CN203758386U - 弹丸飞行速度测试模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置，它包括用于发射弹丸的定向发射器、用于为定向发射器提供动力的气动控制系统，以及当弹丸飞经时用于产生触发信号的区截装置，所述气动控制系统的动力输出端连接定向发射器，区截装置设有两个，分别一前一后固设在定向发射器弹丸发射飞行的轴线方向上，区截装置的信号输出端连接设于外部存储有两个区截装置之间距离、速度计算公式，以及设有数据采集卡的控制中心。本实用新型结构简单，成本低，且能够有效提高教学质量。本实用新型适用于军事教学中测试弹丸飞行速度方面的实验。

Description

弹丸飞行速度测试模拟实验装置

技术领域

本实用新型属于模拟教学器材领域，尤其涉及军校或军队中对弹丸飞行速度进行测试的教学仪器，具体地说是一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置。

背景技术

弹丸飞行初速作为武器系统中重要的一项参数，在武器系统的研制、定型、生产质量控制、产品验收以及弹道学理论的研究中都发挥着重要作用，因其作为影响射击精度的诸多因素当中最主要的因素之一，且容易发生变化，因此，在部队和试验基地经常对弹丸飞行初速进行测量，以衡量火炮特性、弹药特性和弹道特性等等。在培养装备保障和指挥类人才中，弹丸飞行速度的测量是学习的重要内容之一。为了使学员掌握的弹丸飞行速度测试技术，很多军事院校专门开设了弹丸飞行速度测试实验课程。

目前，教学中初速测试实验的实施通常采用的都是实弹射击的方式进行，上述的教学存在如下问题：

（1）存在安全隐患：实验过程中，枪口前方要放置测量设备，而且需要进行经常性的调试，稍有不慎，将会造成严重的人身安全事故和损坏仪器设备事故；

（2）实验准备工作量大，实验时间难以保证：很多实验室都不具备保存枪弹的条件，实验时，枪支弹药的领取与归还以及实验设备的准备调试占用很长时间；

（3）测速实验的教学效果有待提高：由于时间和经费的限制，每名学员只能打1－2发弹丸，导致综合教学效果不佳，如果想要达到理想的教学效果，则需要使用大量的弹丸进行实验，很大程度上提高了教学成本。

所以，目前的实弹射击测量方式实验准备工作量大（仪器调试、枪械经常性保养）、需消耗大量弹药、费时费力成本高，且存在安全隐患，最终导致教学效果不佳。

实用新型内容

为了解决现有技术所存在上述的问题，本实用新型提供了一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置，它无需在使用前做大量的准备工作，且在教学过程中使用的为模拟弹丸，存在的安全隐患少，最终射出的弹丸还可以回收利用，在提高教学质量的同时，还能降低教学成本。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置，用于发射弹丸的定向发射器、用于为定向发射器提供动力的气动控制系统，以及当弹丸飞经时用于产生触发信号的区截装置，所述气动控制系统的动力输出端连接定向发射器，区截装置设有两个，分别一前一后固设在定向发射器弹丸发射飞行的轴线方向上，区截装置的信号输出端连接设于外部存储有两个区截装置之间距离、速度计算公式，以及设有数据采集卡的控制中心。

作为对定向发射器的限定：所述定向发射器包括连接套管，所述连接套管通过一具有缺口的过渡件连接定向筒，且在连接套管内设有沿连接套管长度方向相对连接套管可移动的、将弹丸推到位的导气装置，所述导气装置远离过渡件的一端通过管路与气动控制系统的动力输出端相连。

作为对定向发射器的进一步限定：所述定向发射器还包括用于外部人员操作而令导气装置相对连接套管移动的手柄，所述手柄的一端与导气装置路固连，另一端穿过连接套管，伸出连接套管外。

作为对气动控制系统的限定：所述气动控制系统包括动力气体供给机构，所述动力气体供给机构的出气端连接出气管，所述出气管通过管路连接导气装置，在出气管路上设有接通出气管路与管路的击发开关。

作为对气动控制系统的进一步限定：所述动力气体供给机构包括空压机与储气罐，所述空压机的出气端通过单向阀连接储气罐的进气口，储气罐的出气口连接出气管的进气口。

作为对气动控制系统的更进一步限定：所述气动控制系统还包括控制动力气体供给机构的控制阀，所述控制阀包括设于储气罐与出气管之间的减压阀，以及设于空压机出气口与出气管之间的安全阀。

作为对本实用新型的另一种限定：它还包括用于回收弹丸的弹丸回收箱，所述弹丸回收箱固设于定向发射器弹丸发出飞行的方向上，且两个区截装置间隔地设于定向发射器与弹丸回收箱之间。

作为对上述方式的限定：本实用新型还包括可相对地面移动的操作台，所述定向发射器、区截装置、弹丸回收箱均固设于操作台上。

由于采用了以上技术方案，本实用新型可以达到如下的技术效果：

（1）本实用新型通过设置定向发射器、气动控制系统，以及区截装置，其中，定向发射器在气动控制系统的作用下可以发射弹丸，弹丸在飞行过程中经过两个区截装置时，会激发区截装置产生响应信号，此时，控制中心会采集、记录区截装置产生的响应信号，并对其进行分析处理，最终可以得到弹丸的飞行速度，在控制中心的测速显示设备上可以观察整个过程的测试曲线和弹丸飞行速度数值的大小，并能够存储测试数据，因此，本实用新型结构简单，且不使用真正的弹丸，能够防止工作人员被弹丸所伤害，且在实验教学时无需做大量的准备工作，同时可以节省教学成本；

（2）本实用新型还可设有弹丸回收箱，能够将发射的弹丸回收再利用，进一步降低了教学成本，同时可以令一个学生进行多次实验，对实验结果的掌握会更好，能够有效提高教学质量；

（3）本实用新型设有可移动的操作台，所述定向发射器、区截装置，以及弹丸回收箱均固设于操作台上，即将上述各个装置已设置好，实验时只需将操作台推到合适的位置即可实验，令实验更为简单。

综上所述，本实用新型结构简单，成本低，且能够有效提高教学质量。

本实用新型适用于军事教学中弹丸速度的测试实验。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的原理框图

图2是本实用新型实施例一的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一中定向发射器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一中气动控制系统的原理框图;

图5是本实用新型实施例一中区截装置3的结构示意图；

图6是本实用新型实施例四中区截装置3的结构示意图。

图中：1—定向发射器，11—连接套管，12—过渡件，13—定向筒，14—导气装置，15—手柄，2—气动控制系统，20—分水过滤器，21—空压机，22—储气罐，23—单向阀，24—出气管，25—电磁阀，26—安全阀，27—减压阀，28—压力表，29—油雾器，3—区截装置，31—外框，32—接线柱，33—金属网，34—信号线，35—物镜，36—狭缝板，37—聚光器，38—光电管，39—信号处理电路板，4—控制中心，5—弹丸回收箱，6—操作台。

具体实施方式

实施例一 弹丸飞行速度测试模拟实验装置

本实施例为一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置，如图1、图2所示，它包括：

（1）定向发射器1，用于发射弹丸，其具体结构如图3所示，包括：连接套管11，所述连接套管11通过过渡件12连接定向筒13，而在过渡件12上设有一缺口，通过该缺口可以将弹丸放入过渡件12腔内，而为了结构简单，本实施例中的连接套管11与过渡件12、过渡件12与定向筒13之间均采用螺纹连接。在连接套管11内设有一导气装置14，而导气装置14的内部有一导气管道，所述导气装置14相对连接套管11的长度方向可移动，其主要作用是当将弹丸装入过渡件12腔内后，能将弹丸推到位，通过坡膛进入定向筒13内部。

而为了令外部实验人员方便对导气装置14进行移动操作，本实施例的定向发射器1还包括用于将导气装置14相对连接套管11相对移动的手柄15，所述手柄15的一端与导气装置14通过螺纹固连，另一端穿过连接套管11，伸出连接套管11外。

（2）气动控制系统2，作为动力源，用于提供气流推动力，将定向发射器1内的弹丸发射出去。本实施例中气动控制系统的具体结构如图4所示，包括：

①动力气体供给机构，本实施例中采用空压机21与储气罐22作为动力气体供给机构，所述空压机21的出气端通过单向阀23连接储气罐22的进气口，储气罐22的出气口连接出气管24的进气口，而出气管24的出气口通过管路连接定向发射器1中导气装置路14的进气口。

②击发开关，用于外部实验人员触发，将动力气体供给机构的气体接通定向发射器1中的导气装置14，在气体的冲击作用下发射弹丸。本实施例中采用电磁阀25作为击发开关，即当实验人员按下电磁阀25时，储气罐22内的气体就可以通过导气装置14推动弹丸发射。

③控制阀，用于控制动力气体供给机构提供气体动力的大小，满足不同测试需要，同时保证气动控制系统2的安全，本实施例中控制阀包括安全阀26与减压阀27，其中安全阀26设于空压机21与储气罐22之间，减压阀27设于储气罐22与出气管24之间的连接管路上。而为了进一步保证气动控制系统控制的精准，本实施例还在储气罐22与出气管24之间的连接管路上还设有压力表28、油雾器29，以及分水过滤器20。

（3）区截装置3，用于当弹丸飞过区截装置时，产生响应信号。本实施例的区截装置3设有两个，所述两个区截装置3间隔设于弹丸飞行轨迹上，为保证所测数据的真实性，其中一个区截装置3紧挨定向发射器1的出口设置，另一个则紧挨回收箱4设置，但两区截装置之间间隔不小于0.5米。

本实施例中的区截装置3采用接触式传感器，例如现有技术中的网靶，所述网靶结构如图5所示：包括一个外框31，外框31上设有接线柱32，在接线柱32上绕有利用漆包线或镀银铜丝而制成的金属网33，相邻金属丝的间隔小于弹丸直径的1/4，以保证弹丸头部在穿过靶子时能可靠的切断金属丝。

（4）控制中心4，用于采集弹丸在两个区截装置3之间飞行所用的时间，其自身带有数据采集卡，当弹丸飞经第一个区截装置3时控制中心4通过第一个区截装置3的信号线34得到触发信号开始计时，而当弹丸飞经第二个区截装置3时控制中心4通过第二个区截装置3的信号线34再次得到触发信号停止计时，进而得到弹丸在两个区截装置3之间的飞行时间。同时控制中心4内还存储有速度计算公式，以及两个区截装置3之间的距离，因此，将得到的弹丸在两个区截装置3之间的飞行时间与自身存储的两个区截装置3之间的距离带入到速度计算公式中即可计算出弹丸的飞行速度。同时在控制中心的显示装置上可以观察整个过程的测试曲线和弹丸飞行速度数值的大小，并能够存储测试数据。

（5）弹丸回收箱5，用于回收弹丸，令弹丸可以回收再利用。所述弹丸回收箱5设于两个区截装置3之后。

为了方便布局，本实施例设置了一个相对地面平行的操作台6，所述定向发射器1、区截装置3、弹丸回收箱4均固设于操作台6上。而操作台6则设于一个相对地面可移动的支架底座上，这样方便整个装置的移动。

本实施例的具体工作原理为：外部实验人员通过过渡件12的缺口将弹丸放入定向发射器1内，然后通过手柄15推动导气装置14，令导气装置14推动弹丸进入定向筒13内，然后按下电磁阀25，击发开关，由于空压机21产生并存储到储气罐22中的气体为高压气体，该气体会通过出气管24进入到定向发射器1内，推动弹丸发射出去，当弹丸通过第一个区截装置3的网靶时，切断网靶的金属丝，这时产生一个脉冲信号，该脉冲信号令控制中心4控制开始计时，当弹丸通过第二个网靶时，切断第二个网靶的金属丝，又产生一个脉冲信号，该脉冲信号令控制中心4控制停止计时，而两个区截装置3之间的距离时已知的，此时控制中心根据采集到的弹丸在两个区截装置3之间的飞行时间，以及两个区截装置3之间的距离即可计算出弹丸的飞行速度，而发射的弹丸最终也被弹丸回收箱5回收再利用。

而对于弹丸飞行速度的计算为：设两区截装置3之间的距离为x，当弹丸飞过两个区截装置3时，由测速显示与存储设备分别记录飞过两个区截装置3的时间为t1和t2。引入基本假设条件，即弹丸在弹道直线段（飞离炮口不远的一段距离内）飞行时，速度的变化符合匀变速运动规律。当弹丸的飞行速度按匀变速运动规律变化时，测速点就是两个两区截装置3的中点，则弹丸在测速点的瞬时速度为： 。

实施例二 弹丸飞行速度测试模拟实验装置

本实施例提供的一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置与实施例一提供的弹丸飞行速度测试模拟实验装置的结构相同，不同之处在于区截装置的结构不同：本实施例的区截装置3也为接触式传感器，而本实施例中的接触式传感器为箔靶，包括两个导电箔，在两个导电箔之间夹设有一个绝缘层，并由引线引出信号给控制中心，所述箔靶对弹丸的检测原理为：由于弹丸通常是金属材质的，因此当弹丸发射后穿过箔靶时，弹丸尖部会将两个导电箔面接通，弹丸通过后，两个导电箔面又会被绝缘层隔开，因此，有两个导电箔面的接通和断开产生触发信号给控制中心，控制中心根据触发信号控制开始计时和停止计时。

本实施例的其他结构与实施例一中的结构完全相同，在此不再赘述。

实施例三 弹丸飞行速度测试模拟实验装置

本实施例为一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置与实施例一、实施例二提供的弹丸飞行速度测试模拟实验装置的结构相同，不同之处在于区截装置的结构不同：本实施例的区截装置采用的是非接触式传感器，具体为线圈靶，而线圈靶分为双线圈与单线圈，其中双线圈既有感应线圈又有励磁线圈，其具体工作原理为：在整个模拟实验装置工作的时候，励磁线圈通电，感应线圈接测试仪输入端，这样就会在整个线圈靶周围产生稳定的磁场，当弹丸通过线圈靶中心时，会引起感应线圈磁通量发生变化，从而使感应线圈输出一个类似正弦波的信号，该信号能够控制开始计时和停止计时。

而单线圈只有感应线圈，具体工作原理为：感应线圈工作时与测时仪输入端相接，线圈靶周围没有磁场产生，要想产生类似于正弦波的信号，事先就必须将弹丸磁化，使弹丸周围形成具有一定强度的磁场，磁化的弹丸穿过线圈靶时，就会改变单线圈靶中感应线圈的磁通量，也可以感应出一个类似于正弦波的信号，控制测时仪4开始计时和停止计时。

本实施例的其他结构与实施例一、实施例二中的结构完全相同，在此不再赘述。

实施例四 弹丸飞行速度测试模拟实验装置

本实施例为一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置与实施例一、实施例二、实施例三提供的弹丸飞行速度测试模拟实验装置的结构相同，不同之处在于区截装置的结构不同：本实施例的区截装置采用的与实施例三相同，为非接触式传感器，具体为天幕靶，所述天幕靶是利用光电转换原理制成的非接触式区截装置，天幕靶采用的光源是天幕的背景光。天幕靶的核心器件就是光电探测器，结构如图6所示：主要由物镜35、狭缝板36、聚光器37、光电管38及信号处理电路板39组成。物镜35的作用是使从光电探测器上方飞过的弹丸在聚光器上产生清晰的影像；而狭缝板36的作用是在光电探测器上方形成一个尖劈形的天幕，如图6所示，所述物镜35固设于光电探测器的最上方，在物镜35的下方固设有用于透光的狭缝板36，在狭缝板36的下方固设有聚光器37，光电管38固设于聚光器37的下方，所述光电管38的电信号输出端连接其下方设置的信号处理电路板39。

本实施例中光电探测器的视场夹角是24度，保证弹丸能在光电探测器的感光范围内通过。同时，天幕又是一个很薄的天幕，夹角为0.24度，保证弹丸在上方飞过时，能够遮蔽背景光，引起光线的变化，同时也不会引起很大的误差。

天幕靶的工作原理为：检测时，光电探测器指向天空，自然光通过物镜35、狭缝板36和聚光器37照射在光电管38上，当弹丸从光电探测器上方飞过时，遮去一部分光线，光电管上感受的光量突然减小，从而产生一个电信号，这个信号经过信号处理电路板39进行放大、整形后变成一个放大的脉冲信号，从而去令控制中心控制开始计时和停止计时。

本实施例的其他结构与实施例一、实施例二、实施例三中的结构完全相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于它包括：用于发射弹丸的定向发射器、用于为定向发射器提供动力的气动控制系统，以及当弹丸飞经时用于产生触发信号的区截装置，所述气动控制系统的动力输出端连接定向发射器，区截装置设有两个，分别一前一后固设在定向发射器弹丸发射飞行的轴线方向上，区截装置的信号输出端连接设于外部存储有两个区截装置之间距离、速度计算公式，以及设有数据采集卡的控制中心。

2.根据权利要求1所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：所述定向发射器包括连接套管，所述连接套管通过一具有缺口的过渡件连接定向筒，且在连接套管内设有沿连接套管长度方向相对连接套管可移动的、将弹丸推到位的导气装置，所述导气装置远离过渡件的一端通过管路与气动控制系统的动力输出端相连。

3.根据权利要求2所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：所述定向发射器还包括用于外部人员操作而令导气装置相对连接套管移动的手柄，所述手柄的一端与导气装置路固连，另一端穿过连接套管，伸出连接套管外。

4.根据权利要求2或3所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：所述气动控制系统包括动力气体供给机构，所述动力气体供给机构的出气端连接出气管，所述出气管通过管路连接导气装置，在出气管路上设有接通出气管路与管路的击发开关。

5.根据权利要求4所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：所述动力气体供给机构包括空压机与储气罐，所述空压机的出气端通过单向阀连接储气罐的进气口，储气罐的出气口连接出气管的进气口。

6.根据权利要求5所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：所述气动控制系统还包括控制动力气体供给机构的控制阀，所述控制阀包括设于储气罐与出气管之间的减压阀，以及设于空压机出气口与出气管之间的安全阀。

7.根据权利要求1、2、3、5、6中任意一项所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：它还包括用于回收弹丸的弹丸回收箱，所述弹丸回收箱固设于定向发射器弹丸发出飞行的方向上，且两个区截装置间隔地设于定向发射器与弹丸回收箱之间。

8.根据权利要求4所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：它还包括用于回收弹丸的弹丸回收箱，所述弹丸回收箱固设于定向发射器弹丸发出飞行的方向上，且两个区截装置间隔设于定向发射器与弹丸回收箱之间。

9.根据权利要求7所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：它还包括可相对地面移动的操作台，所述定向发射器、区截装置、弹丸回收箱均固设于操作台上。

10.根据权利要求8所述的弹丸飞行速度测试模拟实验装置，其特征在于：它还包括可相对地面移动的操作台，所述定向发射器、区截装置、弹丸回收箱均固设于操作台上。