN112945032A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993005356A1 (en) * | 1989-04-18 | 1993-03-18 | Royal Ordnance Plc | The initiation of propellants |
| EP1443297A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-04 | Puolustusvoimien Teknillinen Tutkimuslaitos | Laser detonator |
| US20040234916A1 (en) * | 2003-05-21 | 2004-11-25 | Alexza Molecular Delivery Corporation | Optically ignited or electrically ignited self-contained heating unit and drug-supply unit employing same |
| CN108151593A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-12 | 安徽理工大学 | 一种利用微波起爆的雷管 |
| CN110595304A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-12-20 | 南京理工大学 | 一种点点火药装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11585622B1 (en) * | 2016-04-19 | 2023-02-21 | Triad National Security, Llc | Microwave ignition systems with launcher affixed to or located within a gun spindle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Basov et al. | Thermonuclear gain of ICF targets with direct heating of ignitor | |
| CN110595304B (zh) | 一种点点火药装置 | |
| Ikeda et al. | Research and development of microwave plasma combustion engine (Part I: Concept of plasma combustion and plasma generation technique) | |
| CN112945032A (zh) | 火炮微波点火装置 | |
| CN113916050B (zh) | 一种电弧放电赋能气体驱动的二级轻气炮 | |
| RU2348004C2 (ru) | Способ воспламенения метательного заряда в каморе ствола артиллерийского орудия с безгильзовым заряжанием и устройство для его осуществления | |
| CN106556286B (zh) | 用于高速加载的反向爆轰驱动发生器 | |
| CN110425045A (zh) | 连续旋转爆震发动机 | |
| RU2571459C1 (ru) | Устройство для воспламенения метательного заряда | |
| CN104612835A (zh) | 微波同轴谐振腔等离子体点火助燃装置 | |
| US10180309B1 (en) | Electromagnetic pulse transmitter muzzle adaptor | |
| US8065959B1 (en) | Explosive device | |
| CN2937841Y (zh) | 微波等离子燃烧器 | |
| US10677456B2 (en) | Waveguide antenna for microwave enhanced combustion | |
| CN111380401B (zh) | 一种微波空气等离子体炮弹射击装置 | |
| RU93962U1 (ru) | Зенитная управляемая ракета | |
| US8104406B1 (en) | Explosive device | |
| KR20220077593A (ko) | 마이크로웨이브 에너지 소스 기반의 극성 고에너지 물질 점화장치 및 방법 | |
| CN104534945A (zh) | 一种同步多点点火中心传火管 | |
| CN212029599U (zh) | 一种脉冲爆震燃烧器 | |
| CN113048515A (zh) | 基于超声速冲压斜爆震的燃烧室、发动机及飞行器 | |
| Wang et al. | Influence of magnetically confined plasma on the muzzle velocity of gun projectile | |
| RU2612232C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель | |
| CN107476945B (zh) | 一种高频高压电磁微波反重力推进系统 | |
| CN111510242B (zh) | 用于敌机信号干扰的等离子体宽频电磁辐射干扰器装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210611 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |