一种加载破片群的高压发射装置及其杀伤效应模拟方法

技术领域

本发明涉及破片考核实验装置及实验方法，具体涉及一种加载破片群的高压发射装置及其杀伤效应模拟方法。

背景技术

随着恐怖袭击的增多，带有破片的爆炸装置对人员和车辆的毁伤程度较重。在装备中，防爆装置、车辆、防弹背心和头盔等防护装备都需要开展防破片考核试验。目前的考核方式主要是使用爆炸驱动破片群杀伤待考核装备。上述考核方式的缺点在于破片的产生具有较强的随机性，导致实验的可重复性差，难以达到精准加载。

发明内容

本发明的目的是提供一种加载破片群的高压发射装置及其杀伤效应模拟方法，以解决现有技术中由于破片的产生具有较强的随机性，导致通过现有的考核装备进行实验考核时，其可重复性差，难以达到精准加载的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种加载破片群的高压发射装置，其特殊之处在于：包括一侧设有开口的高压气室、一端与高压气室开口连接的发射管、位于发射管另一端外侧的靶板；

所述高压气室连接有高压气瓶组件，高压气室的开口处设有快开阀；所述快开阀位于高压气室内；

所述发射管内部设有多个弹道，每个弹道的轴线分别与发射管的轴线平行，且每个弹道两端分别与高压气室以及外界连通；每个弹道内设有一个圆柱体状的破片模拟弹，破片模拟弹与对应弹道同轴，且破片模拟弹外径与对应弹道内径相匹配；所述破片模拟弹外壁上绕其周向设有环形凹槽；所述环形凹槽内设有密封圈；所述密封圈与对应弹道内壁接触，用于破片模拟弹外壁与对应弹道内壁之间的密封及支撑。

进一步地，每个所述弹道内径均一致；

每个所述破片模拟弹的外径均一致，其质量相同或不同。

进一步地，各个所述弹道内径相同或不相同，各个弹道内匹配的破片模拟弹质量相同或不同。

进一步地，所述高压气瓶组件中的高压气体为氮气或氦气。

进一步地，所述高压气室包括依次同轴连接的气室本体、圆锥段和圆柱段；

所述圆锥段大端与气室本体连接，其小端与圆柱段一端连接，所述圆柱段另一端为高压气室的开口。

进一步地，所述高压气瓶组件包括高压气瓶、输气管路以及控制阀；

所述输气管路一端与高压气瓶连通，另一端与高压气室连通；

所述控制阀设置在输气管路上。

进一步地，所述快开阀为气动阀，其阀塞为小端朝向圆柱段另一端的圆锥台结构。

进一步地，所述破片模拟弹外壁上沿其轴向设有两个环形凹槽；每个环形凹槽内分别设有一个密封圈。

一种杀伤效应模拟方法，用于上述的加载破片群的高压发射装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、将靶板设置在发射管远离高压气室的一端外侧，并与发射管的出口相对应；

步骤2、在发射管的每个弹道内分别设置一个破片模拟弹，且使得每个破片模拟弹均位于弹道内靠近高压气室一侧；

步骤3、通过高压气瓶组件向高压气室内输送高压气体，待高压气室内压力达到预定值时，停止输气；

步骤4、打开快开阀，使高压气室内的高压气体迅速释放，在破片模拟弹靠近高压气室一侧的发射管内形成高压环境，高压气体推动破片模拟弹加速离开发射管，形成破片群打击靶板，完成杀伤效应模拟。

进一步地，步骤2具体为：在发射管的每个弹道内分别设置一个破片模拟弹，且使得每个破片模拟弹均位于弹道内靠近高压气室一侧；通过调整破片模拟弹的质量，使得位于不同弹道内的破片模拟弹的质量不同；

步骤4具体为：打开快开阀，使高压气室内的高压气体迅速释放，在破片模拟弹靠近高压气室一侧的发射管内形成高压环境，高压气体推动破片模拟弹加速离开发射管，形成不同形状的破片群打击靶板，完成杀伤效应模拟。

本发明的有益效果：

1、本发明中发射管设为包括多个弹道的管体，通过在每个弹道中安放破片模拟弹，可以实现破片群杀伤效应的精确模拟，且具备可重复性；

2、本发明可以通过改变破片模拟弹质量，以控制单个破片模拟弹加载的时间，实现单个破片模拟弹在不同时间到达的效果，从而调控破片群的形状；

3、本发明可以通过改变靶体位置、方向，以适应不同场景，实现破片分布的精准调控。

4、本发明使用轻质气体(氮气/氦气)作为驱动源，发射产物干净清洁。

附图说明

图1是本发明一种加载破片群的高压发射装置实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的局部结构示意图；

图3是本发明实施例中发射管的立体结构示意图；

图4是本发明实施例中破片模拟弹的立体结构示意图(未显示密封圈)；

图5是本发明实施例中装有密封圈的破片模拟弹侧面结构示意图；

图6是本发明一种杀伤效应模拟方法实施例的流程图。

附图标号：

1-高压气室，11-气室本体，12-圆锥段，13-圆柱段，2-发射管，21-弹道，3-靶板，4-快开阀，41-阀塞，5-破片模拟弹，51-环形凹槽，52-密封圈，6-高压气瓶组件，61-高压气瓶，62-输气管路，63-控制阀。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

本发明实施例提供的一种加载破片群的高压发射装置，如图1所示，包括一侧设有开口的高压气室1、一端与高压气室1开口连通的发射管2、设置在发射管2另一端外侧的靶板3；高压气室1与发射管2通过一个连接结构连接，防止发射过程中出现问题。

高压气室1为厚壁的高压容器，用于存储驱动破片模拟弹5的高压气体；高压气室1连接有高压气瓶组件6，高压气室1的开口处设有快开阀4；快开阀4位于高压气室1内；如图2所示，高压气室1包括依次同轴连接的气室本体11、圆锥段12和圆柱段13；圆锥段12大端与气室本体11连接，其小端与圆柱段13一端连接，圆柱段13另一端为高压气室1的开口。高压气瓶组件6包括高压气瓶61、输气管路62以及控制阀63；高压气瓶用于存储轻质气体，即氮气或氦气。输气管路62一端与高压气瓶61连通，另一端与高压气室1连通；控制阀63设置在输气管路62上，其作用是控制输气管路的通断。快开阀4为气动阀，用于控制高压气室中的气体快速释放，其阀塞41为小端朝向圆柱段13另一端的圆锥台结构。

结合图3-图5所示，发射管2为多孔厚壁圆柱体，发射管2内部设有多个弹道21，每个弹道21的长度方向分别与发射管2的轴线平行，且每个弹道21两端分别与高压气室1以及外界连通；每个弹道21内设有一个圆柱体状的破片模拟弹5，破片模拟弹5与对应弹道21同轴，且破片模拟弹5外径与对应弹道21内径相匹配；破片模拟弹5外壁上绕其周向设有两个环形凹槽51；两个环形凹槽51沿破片模拟弹5的轴向依次设置；每个环形凹槽51内设有密封圈52；密封圈52与对应弹道21内壁接触。密封圈的主要作用为支撑弹体在发射管中运动，防止划伤发射管，同时起到密封作用。

弹道21与破片模拟弹5的匹配方式有两种：

第一种，每个弹道21内径均一致；每个破片模拟弹5的外径均一致，其质量相同或不同。

第二种，各个弹道21内径相同或不相同，各个弹道21内匹配的破片模拟弹5质量相同或不同。

如图6所示，加载破片群的高压发射装置进行杀伤效应模拟的工作过程如下：

步骤1、将靶板3设置在发射管2远离高压气室1的一端外侧，并与发射管2的出口相对应；

步骤2、在发射管2的每个弹道21内分别设置一个破片模拟弹1，且使得每个破片模拟弹5均位于弹道21内靠近高压气室1一侧；为了形成不同形状的破片群，还可以通过调整破片模拟弹5的质量，使得位于不同弹道21内的破片模拟弹5的质量不同；

步骤3、通过高压气瓶组件6向高压气室1内输送高压气体，待高压气室1内压力达到预定值时，停止输气；

步骤4、打开快开阀4，使高压气室1内的高压气体迅速释放，在破片模拟弹5靠近高压气室1一侧的发射管2内形成高压环境，高压气体推动破片模拟弹5加速离开发射管2，形成破片群打击靶板3，完成杀伤效应模拟。若各个破片模拟弹5的质量不同，则会使得单个弹道21内破片模拟弹5运动的最终速度不同，进而形成不同形状的破片群打击靶板3。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明披露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。