多制式多功能輕氣炮系統(tǒng)
輕氣炮系統(tǒng)可以分為一級(jí)輕氣炮、二級(jí)輕氣炮和三級(jí)輕氣炮系統(tǒng)，按著一級(jí)驅(qū)動(dòng)的方式可以分為空氣/氮?dú)?/span>/氦氣/氫氣驅(qū)動(dòng)的輕氣炮、氫氧燃燒驅(qū)動(dòng)的輕氣炮、超臨界二氧化碳驅(qū)動(dòng)的輕氣炮、火藥/硝化棉等驅(qū)動(dòng)的輕氣炮等不同的制式，實(shí)現(xiàn)彈體不同速度下撞擊不同的材料和結(jié)構(gòu)，研究材料和結(jié)構(gòu)的抗侵徹毀傷特性、材料的高應(yīng)變率本構(gòu)關(guān)系、材料的失效模型和材料的物態(tài)方程，獲得材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能參數(shù)，為建模仿真研究提供準(zhǔn)確有效的材料模型參數(shù)。
二級(jí)輕氣炮多功能發(fā)射系統(tǒng)，其組成和工作原理如圖1所示，主要由高壓氣室、泵管、高壓錐段、發(fā)射管、液壓合炮裝置、浮動(dòng)支撐平臺(tái)和PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等構(gòu)成發(fā)射系統(tǒng)；靶艙部分包括膨脹室（氣動(dòng)彈托分離室）、激光測(cè)速段和撞擊試驗(yàn)艙（靶室）組成，這些艙段開(kāi)有相應(yīng)的光學(xué)觀測(cè)窗口、功能擴(kuò)展的X射線探測(cè)接口和信號(hào)線接口；真空系統(tǒng)應(yīng)保證泵管在充入氫氣前活塞兩側(cè)的真空度小于1Pa。當(dāng)需要彈托分離時(shí)，靶艙部分充入氮?dú)馐蛊湔婵斩?00Pa-600Pa，以便彈托分離；供氣系統(tǒng)應(yīng)保證試驗(yàn)所需氣體的供給和有效密封，實(shí)現(xiàn)氮?dú)饣蛘吆獾呐浣o；彈托分離機(jī)構(gòu)保證彈與托的有效分離；測(cè)速系統(tǒng)保證彈體速度以及飛板速度的有效測(cè)試。
二級(jí)輕氣炮的工作原理為：通過(guò)供氣系統(tǒng)給高壓氣室充氣，當(dāng)壓力達(dá)到需要的壓力設(shè)定值，通過(guò)24伏直流電磁閥觸發(fā)高壓氣室內(nèi)的快開(kāi)錐閥，釋放高壓氣室內(nèi)的普通氮?dú)饣蛘吆猓?qū)動(dòng)活塞壓縮泵管里的輕氣（氫氣或者氦氣），當(dāng)活塞進(jìn)入高壓耦合錐段，體積急劇減小壓力進(jìn)一步增加，當(dāng)壓力達(dá)到高壓錐段與發(fā)射管之間膜片的破膜壓力時(shí)，膜片破裂驅(qū)動(dòng)彈托和彈丸沿發(fā)射管高速飛出，經(jīng)膨脹室（氣動(dòng)分離室）彈托分離和激光測(cè)速段激光測(cè)速或者電探針測(cè)速后在靶室（撞擊艙）撞擊靶件。而一級(jí)輕氣炮的原理與之類似，也是通過(guò)釋放高壓氣室內(nèi)的氣體驅(qū)動(dòng)彈體沿發(fā)射管高速飛出，經(jīng)彈托分離和測(cè)速后撞擊靶件。整個(gè)設(shè)備采用觸摸屏計(jì)算機(jī)PLC遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)。
圖1 非火藥驅(qū)動(dòng)的二級(jí)輕氣炮系統(tǒng)的組成和工作原理示意圖
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