CN113720220A - 一种可测试余速的破片回收试验装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可测试余速的破片回收试验装置及其试验方法，包括破片回收器、缓冲装置、壳体；破片回收器上设有加速度传感器，破片回收器固定在小车装置上，小车装置设在壳体底部的导轨上，沿着导轨滚动；所述的缓冲装置设在壳体内的导轨末端，并且与破片回收器位于同一高度。本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种可测试余速的破片回收试验装置及其试验方法，不仅可以简易的回收不同尺寸类的破片，还可以用于测量和记录破片贯穿靶板后的余速。
Description
技术领域
本发明涉及一种可测试余速的破片回收试验装置及其试验方法，尤其适用于弹道枪试验，属于高速动态过程测试技术领域。
背景技术
破片是常规武器爆炸产生的主要杀伤元，目前研究破片终点毁伤效应时通常采用弹道枪试验来分析破片对靶体的侵彻能力以及贯穿靶后的余速、破片破损来评估破片杀伤威力，因此破片的回收对破片终点效应表征及评估有重要影响。目前，国内回收破片及测试余速的主要途径是：一方面通过常采用沙箱、沙袋等方法将破片速度阻滞停止从而回收破片；一方面是通过通断网靶记录破片通过特定位置处的时间从而获得破片余速。但对于尺寸较小的破片存在着回收、余速获取的难点，因此有必要设计一款操作简单，并且更容易回收破片和测速破片余速的装置。
如采用常规方法回收破片和测试破片余速时，则这种方法存在以下不足：
(1)沙箱、沙袋尽管可以回收较大尺寸破片，但寻找过程中容易产生扬沙提高回收难度，且破片余速容易击穿沙袋导致无法回收，从而降低回收率，影响最终破片性能评估。
(2)通断网靶尽管可以获取大尺寸破片的瞬时速度，但其制作复杂且适用于较大尺寸的破片，对于较小尺寸破片并不适用。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种可测试余速的破片回收试验装置及其试验方法，不仅可以简易的回收不同尺寸类的破片，还可以用于测量和记录破片贯穿靶体后的余速。
具体的技术方案为：
一种可测试余速的破片回收试验装置，包括破片回收器、缓冲装置、壳体；破片回收器上设有加速度传感器，破片回收器固定在小车装置上，小车装置装配在壳体底部的导轨上，沿着导轨滚动；所述的缓冲装置设在壳体内的导轨末端，并且与破片回收器中心线位于同一高度。
破片回收器包括前部的圆柱体和后部的截锥体；圆柱体内设有圆柱空腔，圆柱空腔的前端设有变径台阶的导引孔；截锥体的前端入口设有球型空腔，球型空腔与圆柱空腔尾端连通，截锥体后端尾部设有螺纹孔，螺纹孔内安装加速度传感器；圆柱体和截锥体通过双耳底座采用螺栓连接。
小车装置包括支撑平板，支撑平板的下方通过内置轴承安装有滚轮，滚轮外设有防护外壳；滚轮轮毂圆柱表面开设球缺型槽孔，球缺型槽孔与壳体底部的导轨滚动接触。
缓冲装置包括基座、保护壳、防护罩、压缩弹簧；所述的防护罩内腔设有变径凸台；压缩弹簧后端固定在基座上，前段沿着防护罩内腔伸入，压缩弹簧和防护罩安装在保护壳内，防护罩固定在基座上。
破片回收器为可拆卸的前后两瓣式，其前段为圆柱体，为保证破片可靠回收，在入口处加工成圆倒角状，紧接着是一个圆柱空腔；为了减小本体在滑动过程中受到的空气阻力，后段设计为一个截锥体，入口设计成一个与前段圆柱空腔匹配的球空腔，以保证回收破片的可靠性和准确性；前段和后段通过双耳底座采用螺栓连接；破片回收器尾部开设一个螺纹孔安装加速度传感器。
破片回收器移动通过将其固定在小车装置上采用导轨滚动实现，小车装置主要由支撑平板、滚轮、内置轴承、防护外壳组成，滚轮轮毂圆柱表面开设球缺型槽孔，球缺型槽孔表面经过精细磨削加工保证其与圆柱型导轨受力平衡，减小摩擦阻力。
缓冲装置是由基座、保护壳、防护罩、压缩弹簧组成，基座底部是长方形与含导轨外壳匹配，主要通过弹簧缓冲吸收破片回收器的惯性能量，防止其滑出导轨。
破片回收器通过螺栓固定在小车装置的支撑平板表面，之后将加速度传感器采用螺纹连接装配到破片回收器的尾部预留孔中，接着将缓冲装置固定在壳体后端端面，最后将破片回收器整体沿着圆柱形导轨推入壳体内部完成可测试余速的破片回收试验装置的装配。
壳体外部有缓冲材料包覆,防止滚动过程中震动对结果的精确度以及电测信号的影响。
利用上述可测试余速的破片回收试验装置的试验方法，包括以下步骤：
1)首先安装、调试可测试余速的破片回收试验装置，保证破片回收器轴心线水平，并且导引孔正对发射中心位置方向，调试加速度传感器记录模块，保证装置运行稳定。
2)发射药击发后爆轰产物驱动破片以一定的速度梯度撞击破片回收器从变径导引孔进去，破片回收器受到撞击后，与加速度传感器在小车装置上沿着壳体底部的导轨移动，加速度传感器的数据记录模块开始记录不同时刻的加速度参数。
3)加速度测量模块记录的不同时刻的加速度，得到加速度-时间曲线，对该曲线进行积分便可获得得整个破片回收器的总速度，再根据能量守恒定律从而计算获得破片撞击破片回收器的初始速度，即破片贯穿靶体的余速。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图。
图2为本发明的主视结构示意图；
图3是本发明的破片回收器结构示意图；
图4是本发明的小车装置结构示意图；
图5是本发明的缓冲装置结构示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体技术方案。
如图1和图2所示，一种可测试余速的破片回收试验装置，包括破片回收器1、缓冲装置4、壳体5；破片回收器1上设有加速度传感器2，破片回收器1固定在小车装置3上，小车装置3设在壳体5底部的导轨上，沿着导轨滚动；所述的缓冲装置4设在壳体5内的导轨末端，并且与破片回收器1中心线位于同一高度。
破片回收器1包括前部的圆柱体1.1和后部的截锥体1.2；如图3所示，圆柱体1.1内设有圆柱空腔1.11，圆柱空腔1.11的前端设有变径台阶的导引孔1.12；截锥体1.2的前端入口设有球型空腔1.21，球型空腔1.21与圆柱空腔1.11尾端连通，截锥体1.2后端尾部设有螺纹孔，螺纹孔内安装加速度传感器2；圆柱体1.1和截锥体1.2通过双耳底座采用螺栓连接。
如图4所示，小车装置3包括支撑平板3.1，支撑平板3.1的下方通过内置轴承3.4安装有滚轮3.2，滚轮3.2外设有防护外壳3.3；滚轮3.2轮毂圆柱表面开设球缺型槽孔，球缺型槽孔与壳体5底部的导轨滚动连接。
如图5所示，缓冲装置4包括基座4.1、保护壳4.2、防护罩4.3、压缩弹簧4.4；所述的防护罩4.3内腔设有变径凸台，压缩弹簧4.4后端固定在基座4.1上，前段沿着防护罩4.3内腔伸入，压缩弹簧4.4和防护罩4.3安装在保护壳4.2内，防护罩4.3固定在基座4.1上。
利用上述可测试余速的破片回收试验装置的试验方法，包括以下步骤：
1)首先安装、调试可测试余速的破片回收试验装置，保证破片回收器1轴心线水平，且导引孔1.12正对发射中心位置方向，调试加速度传感器2记录模块，保证装置运行稳定。
2)发射药击发后爆轰产物驱动破片以一定的速度梯度撞击破片回收器1从变径导引孔1.12进入，破片回收器1受到撞击后，与加速度传感器2在小车装置3上沿着壳体5底部的导轨移动，加速度传感器2的数据记录模块开始记录不同时刻的加速度参数。
3)加速度测量模块记录的不同时刻的加速度，得到加速度-时间曲线，对该曲线进行积分便可获得整个破片回收器的总速度，再根据能量守恒定律从而计算获得破片撞击破片回收器的初始速度，即破片贯穿靶体的余速。
本装置的作用原理运用动能守恒的原理,加速度传感器数据记录模块记录的不同时间段的加速度，并不是直接获得破片的速度，只得到加速度与时间曲线，对曲线以下面积求积分获得破片回收器整体的滑动最大速度，便可以推导出破片传递的总动能,从而获得破片贯穿靶体后的余速，并可靠的回收破片观察其形貌，从而为破片的终点毁伤评估提供数据支撑。
本发明的回收破片及测试余速的试验装置可以调整加速度传感器的量程以及破片回收器的导引孔大小，以适应不同装药条件及不同位置处破片余速的测量与回收。
Claims (5)
1.一种可测试余速的破片回收试验装置，其特征在于，包括破片回收器(1)、缓冲装置(4)、壳体(5)；破片回收器(1)上设有加速度传感器(2)，破片回收器(1)固定在小车装置(3)上，小车装置(3)设在壳体(5)底部的导轨上，沿着导轨滚动；所述的缓冲装置(4)装配在壳体(5)内的导轨末端，并且与破片回收器(1)中心线位于同一高度。
2.根据权利要求1所述的一种可测试余速的破片回收试验装置，其特征在于，所述的破片回收器(1)包括前部的圆柱体(1.1)和后部的截锥体(1.2)；
圆柱体(1.1)内设有圆柱空腔(1.11)，圆柱空腔(1.11)的前端设有变径台阶的导引孔(1.12)；截锥体(1.2)的前端入口设有球型空腔(1.21)，球型空腔(1.21)与圆柱空腔(1.11)尾端连通，截锥体(1.2)后端尾部设有螺纹孔，螺纹孔内安装加速度传感器(2)；圆柱体(1.1)和截锥体(1.2)通过双耳底座采用螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的一种可测试余速的破片回收试验装置，其特征在于，所述的小车装置(3)包括支撑平板(3.1)，支撑平板(3.1)的下方通过内置轴承(3.4)安装有滚轮(3.2)，滚轮(3.2)外设有防护外壳(3.3)；滚轮(3.2)轮毂圆柱表面开设球缺型槽孔，球缺型槽孔与壳体(5)底部的导轨滚动接触。
4.根据权利要求1所述的一种可测试余速的破片回收试验装置，其特征在于，所述的缓冲装置(4)包括基座(4.1)、保护壳(4.2)、防护罩(4.3)、压缩弹簧(4.4)；所述的防护罩(4.3)内腔设有变径凸台；
压缩弹簧(4.4)后端固定在基座(4.1)上，前段沿着防护罩(4.3)内腔伸入，压缩弹簧(4.4)和防护罩(4.3)安装在保护壳(4.2)内，防护罩(4.3)固定在基座(4.1)上。
5.一种可测试余速的破片回收试验方法，其特征在于，采用权利要求1到4任一项所述的一种可测试余速的破片回收试验装置，包括以下步骤：
1)首先安装、调试所述的可测试余速的破片回收试验装置，保证破片回收器(1)轴心线水平，且使导引孔(1.12)正对发射中心位置方向，调试加速度传感器(2)记录模块，保证装置运行稳定；
2)发射药击发后爆轰产物驱动破片以一定的速度梯度撞击破片回收器(1)从变径导引孔(1.12)进去，破片回收器(1)受到撞击后，与加速度传感器(2)在小车装置(3)上沿着壳体(5)底部的导轨移动，加速度传感器(2)的数据记录模块开始记录不同时刻的加速度参数；
3)加速度测量模块记录的不同时刻的加速度，得到加速度-时间曲线，对该曲线进行积分便可以获得整个破片回收器的总速度，根据能量守恒定律从而计算获得破片撞击破片回收器的初始速度，即破片贯穿靶体的余速。
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