一种射程无级可调的电控发射火炮

技术领域

本发明属于火炮发射技术领域，具体涉及一种射程无级可调的电控发射火炮。

背景技术

提高身管武器的射程和威力一直是世界各地研究人员的研究热点。射程和威力最直接的反应为初速，而提高弹丸初速的本质就是提高发射装药对弹丸的做功能力。发射药作为身管武器的主要能源，国内外研究人员一直在思考如何运用新技术、新能源来改良发射药的性能，从而能达到增加射程，提高身管武器威力的目的。

电控发射药是一种在装药上施加电压，其燃速随电压的变化而变化的新型火药。这种物理-化学耦合体系打破了传统单一化学体系火药燃烧不可控的缺点，可以通过外界电能的输入实现燃速调节，进而实现火炮初速和射程的调节。

传统变燃速发射药通过引入钝感物质或改变装药结构实现燃速过程燃速的变化，但这种变化实际上是不可动态调节的，同时降低了火药的能量密度。与传统变燃速发射药相比，电控发射药无需引入钝感物质就可以通过电压实时调节燃速，而且无需点火药，可以有效增大装药的能量密度。模块化装药通过改变装药总能量实现射程的分级调控，与模块化装药相比，电控发射火炮可以实现对的无级调控。

传统发射药无需正负两极持续作用，装药结构与电控发射药完全不同。传统火炮发射过程中无需外界电功单元的持续作用，传统火炮的各部件之间没有相互绝缘，无法使用电控发射药。现有火炮系统无法将电控发射药作为主装药。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可与供电单元安全、持续、稳定地接触，使用电控发射药为主装药，无点火药，射程无级调节，且制作简单快捷、易组装拆卸、易更换清洗的电控发射火炮。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种射程无级可调的电控发射火炮，包括炮身主体，电控发射弹和炮闩；

电控发射弹的装药为电控发射药，装药两端分别为正极和负极；炮闩包括电功单元正极、电功单元负极、正极弹簧、负极弹簧、炮闩正极和炮闩负极，炮闩正极分为两部分，中间用正极弹簧连接，正极弹簧留有裕度使得正极弹簧两端同时与正极外电极和电功单元正极紧密接触，炮闩负极分为两部分，中间用负极弹簧连接，负极弹簧留有裕度使得负极弹簧两端同时与负极外电极和电功单元负极紧密接触；

装药两端的正极、负极分别连接炮闩正极和炮闩负极。

进一步的，炮闩正极和炮闩负极外周通过绝缘胶设置在炮闩主体内。

进一步的，电控发射弹还包括弹壳、弹头、绝缘套、正极、负极外电极、压板、绝缘底座、调整螺母、绝缘垫片、正极外电极金额正极外导电环，装药的负极采用端面式或同轴式；

装药装配在呈筒式的正极内，绝缘套套设在正极外，正极一端通过绝缘垫片装配有负极外电极，负极外电极穿过绝缘垫片后依次穿过绝缘套、压板中间的调整螺母和绝缘底座后和炮闩正极连接。

进一步的，端面式的负极还包括设置在正极朝向弹头一端的、且和装药一端接触的正极金属网，设置在装药另一端的、且外周通过绝缘环与正极连接的金属片负极，金属片负极和装药该端紧密接触，负极外电极呈T型，金属片负极和T型负极外电极之间设有呈压缩状态的压簧。

进一步的，正极金属网的孔的面积、数量和排列方式根据装药所需的燃烧过程设定。

进一步的，同轴式的负极还包括和负极外电极整体设置的多根负极，多根负极包括多根平行、同轴设置的负极，以及设置在多根的负极一端将多根的负极和负极外电极连接为一个整体，多根负极设置在装药内，装药一端和弹头接触、另一端和绝缘垫片接触。

进一步的，多根负极的形状、大小、密度和排列方式根据装药的燃烧过程确定。

进一步的，正极外导电环和正极外电极一体设置，正极外电极穿过压板和绝缘套后和正极连接。

进一步的，还包括闭气环，闭气环设置在弹头外周和弹壳之间，闭气环根据弹头与装药分离的压力阈值确定。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

1)本发明结构设计合理，利用巧妙的方法实现各部件之间的绝缘，适用于电控发射药的燃烧反应。

2)本发明采用压簧的推动，保证在燃烧过程中装药与正负两极的动态接触，或采用在装药中分布多根电极保证燃烧反应的稳定进行。

3)本发明使用电控发射药，具有钝感低易损，无需点火药，射程可无级调节的优点。

4)本发明结构设计巧妙，制作简单快捷、易组装拆卸、易更换清洗。

附图说明

图1是本发明射程无级可调的电控发射火炮的总体结构示意图。

图2是本发明端面式电控发射弹的结构示意图；其中(a)为主视图，(b)为12-正极金属网侧视图。

图3是本发明同轴式电控发射弹的结构示意图；其中(a)为主视图，(b)为B-B处的剖面图。

图4是本发明电控发射火炮炮闩的结构示意图。

附图标记说明：

1-炮身主体，2-电控发射弹，3-炮闩，4-正极，5-压板，6-绝缘底座，7-负极外电极，8-正极外电极，9-调整螺母，10-绝缘垫片，11-正极外导电环，12-正极金属网，13-装药，14-压簧，15-负极，16-绝缘环，17-弹壳，18-弹头，19-绝缘套，20-多根负极，21-绝缘胶，22-炮闩正极，23-正极弹簧，24-电功单元正极，25-炮闩负极，26-负极弹簧，27-电功单元负极，28-闭气环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1～图4，一种使用电控发射药为主装药的射程无级可调的电控发射火炮，其特征在于：包括炮身主体1，两种电控发射弹2以及炮闩3。电控发射弹包括端面式和同轴式。端面式中正极金属网12通过正极4与正极外电极8连接，通过正极外导电环11与炮闩正极22连接。炮闩正极分为两部分，中间用正极弹簧23连接，留有一定裕度保证同时与正极外电极8和电功单元正极24紧密接触。负极15连接绝缘环16，通过压簧14与负极外电极7连接，压簧14保证装药与正负两极之间动态接触，进一步与炮闩负极25连接。炮闩负极分为两部分，中间用负极弹簧26连接，留有一定裕度保证同时与正极外电极8和电功单元负极27紧密接触。装药13位于两极之间，调整螺母9和绝缘底座6保证各部分紧密接触。特别的是，正极金属网孔的面积、数量和排列方式均会影响发射药的燃烧过程。同轴式不同的是负极为多根负极20，直接与负极外电极7连接。多根负极均匀分布于装药13内。负极电极的形状，大小，密度和排列方式均会影响发射药的燃烧过程。压板5，绝缘套19，绝缘垫片10和绝缘胶21保证相关部位的绝缘。闭气环28用于固定弹头，保证弹内压力超过阈值后弹头才开始与装药分离。此外还包括弹壳17和弹头18。

使用电控发射药作为电控发射火炮主装药。存在闭气环调节弹头与装药分离的压力阈值。无需点火药。协配电功单元用于供电。装药通过压簧与正负两极保持动态接触或多根电极分布在装药内。电功单元正负两极插入炮闩尾部与正负两极连接。

本发明采用机械加工的方法加工各零件再将各零件组装起来。对于端面式电控发射弹，依次将绝缘套19，正极4，绝缘垫片10，负极外电极7，压簧14，负极15和绝缘环16组装。装入发射药柱13，插入正极金属网12，拧上调整螺母9。将以上整体与弹壳17和弹头18组装，组装压板5和绝缘底座6。对于同轴式电控发射弹，再则是将发射药注装入组装完成的正极4与多根负极20之间，发射药在其中成型。将组装完成的电控发射弹装填入炮膛内，连接炮闩3。正极外导电环11依次连接炮闩正极22，正极弹簧23；负极外电极7依次连接炮闩负极23，负极弹簧24。炮闩电极留有裕度，当电控发射弹底座与炮闩连接存在间隙时，弹簧推动炮闩电极与电控发射弹底座紧密接触。连接外界供电电功单元的正极24和负极27。