CN114754963A - 飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机测试技术领域，具体公开了飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，包括与活塞管高压区连通的高压爆破管路，设置在所述高压爆破管路上的管路密封装置，以及能够将金属膜片放入或取出高压爆破管路的膜片取放装置；所述高压爆破管路包括一端与活塞管高压区连通的高压连通管，设置在所述高压连通管另一端的膜片装填管；所述膜片装填管与高压连通管垂直连通；所述膜片装填管一端为膜片装填区，膜片装填管另一端为膜片固定区；所述膜片固定区内部设置有固定挡环；本发明能够大大提升金属膜片的装填速度，提升多级气炮发射效率。

Description

飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统

技术领域

本发明涉及飞机测试技术领域，具体是涉及飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统。

背景技术

子弹、爆炸破片等高速运动物体对结构侵彻是现代战争攻防研究的热点；在飞机测试领域，采用产生高速运动的子弹或破片冲击飞机结构是重要的测试项目；一种常见的方法是采用火药爆炸产生高能气体推动子弹或破片发射，但火药爆炸物危险性极高，管理及管控严格，不适用一般科学研究；为此，学者考虑采用高速气炮的方式发射子弹或破片，实现的安全性及可靠性更高。

在飞机高速冲击动力测试中，往往采用多级气炮使弹丸加速至数倍音速，其中关键环节就是通过高压气体压破各级气炮间的金属膜片，使高压气体推动弹丸运动。

现有技术提供的多级气炮试验效率极低；每次发射后都需要在炮管内将破裂的膜片手动取出，更换新的膜片；现有技术的炮管为直线圆管，长度较长，膜片的装填极为麻烦；金属膜片因被压破呈现花瓣型，从高速气炮中取出较困难，降低了试验效率。

另外，现有技术的金属膜片的设计与加工因素，导致其破裂压强不一致，致使子弹设计的速度存在较大偏差，影响高速炮的发射精度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，能够大大提升金属膜片的装填速度，提升多级气炮发射效率。

本发明的技术方案是：飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，包括与活塞管高压区连通的高压爆破管路，设置在所述高压爆破管路上的管路密封装置，以及能够将金属膜片放入或取出高压爆破管路的膜片取放装置；

所述高压爆破管路包括一端与活塞管高压区连通的高压连通管，设置在所述高压连通管另一端的膜片装填管；

所述膜片装填管与高压连通管垂直连通；所述膜片装填管一端为膜片装填区，膜片装填管另一端为膜片固定区；

所述膜片固定区内部设置有固定挡环；所述膜片固定区侧壁上设置有膜片锁定装置；所述膜片锁定装置与固定挡环之间能够夹持金属膜片；

所述金属膜片包括金属膜片保护套，设置在所述金属膜片保护套内的金属膜片本体；

所述膜片取放装置包括第一机架，设置在所述第一机架上的安装套筒，活动设置在所述安装套筒上且中心轴线与安装套筒的中心轴线重合的转动螺纹套，活动贯穿所述转动螺纹套且与转动螺纹套螺纹连接的螺杆，设置在所述螺杆端部且与金属膜片保护套活动连接的夹持装置，以及设置在第一机架上向所述转动螺纹套提供动力的第一动力装置；

所述螺杆的中心轴线与膜片装填管的中心轴线重合；

所述管路密封装置包括设置在所述膜片装填区端口内部的限位环，活动设置在所述膜片装填区内且与限位环能够紧密接触的密封盖，设置在所述膜片装填区端口外部的安装耳，一端与所述安装耳铰接、另一端与所述密封盖连接的转动连接件，以及用于驱动所述转动连接件铰接端转动的第二动力装置；

所述密封盖与限位环接触的一侧设置有锁止筒；所述锁止筒侧壁上均匀设置有滑动槽；所述滑动槽内活动设置有锁止插销；所述锁止筒中部设置有驱动锁止插销在滑动槽内滑动的滑动动力装置；

所述限位环上设置有与所述锁止插销卡接的锁槽。

进一步地，所述夹持装置包括设置在所述螺杆端部且沿螺杆径向均匀分布的夹持连接杆，设置在所述夹持连接杆上且与金属膜片保护套能够接触的电磁吸合开关，以及设置在所述金属膜片保护套上且与电磁吸合开关能够连接的电磁吸合块。

通过夹持连接杆、电磁吸合开关、电磁吸合块的设置能够确保夹持装置与金属膜片紧密连接；通过螺杆推动夹持装置沿膜片装填管轴向移动，完成对金属膜片的快速控制。

进一步地，所述金属膜片本体包括设置在所述金属膜片保护套内的支撑环，设置在所述金属膜片保护套内的锁紧环，设置在所述支撑环与所述锁紧环之间的金属破裂膜片；

所述金属破裂膜片表面上均匀设置有破裂槽。

相对于现有技术，通过在金属破裂膜片上设置破裂槽，能够确保金属破裂膜片破裂时的压强一致，能够大大提高气炮的发射精度；支撑环上设置有带整流的金属防护网，一方面，对金属膜片初始破裂后的不稳定气流进行整流，同时防止破裂脱落碎片随气流进入发射炮筒中，保护发射炮筒。

进一步地，所述金属破裂膜片的形状为圆形片状、球形弧面状、锥面状中的任意一种；可根据需要对金属破裂膜片的形状进行设计，能够大大提升针对不同情况下金属膜片的实用性。

进一步地，所述膜片取放装置还包括膜片放置系统；

所述膜片放置系统包括设置在膜片装填管一侧且与膜片装填管并排设置的金属膜片储存装置，设置在所述金属膜片储存装置与膜片装填管之间的金属膜片转运装置。

膜片放置系统的设置能够解决手动放入金属膜片的问题，通过膜片放置系统可以快速把金属膜片放置到膜片锁定装置与固定挡环之间，既能够提高放置效率，还能够降低工作人员的工作量。

进一步地，所述金属膜片储存装置包括内径与金属膜片保护套外径一致的金属膜片储存管，设置在所述金属膜片储存管上且靠近管路密封装置端口的阻挡开关，设置在所述金属膜片储存管内部且位于金属膜片储存管另一端的推动组件；

所述阻挡开关包括均匀设置在所述金属膜片储存管端口的开关安装槽，设置在所述开关安装槽上的铰接吊耳，一端与所述铰接吊耳活动连接、另一端贯穿开关安装槽进入金属膜片储存管内的转动销，以及设置在金属膜片储存管外用于向转动销提供动力的动力电机；

所述金属膜片储存管设置开关安装槽的端口与膜片装填管设置管路密封装置的端口齐平。

通过阻挡开关的设置能够对金属膜片储存管内的金属膜片进行阻挡，配合推动组件单次使一个金属膜片进入金属膜片转运装置。

进一步地，所述推动组件包括设置在金属膜片储存管另一端的固定安装架，活动设置在所述金属膜片储存管内部且外径与金属膜片储存管内径一致的推动环，以及设置在所述固定安装架与推动环之间的伸缩杆。

通过伸缩杆的设置能够将金属膜片储存管内的金属膜片推出，经过阻挡开关后进入金属膜片转运装置内；通过金属膜片转运装置的转动使金属膜片与膜片装填管管口对齐，然后通过夹持装置将金属膜片送入膜片装填管内。

进一步地，所述金属膜片转运装置包括设置在金属膜片储存管、膜片装填管之间的第二机架，一端活动设置在所述第二机架上的转动连杆，设置在所述转动连杆另一端的气动夹持环；

所述气动夹持环与金属膜片储存管设置开关安装槽的端口齐平；

所述气动夹持环包括固定在转动连杆上的第一夹持环，与所述第一夹持环活动连接的第二夹持环，设置在所述第一夹持环、第二夹持环上下两侧的滑动导引件，以及设置在第一夹持环、第二夹持环之间的气动伸缩阀；所述气动伸缩阀的伸缩方向与滑动导引件的滑动方向平行；

所述第一夹持环与第二夹持环闭合后形成的环形件的内径与金属膜片保护套的外径一致。

通过气动伸缩阀能够控制第一夹持环、第二夹持环快速开启或闭合；通过滑动导引件能够确保第一夹持环、第二夹持环运动中的运动性。

进一步地，所述第二机架上设置有能够与转动连杆连接的限位装置。

通过限位装置能够对转动连杆进行限位保护，有效防止转动连杆转动角度过大，确保气动夹持环进行精准夹持。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，通过高压连通管与膜片装填管垂直设置成T型，能够大大缩减金属膜片的装填路径；通过膜片锁定装置与固定挡环的设置能够对金属膜片进行夹持定位，避免金属膜片破裂时产生位移，降低炮弹发射精度；通过管路密封装置能够在金属膜片放入后对膜片装填管进行密封，确保膜片装填管的气密性；通过膜片放置系统的设置能够大大提升金属膜片的装填速度，提升多级气炮的发射效率。

附图说明

图1是本发明实施例1整体的结构示意图；

图2是本发明实施例1膜片取放装置的结构示意图；

图3是本发明实施例1管路密封装置的结构示意图；

图4是本发明实施例1管路密封装置的内部结构示意图；

图5是本发明实施例1金属膜片的结构示意图；

图6是本发明实施例2膜片放置系统的结构示意图；

图7是本发明实施例2阻挡开关的结构示意图；

图8是本发明实施例2推动组件的结构示意图；

图9是本发明实施例2气动夹持环的结构示意图；

图10是本发明实施例2金属破裂膜片的结构示意图；

其中，1-高压爆破管路、10-高压连通管、11-膜片装填管、110-膜片装填区、111-膜片固定区、112-固定挡环、2-管路密封装置、20-限位环、21-密封盖、22-安装耳、23-转动连接件、24-第二动力装置、25-锁止筒、26-滑动槽、27-锁止插销、28-滑动动力装置、29-锁槽、3-膜片取放装置、30-第一机架、31-安装套筒、32-转动螺纹套、33-螺杆、34-夹持装置、35-第一动力装置、340-夹持连接杆、341-电磁吸合开关、4-金属膜片、40-金属膜片保护套、41-金属膜片本体、410-支撑环、411-锁紧环、412-金属破裂膜片、413-破裂槽、5-膜片锁定装置、6-膜片放置系统、60-金属膜片储存装置、61-金属膜片转运装置、600-金属膜片储存管、601-开关安装槽、602-铰接吊耳、603-转动销、604-动力电机、605-固定安装架、606-推动环、607-伸缩杆、611-转动连杆、612-第一夹持环、613-第二夹持环、614-滑动导引件、615-气动伸缩阀、616-限位装置。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，包括与活塞管高压区连通的高压爆破管路1，设置在所述高压爆破管路1上的管路密封装置2，以及能够将金属膜片4放入或取出高压爆破管路1的膜片取放装置3；

所述高压爆破管路1包括一端与活塞管高压区连通的高压连通管10，设置在所述高压连通管10另一端的膜片装填管11；

所述膜片装填管11与高压连通管10垂直连通；所述膜片装填管11一端为膜片装填区110，膜片装填管11另一端为膜片固定区111；

如图2所示，所述膜片固定区111内部设置有固定挡环112；所述膜片固定区111侧壁上设置有膜片锁定装置5；所述膜片锁定装置5与固定挡环112之间能够夹持金属膜片4；

所述金属膜片4包括金属膜片保护套40，设置在所述金属膜片保护套40内的金属膜片本体41；

所述膜片取放装置3包括第一机架30，设置在所述第一机架30上的安装套筒31，活动设置在所述安装套筒31上且中心轴线与安装套筒31的中心轴线重合的转动螺纹套32，活动贯穿所述转动螺纹套32且与转动螺纹套32螺纹连接的螺杆33，设置在所述螺杆33端部且与金属膜片保护套40活动连接的夹持装置34，以及设置在第一机架30上向所述转动螺纹套32提供动力的第一动力装置35；

所述螺杆33的中心轴线与膜片装填管11的中心轴线重合；

如图3所示，所述管路密封装置2包括设置在所述膜片装填区110端口内部的限位环20，活动设置在所述膜片装填区110内且与限位环20能够紧密接触的密封盖21，设置在所述膜片装填区110端口外部的安装耳22，一端与所述安装耳22铰接、另一端与所述密封盖21连接的转动连接件23，以及用于驱动所述转动连接件23铰接端转动的第二动力装置24；

如图4所示，所述密封盖21与限位环20接触的一侧设置有锁止筒25；所述锁止筒25侧壁上均匀设置有滑动槽26；所述滑动槽26内活动设置有锁止插销27；所述锁止筒25中部设置有驱动锁止插销27在滑动槽26内滑动的滑动动力装置28；

所述限位环20上设置有与所述锁止插销27卡接的锁槽29。

所述夹持装置34包括设置在所述螺杆33端部且沿螺杆33径向均匀分布的夹持连接杆340，设置在所述夹持连接杆340上且与金属膜片保护套40能够接触的电磁吸合开关341，以及设置在所述金属膜片保护套40上且与电磁吸合开关341能够连接的电磁吸合块。

如图5所示，所述金属膜片本体41包括设置在所述金属膜片保护套40内的支撑环410，设置在所述金属膜片保护套40内的锁紧环411，设置在所述支撑环410与所述锁紧环411之间的金属破裂膜片412；

所述金属破裂膜片412表面上均匀设置有破裂槽413。

所述金属破裂膜片412的形状为锥面状。

其中，电磁吸合开关341、螺杆33、滑动动力装置28、第二动力装置24、第一动力装置35、膜片锁定装置5均采用现有技术产品，且具体的产品型号本领域内的技术人员可根据需要进行选择。

实施例2

与实施例1不同的是：

如图6所示，所述膜片取放装置3还包括膜片放置系统6；

所述膜片放置系统6包括设置在膜片装填管11一侧且与膜片装填管11并排设置的金属膜片储存装置60，设置在所述金属膜片储存装置60与膜片装填管11之间的金属膜片转运装置61。

所述金属膜片储存装置60包括内径与金属膜片保护套40外径一致的金属膜片储存管600，设置在所述金属膜片储存管600上且靠近管路密封装置2端口的阻挡开关，设置在所述金属膜片储存管600内部且位于金属膜片储存管600另一端的推动组件；

如图7所示，所述阻挡开关包括均匀设置在所述金属膜片储存管600端口的开关安装槽601，设置在所述开关安装槽601上的铰接吊耳602，一端与所述铰接吊耳602活动连接、另一端贯穿开关安装槽601进入金属膜片储存管600内的转动销603，以及设置在金属膜片储存管600外用于向转动销603提供动力的动力电机604；

所述金属膜片储存管600设置开关安装槽601的端口与膜片装填管11设置管路密封装置2的端口齐平。

如图8所示，所述推动组件包括设置在金属膜片储存管600另一端的固定安装架605，活动设置在所述金属膜片储存管600内部且外径与金属膜片储存管600内径一致的推动环606，以及设置在所述固定安装架605与推动环606之间的伸缩杆607。

如图9所示，所述金属膜片转运装置61包括设置在金属膜片储存管600、膜片装填管11之间的第二机架610，一端活动设置在所述第二机架610上的转动连杆611，设置在所述转动连杆611另一端的气动夹持环；

所述气动夹持环与金属膜片储存管600设置开关安装槽601的端口齐平；

所述气动夹持环包括固定在转动连杆611上的第一夹持环612，与所述第一夹持环612活动连接的第二夹持环613，设置在所述第一夹持环612、第二夹持环613上下两侧的滑动导引件614，以及设置在第一夹持环612、第二夹持环613之间的气动伸缩阀615；所述气动伸缩阀615的伸缩方向与滑动导引件614的滑动方向平行；

所述第一夹持环612与第二夹持环613闭合后形成的环形件的内径与金属膜片保护套40的外径一致。

所述第二机架610上设置有能够与转动连杆611连接的限位装置616。

如图10所示，所述金属破裂膜片412的形状为球形弧面状。

其中，气动伸缩阀615、伸缩杆607、动力电机604均采用现有技术产品，且具体的产品型号本领域内的技术人员可根据需要进行选择。

实施例3

与实施例1不同的是：

所述金属破裂膜片412的形状为圆形片状。

Claims (9)

1.飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，包括与活塞管高压区连通的高压爆破管路（1），设置在所述高压爆破管路（1）上的管路密封装置（2），以及能够将金属膜片（4）放入或取出高压爆破管路（1）的膜片取放装置（3）；

所述高压爆破管路（1）包括一端与活塞管高压区连通的高压连通管（10），设置在所述高压连通管（10）另一端的膜片装填管（11）；

所述膜片装填管（11）与高压连通管（10）垂直连通；所述膜片装填管（11）一端为膜片装填区（110），膜片装填管（11）另一端为膜片固定区（111）；

所述膜片固定区（111）内部设置有固定挡环（112）；所述膜片固定区（111）侧壁上设置有膜片锁定装置（5）；所述膜片锁定装置（5）与固定挡环（112）之间能够夹持金属膜片（4）；

所述金属膜片（4）包括金属膜片保护套（40），设置在所述金属膜片保护套（40）内的金属膜片本体（41）；

所述膜片取放装置（3）包括第一机架（30），设置在所述第一机架（30）上的安装套筒（31），活动设置在所述安装套筒（31）上且中心轴线与安装套筒（31）的中心轴线重合的转动螺纹套（32），活动贯穿所述转动螺纹套（32）且与转动螺纹套（32）螺纹连接的螺杆（33），设置在所述螺杆（33）端部且与金属膜片保护套（40）活动连接的夹持装置（34），以及设置在第一机架（30）上向所述转动螺纹套（32）提供动力的第一动力装置（35）；

所述螺杆（33）的中心轴线与膜片装填管（11）的中心轴线重合；

所述管路密封装置（2）包括设置在所述膜片装填区（110）端口内部的限位环（20），活动设置在所述膜片装填区（110）内且与限位环（20）能够紧密接触的密封盖（21），设置在所述膜片装填区（110）端口外部的安装耳（22），一端与所述安装耳（22）铰接、另一端与所述密封盖（21）连接的转动连接件（23），以及用于驱动所述转动连接件（23）铰接端转动的第二动力装置（24）；

所述密封盖（21）与限位环（20）接触的一侧设置有锁止筒（25）；所述锁止筒（25）侧壁上均匀设置有滑动槽（26）；所述滑动槽（26）内活动设置有锁止插销（27）；所述锁止筒（25）中部设置有驱动锁止插销（27）在滑动槽（26）内滑动的滑动动力装置（28）；

所述限位环（20）上设置有与所述锁止插销（27）卡接的锁槽（29）。

2.根据权利要求1所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述夹持装置（34）包括设置在所述螺杆（33）端部且沿螺杆（33）径向均匀分布的夹持连接杆（340），设置在所述夹持连接杆（340）上且与金属膜片保护套（40）能够接触的电磁吸合开关（341），以及设置在所述金属膜片保护套（40）上且与电磁吸合开关（341）能够连接的电磁吸合块。

3.根据权利要求1所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述金属膜片本体（41）包括设置在所述金属膜片保护套（40）内的支撑环（410），设置在所述金属膜片保护套（40）内的锁紧环（411），设置在所述支撑环（410）与所述锁紧环（411）之间的金属破裂膜片（412）；

所述金属破裂膜片（412）表面上均匀设置有破裂槽（413）。

4.根据权利要求3所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述金属破裂膜片（412）的形状为圆形片状、球形弧面状、锥面状中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述膜片取放装置（3）还包括膜片放置系统（6）；

所述膜片放置系统（6）包括设置在膜片装填管（11）一侧且与膜片装填管（11）并排设置的金属膜片储存装置（60），设置在所述金属膜片储存装置（60）与膜片装填管（11）之间的金属膜片转运装置（61）。

6.根据权利要求5所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述金属膜片储存装置（60）包括内径与金属膜片保护套（40）外径一致的金属膜片储存管（600），设置在所述金属膜片储存管（600）上且靠近管路密封装置（2）端口的阻挡开关，设置在所述金属膜片储存管（600）内部且位于金属膜片储存管（600）另一端的推动组件；

所述阻挡开关包括均匀设置在所述金属膜片储存管（600）端口的开关安装槽（601），设置在所述开关安装槽（601）上的铰接吊耳（602），一端与所述铰接吊耳（602）活动连接、另一端贯穿开关安装槽（601）进入金属膜片储存管（600）内的转动销（603），以及设置在金属膜片储存管（600）外用于向转动销（603）提供动力的动力电机（604）；

所述金属膜片储存管（600）设置开关安装槽（601）的端口与膜片装填管（11）设置管路密封装置（2）的端口齐平。

7.根据权利要求6所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述推动组件包括设置在金属膜片储存管（600）另一端的固定安装架（605），活动设置在所述金属膜片储存管（600）内部且外径与金属膜片储存管（600）内径一致的推动环（606），以及设置在所述固定安装架（605）与推动环（606）之间的伸缩杆（607）。

8.根据权利要求6所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述金属膜片转运装置（61）包括设置在金属膜片储存管（600）、膜片装填管（11）之间的第二机架（610），一端活动设置在所述第二机架（610）上的转动连杆（611），设置在所述转动连杆（611）另一端的气动夹持环；

所述气动夹持环与金属膜片储存管（600）设置开关安装槽（601）的端口齐平；

所述气动夹持环包括固定在转动连杆（611）上的第一夹持环（612），与所述第一夹持环（612）活动连接的第二夹持环（613），设置在所述第一夹持环（612）、第二夹持环（613）上下两侧的滑动导引件（614），以及设置在第一夹持环（612）、第二夹持环（613）之间的气动伸缩阀（615）；所述气动伸缩阀（615）的伸缩方向与滑动导引件（614）的滑动方向平行；

所述第一夹持环（612）与第二夹持环（613）闭合后形成的环形件的内径与金属膜片保护套（40）的外径一致。

9.根据权利要求8所述的飞机高速冲击动力测试用多级气炮金属膜片装填系统，其特征在于，所述第二机架（610）上设置有能够与转动连杆（611）连接的限位装置（616）。

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