申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2018-04-23

公开（公告）日：2021-06-08

公开（公告）号：CN110388849B

主分类号：F41F1/00(20060101)

分类号：F41F1/00(20060101);F41A21/00(20060101);G05D1/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.08#授权;2019.11.22#实质审查的生效;2019.10.29#公开

摘要：本发明公开一种空气炮装置，其包括：炮管、导轨、弹托；所述导轨的横截面为弓形，其固定设置在所述炮管的内部下侧，所述导轨的弧面与所述炮管的下侧的内壁面紧密贴合；所述弹托设置有放置弹体的凹槽，所述弹托设置在所述导轨的上方，所述导轨的横截面与所述弹托的横截面构成圆形，该圆形的大小与所述炮管的横截面相对应。通过本发明能够有效控制弹体的撞击姿态。

主权项：1.一种空气炮装置，其特征在于，包括：炮管、导轨、弹托；所述导轨的横截面为弓形，其固定设置在所述炮管的内部下侧，所述导轨的弧面与所述炮管的下侧的内壁面紧密贴合；所述导轨包括多个相连接的分段导轨；所述导轨的长度与所述炮管的长度相同，所述导轨的高度为所述炮管的内圆半径的10％-60％；所述炮管的近端设置有第一连接法兰，所述炮管的远端设置有第二连接法兰，所述导轨分别与所述第一连接法兰和所述第二连接法兰固定连接；所述弹托设置有放置弹体的凹槽，所述弹托设置在所述导轨的上方，所述导轨的横截面与所述弹托的横截面构成圆形，该圆形的大小与所述炮管的横截面相对应；所述空气炮装置还包括：装弹口、发射装置、高压气室；所述装弹口与所述第一连接法兰连接，所述装弹口的近端依次设置所述发射装置和所述高压气室。

全文数据：空气炮装置技术领域本发明涉及空气炮试验装置技术领域，尤其涉及一种能够有效控制弹体飞行姿态的空气炮装置。背景技术在国防和工业生产中，常常需要对试验对象进行冲击加载试验，如飞机结构抗鸟撞试验、飞机发动机机匣包容性试验、建筑物玻璃抗冲击试验等。目前国内外多采用空气炮装置将弹体加速到指定速度后冲击靶板，模拟靶板可能受到的冲击。因此，空气炮装置的稳定性、准确性均会对实验结果造成较大影响，决定试验的成败。尤其是某些试验件造价昂贵、难以加工，如机翼前缘结构、发动机机匣结构，一旦试验失败，将造成很大的经济损失和资源浪费。由于加工和使用方便，现有空气炮基本都采用了圆柱形炮管，圆柱形炮管能够加速几何形状为回转体的弹丸。然而某些试验会选用非回转体作为弹体的几何形状如长方体、楔形块，且对弹丸飞出炮管时的飞行姿态有较高的要求。综上所述，现有技术中的空气炮装置的弹体在炮管内的加速过程可能会沿其轴线旋转，导致弹体飞出炮管时的姿态难以估计、无法控制，不能够进行对弹体撞击姿态有明确要求的试验测试。发明内容本发明的主要目的在于提供一种空气炮装置，以解决弹体在炮管内加速过程中发生旋转导致无法控制弹体飞出炮管时的姿态的问题。为了解决上述问题，根据本发明实施例提出一种空气炮装置，其包括：炮管、导轨、弹托；所述导轨的横截面为弓形，其固定设置在所述炮管的内部下侧，所述导轨的弧面与所述炮管的下侧的内壁面紧密贴合；所述弹托设置有放置弹体的凹槽，所述弹托设置在所述导轨的上方，所述导轨的横截面与所述弹托的横截面构成圆形，该圆形的大小与所述炮管的横截面相对应。其中，所述弹托的横截面为弓形，所述弹托的平面与所述导轨的平面相接触，所述弹托沿炮管轴线在炮管内前后运动。其中，所述导轨的长度与所述炮管的长度相同，所述导轨的高度为所述炮管的内圆半径的10％-60％。其中，所述导轨包括多个相连接的分段导轨。其中，所述炮管的近端设置有第一连接法兰，所述炮管的远端设置有第二连接法兰。其中，所述导轨分别与所述第一连接法兰和所述第二连接法兰固定连接。其中，所述装置还包括：装弹口、发射装置、高压气室；所述装弹口与所述第一连接法兰连接，所述装弹口的近端依次设置所述发射装置和所述高压气室。其中，所述装置还包括：脱弹器，其与所述第二连接法兰连接。其中，所述脱弹器的中心开有与弹体横截面形状相同的通孔；当弹托和所述弹体运动到炮口处时，所述脱弹器将所述弹托阻挡在所述炮管中，所述弹体通过所述通孔并飞出所述炮管。其中，所述通孔的横截面为长方形、正方形、梯形或类似的形状。根据本发明的技术方案，通过在炮管内部加入导轨，使得弹体在炮管内的加速运动只有沿炮管轴向的平动，并不会进行沿炮管轴向转动，因此弹体飞出炮管后能继续保持这一飞行姿态撞击靶板，实现了控制弹体撞击姿态的目的。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是根据本发明实施例的空气炮装置的示意图；图2是根据本发明实施例的炮管的横截面的示意图；图3A和图3B是根据本发明实施例的炮管的剖面示意图；图4是根据本发明实施例的导轨的示意图；图5是根据本发明实施例的弹托和弹体的示意图；图6是根据本发明实施例的脱弹器的示意图。【符号说明】1炮管2导轨3弹托4弹体5脱弹装置6装弹口7发射装置8高压气室9第一连接法兰10第二连接法兰具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。根据本发明实施例提供了一种空气炮装置，该装置可以用于对试验对象进行冲击加载试验。如图1所示，所述空气炮装置主要包括：炮管1、导轨2、弹托3、弹体4、脱弹器5、装弹口6、发射装置7、高压气室8、第一连接法兰9、第二连接法兰10，下面详细描述各部件的形状和连接关系。在实际应用中，炮管1可以采用薄壁型圆筒制造。炮管1包括近端和远端，即，炮管1的弹体入口处为近端、炮管1的弹体出口处为远端。炮管1的两端分别与连接法兰固定连接，具体地，炮管1的近端与第一连接法兰9固定连接例如焊接，炮管1的远端与第二连接法兰10固定连接例如焊接。图2是安装导轨的炮管的横截面的示意图，如图2所示，所述导轨2的横截面为弓形，也就是导轨2包括一平面及一弧面。在实施例中，导轨2固定设置在所述炮管1的内部下侧，导轨2的长度与炮管1的长度相同。所述导轨2的弧面与所述炮管1的下侧的内壁面弧度相同，因此导轨2能够与炮管1紧密贴合。在实际中，导轨2的高度为炮管1的内圆半径的10％-60％，优选地，导轨2的高度为炮管1的内圆半径的50％。实验表明，导轨2过高会影响弹托3和弹体4在炮管1内的速度，导轨2过低则不能有效控制弹托3和弹体4在炮管内的旋转，因此需要设置合理的导轨2的高度。参考图3A及图3B，导轨2两端通过螺栓与连接法兰9和10连接。在实施例中，导轨2可以是一体成型的；为加工及安装方便，导轨2也可以是由多个分段导轨相连接构成。参考图4，图4示出一段分段导轨，分段导轨的两端设置有供螺栓连接的螺孔，这样，多段分段导轨首尾相连组成导轨2。第一连接法兰9和第二连接法兰10的中心加工有与弹托3的截面形状、大小基本相同的开孔该开孔大小能够穿过弹托3，第一连接法兰9和第二连接法兰10的下侧预留螺栓孔与导轨2配合连接。结合参考图1和图2，所述弹托3设置在所述导轨2的上方，实际上，弹托3的横截面也为弓形，即弹托3包括一平面及一弧面。弹托3的弧面与所述炮管1的上侧的内壁面弧度相同。弹托3的平面与导轨2的平面相接触，弹托3能够沿炮管轴线在炮管1内前后滑动。在实施例中，所述导轨2的横截面与所述弹托3的横截面构成一个圆形，该圆形的大小与所述炮管1的横截面大小基本相同略小，这样，通过在炮管1内设置导轨2，弹托3在炮管1内部只能沿炮管轴线自由滑动而不会沿炮管轴向转动。参考图5，弹托3前端面向炮管1的弹体出口处设置有与弹体4形状、大小基本相同的凹槽，凹槽中放置弹体4，例如，弹体4的尺寸可以为50mm×50mm×6mm。在本申请中，所述弹体4为非回转体，例如长方体、正方体、梯形体或类似的形状。需要说明，图5中示出的长方体的弹体仅用于示例性说明，并不限制本发明的保护范围。继续参考图1，在炮管1的近端弹体入口处设置有装弹口6，装弹口6的一端远端与第一连接法兰9相连接，装弹口6的另一端近端依次连接发射装置7以及高压气室8。在实施例中，高压气室8用于储存高压空气，或者氦气、氮气等其他轻型气体作为动力源，可以利用空气压缩机向高压气室8内充入高压气体；发射装置7用于释放高压气室8储存的高压气体，从而产生发射弹托3和弹体4的动力。结合参考图1和图6，在炮管1的远端弹体出口处设置有脱弹器5，脱弹器5与第二连接法兰10相连接。所述脱弹器5的中心开有与弹体4横截面形状相同、尺寸略大的通孔，例如通孔的尺寸可以为60mm×10mm。所述脱弹器5用于在发射弹体4后将弹托3阻挡在炮管1中，弹体4从通孔中飞出。在进行冲击加载试验时，首先将内部装有弹片4的弹托3从装弹口6放入炮管1，然后利用空气压缩机向高压气室8内充入一定量的气体，利用发射装置7释放气体，弹托3携带弹体4沿炮管1加速前进，由于导轨2的导向作用，弹托3和弹体4只沿炮管1进行轴向的平动，而不会在炮管1内旋转。当弹托3和弹体4运动到炮口处时，炮管1出口处的脱弹器5挡住弹托3，弹体4以预计的冲击姿态和的速度冲出炮管1冲击靶板。本发明与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、能够有效地控制弹托和弹体在炮管内的旋转，控制弹体的撞击姿态。2、原理简单，零件少，便于加工和装配，成本低。3、结构简单，可以方便地对圆形炮管进行改造，便于安装和拆卸，不会对原有结构造成损坏，安全可靠，试验重复性好。以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

权利要求：1.一种空气炮装置，其特征在于，包括：炮管、导轨、弹托；所述导轨的横截面为弓形，其固定设置在所述炮管的内部下侧，所述导轨的弧面与所述炮管的下侧的内壁面紧密贴合；所述弹托设置有放置弹体的凹槽，所述弹托设置在所述导轨的上方，所述导轨的横截面与所述弹托的横截面构成圆形，该圆形的大小与所述炮管的横截面相对应。2.根据权利要求1所述的空气炮装置，其特征在于，所述弹托的横截面为弓形，所述弹托的平面与所述导轨的平面相接触，所述弹托沿炮管轴线在炮管内前后运动。3.根据权利要求1所述的空气炮装置，其特征在于，所述导轨的长度与所述炮管的长度相同，所述导轨的高度为所述炮管的内圆半径的10％-60％。4.根据权利要求1所述的空气炮装置，其特征在于，所述导轨包括多个相连接的分段导轨。5.根据权利要求1所述的空气炮装置，其特征在于，所述炮管的近端设置有第一连接法兰，所述炮管的远端设置有第二连接法兰。6.根据权利要求5所述的空气炮装置，其特征在于，所述导轨分别与所述第一连接法兰和所述第二连接法兰固定连接。7.根据权利要求5所述的空气炮装置，其特征在于，还包括：装弹口、发射装置、高压气室；所述装弹口与所述第一连接法兰连接，所述装弹口的近端依次设置所述发射装置和所述高压气室。8.根据权利要求5所述的空气炮装置，其特征在于，还包括：脱弹器，其与所述第二连接法兰连接。9.根据权利要求8所述的空气炮装置，其特征在于，所述脱弹器的中心开有与弹体横截面形状相同的通孔；当弹托和所述弹体运动到炮口处时，所述脱弹器将所述弹托阻挡在所述炮管中，所述弹体通过所述通孔并飞出所述炮管。10.根据权利要求9所述的空气炮装置，其特征在于，所述通孔的横截面为长方形、正方形、梯形或类似的形状。

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