CN117969237A - 一种新型的轻气炮击发机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的轻气炮击发机构，子弹预先置于发射管中适当位置，在泄气口上加装膜片组件。高压气体通过进气阀进入气缸中活塞后端空腔，推动活塞向前运动直至活塞堵住发射管口部为止。活塞后端空腔中的气体将通过活塞中的毛细孔进入活塞前方扩展空间并通往高压室。待高压室气体压力达到预定值时进入击发状态。击发时通过破膜装置对膜片组件破膜，活塞后方气体突然卸压，活塞在其前方扩展空间气体与高压室压力作用下向后运动，让出发射管密封口部，大量气体进入发射管推动子弹向前运动，以一定速度从发射管中射出。本发明用破膜实现快速泄气，从而活塞向后运动的速度大大加快，气体进入发射管的速度大大加快，进而大大提高了弹丸速度。

Description

一种新型的轻气炮击发机构

技术领域

本发明涉及材料动态力学性能实验设备领域，尤其涉及一种新型轻气炮发射装置。

背景技术

轻气炮是一种研究一维应变状态下材料动态力学性能及研究冲击波在固体中传播规律及其效应的有效实验装置。上世纪50年代因考虑平面波发生器众多方面的不足而发明。它能提供的压力范围弥补了炸药透镜的不足，能够精确地控制撞击产生的压力波形，试验稳定、重复性好。对测试系统的干扰小、无噪音及有害气体的污染、便于进行高低温等不同条件下的试验、安全可靠。轻气炮还可用于对测试元件进行动态标定和动态模拟等方面的试验。

单级轻气炮是一种直接用压缩状态下的低分子量气体氦气或氢气为动力源,驱动飞片在炮膛中加速,并使飞片在炮口处获得高速度的实验用炮。

轻气炮的击发机构多数采用活塞式。

活塞式：子弹预先置于发射管中适当位置。高压气体通过进气阀进入气缸中活塞后方空间，推动活塞向前运动，堵塞发射管口。气体通过活塞中的毛细孔进入活塞前方，进而通过本体中前后通孔进入高压室，待高压室压力达到需求值时关闭进气阀。击发时打开泄气阀，活塞后方气体突然卸压，与高压室联通的活塞前方气体推动活塞向后运动，让开发射管密封口，大量气体进入发射管推动子弹向前运动，以一定速度从发射管中射出。发射工作完成。

这种方式主要缺点是泄气速度可能较慢，活塞向后运动过程中进入发射管中气体已经推动子弹(炮弹)向前运动，致使子弹加速路程不够，影响出口速度的提高。这缺点对于大直径的发射管更为突出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种新型轻气炮击发机构置。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种新型的轻气炮击发机构，包括发射器本体，所述发射器本体由相互连通的竖向通道和横向通道组成，竖向通道作为进泄气体通道，竖向通道顶部设有泄气口，泄气口上设有膜片组件，膜片组件上配套设有破膜装置，竖向通道侧壁设有带有阀门的进气口，横向通道左端与发射管连接，右端与高压室连接；

子弹位于发射管内，所述发射管与横向通道连接处设有扩展空间，活塞位于贯穿第二端和第三端的横向通道内，且可沿横向通道滑动，活塞的直径大于发射管的内径，且小于扩展空间的内径，所述活塞上设有毛细孔，充气时活塞首先被向前推进至发射管密封口部，使发射管密封，毛细孔将活塞右侧空间与扩展空间连通，横向通道右端设有封盖，使横向通道与高压室隔离，所述发射器本体下端设有与横向通道齐平的通孔，通孔将扩展空间与高压室连通。

本发明的进一步技术：

优选的，所述毛细管一管口位于活塞右端面，另一管口位于活塞侧壁。

优选的，所述封盖左端面中心设有凸起，凸起延伸至竖向通道中心正下方。

优选的，所述泄气口位于进气口的上方。

优选的，膜片组件为双膜，双膜通过法兰连接在泄气口上，且双膜之间留有空间，配套的破膜装置为进气和泄气通道，进气和泄气通道上均设置阀门，进气和泄气通道穿过法兰与双膜之间的空间连通。

优选的，所述膜片组件为单膜，单膜通过法兰连接在泄气口上，配套的破膜装置包括设置在法兰上的复位弹簧、一组杠杆机构、刀片、拉线和电磁拉力器，所述杠杆机构一端通过拉线与电磁拉力器连接，另一端与刀片连接，复位弹簧连接在刀片端的杠杆机构下方，电磁拉力器通过拉线，杠杆机构使刀片向下运动，切割膜片。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本发明提供的新型轻气炮击发机构置，可以弥补现有轻气炮击发机构的缺陷。这种新型击发机构尽管也通过活塞的前后运动来完成发射工作，但是泄气的方式由阀门式改为破膜式，破膜实现快速泄气，从而活塞向后运动的速度大大加快，气体进入发射管的速度大大加快，进而大大提高了弹丸速度，消除了常规活塞式击发机构泄气慢致使发射速度不高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1一种新型的轻气炮击发机构初始状态的结构示意图；

图2为本发明实施例1一种新型的轻气炮击发机构进入击发状态的结构示意图；

图3为本发明实施例1一种新型的轻气炮击发机构进入发射状态的结构示意图；

图4为本发明实施例2一种新型的轻气炮击发机构初始状态的结构示意图；

图5为本发明实施例2一种新型的轻气炮击发机构进入击发状态的结构示意图；

图6为本发明实施例2一种新型的轻气炮击发机构进入发射状态的结构示意图；

附图标记说明：10、发射器本体；11、竖向通道；12、横向通道；13、泄气口；14、进气口；15、发射管；16、高压室；17、子弹；18、扩展空间；19、活塞；20、毛细孔；21、通孔；22、封盖；23、凸起；24、双膜；25、法兰；26、单膜；27、复位弹簧；28、杠杆机构；29、刀片；30、拉线；31、电磁拉力器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种新型的轻气炮击发机构，包括发射器本体10，所述发射器本体10由相互连通的竖向通道11和横向通道12组成，竖向通道11作为进泄气体通道，竖向通道11顶部设有泄气口13，泄气口13上设有双膜24进行封堵，双膜24之间设有进气和泄气通道，竖向通道11侧壁设有带有阀门的进气口14，横向通道12左端与发射管15连接，右端与高压室16连接；

子弹17位于发射管15内，所述发射管15与横向通道12连接处设有扩展空间18，活塞19位于贯通的横向通道12内，且可沿横向通道12滑动，活塞19的直径大于发射管15的内径，且小于扩展空间18的内径，所述活塞19上设有毛细孔20，横向通道12右端设有封盖22，使横向通道12与高压室16隔离，所述发射器本体10下端设有与横向通道12齐平的通孔21，通孔21将扩展空间18与高压室16连通。

所述毛细管一管口位于活塞19右端面，另一管口位于活塞19侧壁。所述活塞19可以在气缸中前后运动，活塞19向前推进至接触发射管15，在后方气体压力作用下向前运动时堵住发射管15口使通过活塞19内部毛细孔20新增加的气体不能进入发射管15而积蓄在高压室16中。所述气缸中活塞19后端空腔与进气口、泄气口13相通，并可通过活塞19内部毛细孔20与高压室16相通。同时，需要说明的是，在活塞19未推进至接触发射管15时，侧壁的毛细孔20另一管口被横向通道12内壁封堵，便于气体推进活塞19前进至至接触发射管15，毛细孔20将活塞19右侧空间与扩展空间18连通。

所述封盖22左端面中心设有凸起23，凸起23延伸至竖向通道11中心正下方。避免封盖22左端面完全与活塞19右端面接触，致使活塞19紧紧贴合封盖22无法向前推进，留有凸起23，也即在活塞19右方留有空间，便于气体推动活塞19向前推进。

所述泄气口13位于进气口14的上方。

所述双膜通过法兰25连接在泄气口13上，进气和泄气通道设置在法兰25上。需要说明的是，本发明中所指的双膜24即为双层膜，中间留有空间，四周通过法兰25密封，通过进气和泄气通道进气和泄气。

本发明双膜24安装在泄气口13，简便，且破膜后，受压向外破损，减少膜的碎片进入发射管15造成额外的垃圾或造成发射管15内表面的损伤的可能性。

所述进气和泄气通道上均设有阀门。

工作原理为：子弹17预先置于发射管15中适当位置。泄气口13上加装双膜片。双膜片将泄气通道内中外三个空间。内空间压力即为活塞后方压力。中空间压力大约为内空间压力的一半。外空间与大气相通。调整双膜强度，使之在大于内空间压力的一半，小于内空间压力时破裂。

首先打开泄气通道双膜结构内空间的进气阀门，向双膜之间内空间充气使之压力达到预定发射压力的一半。再打开进气通道上进气阀门，高压气体通过进气阀进入气缸中活塞19后端空腔，推动活塞19向前运动(如图1)，直至活塞19堵住发射管15口部，活塞19后端空腔中的气体将通过活塞19中的毛细孔20进入活塞19扩展空间18并通往高压室16。待高压室16的气体压力达到预定值时进入击发状态，关闭进气阀(如图2)。击发时先关闭进气通道上的阀门，打开双膜24之间内空间泄气通道上的泄气阀门，与内空间相连的膜破裂，进而与外空间相连的膜破裂。活塞19后方气体突然卸压，活塞19在前方扩展空间18气体压力作用下向后运动，让开发射管15密封口，高压室大量气体进入发射管15推动子弹17向前运动，以一定速度从发射管15中射出(如图3)。发射工作完成。

需要说明的是，本实施例中双膜24的膜强度与高压室16的最高压力有关。设该最高压力为P，则膜的破坏强度介于1/2P与P之间。保证1/2P时膜肯定不破，等于P时膜肯定破。

实施例2：一种新型的轻气炮击发机构，包括发射器本体10，所述发射器本体10由相互连通的竖向通道11和横向通道12组成，竖向通道11作为进泄气体通道，竖向通道11顶部设有泄气口13，泄气口13上设有单膜26进行封堵，单膜26通过法兰连接在泄气口上，配套的破膜装置包括设置在法兰上的复位弹簧27、一组杠杆机构28、刀片29、拉线30和电磁拉力器31，所述杠杆机构28一端通过拉线30与电磁拉力器31连接，另一端与刀片29连接，复位弹簧27连接在刀片29端的杠杆机构28下方，电磁拉力器31通过拉线30，杠杆机构28使刀片29向下运动，切割膜片。

竖向通道11侧壁设有带有阀门的进气口14，横向通道12左端与发射管15连接，右端与高压室16连接；

子弹17位于发射管15内，所述发射管15与横向通道12连接处设有扩展空间18，活塞19位于贯通的横向通道12内，且可沿横向通道12滑动，活塞19的直径大于发射管15的内径，且小于扩展空间18的内径，所述活塞19上设有毛细孔20，横向通道12右端设有封盖22，使横向通道12与高压室16隔离，所述发射器本体10下端设有与横向通道12齐平的通孔21，通孔21将扩展空间18与高压室16连通。

所述毛细管一管口位于活塞19右端面，另一管口位于活塞19侧壁。所述活塞19可以在气缸中前后运动，活塞19向前推进至接触发射管15，在后方气体压力作用下向前运动时堵住发射管15口使通过活塞19内部毛细孔20新增加的气体不能进入发射管15而积蓄在高压室16中。所述气缸中活塞19后端空腔与进气阀、泄气口13相通，并可通过活塞19内部毛细孔20与高压室16相通。同时，需要说明的是，在活塞19未推进至接触发射管15时，侧壁的毛细孔20另一管口被横向通道12内壁封堵，便于气体推进活塞19前进至至接触发射管15，毛细孔20将活塞19右侧空间与扩展空间18连通。

所述封盖22左端面中心设有凸起23，凸起23延伸至竖向通道11中心正下方。避免封盖22左端面完全与活塞19右端面接触，致使活塞19紧紧贴合封盖22无法向前推进，留有凸起23，也即在活塞19右方留有空间，便于气体推动活塞19向前推进。

所述泄气口13位于进气口14的上方。

所述进气和泄气通道上均设有阀门。

工作原理为：子弹17预先置于发射管15中适当位置。在泄气口13上加装膜片。高压气体通过进气阀进入气缸中活塞19后端空腔，推动活塞19向前运动(如图4)，直至活塞19堵住发射管15口部，活塞19后端空腔中的气体将通过活塞19中的毛细孔20进入活塞19扩展空间18并通往高压室16。待高压室16的气体压力达到预定值时进入击发状态，关闭进气阀(如图5)。击发时按下电磁拉力器31开关，电磁拉力器31通过拉线30，杠杆机构28使刀片29向下运动，切割膜片，膜片瞬间破碎，活塞19后方气体突然卸压，活塞19前方扩展空间18气体与高压室16联通推动活塞19向后运动，让开发射管15密封口，大量气体进入发射管15推动子弹17向前运动，以一定速度从发射管15中射出(如图6)。发射工作完成。

需要说明的是，本实施例中的单膜相对比双膜，膜片厚度可以增加，满足在没有外力作用下，膜片不被高压室的气体压力冲破即可。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型的轻气炮击发机构，其特征在于，包括发射器本体，所述发射器本体由相互连通的竖向通道和横向通道组成，竖向通道作为进泄气体通道，竖向通道顶部设有泄气口，泄气口上部设有膜片组件，膜片组件上配套设有破膜装置，竖向通道侧壁设有带有阀门的进气口，横向通道左端与发射管连接，右端与高压室连接；

子弹位于发射管内，所述发射管与横向通道连接处设有扩展空间，活塞位于贯通的横向通道内，且可沿横向通道滑动，活塞的直径大于发射管的内径，且小于扩展空间的内径，所述活塞上设有毛细孔，充气时活塞首先被向前推进至发射管密封口部，使发射管密封，毛细孔将活塞右侧空间与扩展空间连通，横向通道右端设有封盖，使横向通道与高压室隔离，所述发射器本体下端设有与横向通道齐平的通孔，通孔将扩展空间与高压室连通。

2.根据权利要求1中所述的一种新型的轻气炮击发机构，其特征在于，所述毛细管一管口位于活塞右端面，另一管口位于活塞侧壁。

3.根据权利要求1中所述的一种新型的轻气炮击发机构，其特征在于，所述封盖左端面中心设有凸起，凸起延伸至竖向通道中心正下方。

4.根据权利要求1中所述的一种新型的轻气炮击发机构，其特征在于，所述泄气口位于进气口的上方。

5.根据权利要求1中所述的一种新型的轻气炮击发机构，其特征在于，膜片组件为双膜，双膜通过法兰连接在泄气口上，且双膜之间留有空间，配套的破膜装置为进气和泄气通道，进气和泄气通道上均设置阀门，进气和泄气通道穿过法兰与双膜之间的空间连通。

6.根据权利要求1中所述的一种新型的轻气炮击发机构，其特征在于，所述膜片组件为单膜，单膜通过法兰连接在泄气口上，配套的破膜装置包括设置在法兰上的复位弹簧、一组杠杆机构、刀片、拉线和电磁拉力器，所述杠杆机构一端通过拉线与电磁拉力器连接，另一端与刀片连接，复位弹簧连接在刀片端的杠杆机构下方，电磁拉力器通过拉线，杠杆机构使刀片向下运动，切割膜片。