[发明专利]一种管内激光水下爆炸发射推进方法

权利要求书

1.一种管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，包括：激光器(1)，用于发射激光束；发射平台，包括发射水箱(4)，发射水箱(4)内盛装透明水介质，水介质内布置发射管(6)，发射管(6)内滑动布置航行体(7)；激光束穿过透明水介质辐照航行体(7)尾部，诱导航行体(7)尾部工质烧蚀，激光与烧蚀气体相互作用，形成高温高压等离子体(10)，并快速向外膨胀，产生爆轰波推动航行体(7)运动，随后爆轰产物形成的高压气泡在发射管约束作用下在水中膨胀收缩往复过程，对航行体(7)产生持续推力，从而推动航行体(7)发射出发射管(6)。

2.如权利要求1所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，所述激光器(1)前方布置平面镜(2)，激光器(1)发射的水平高能脉冲激光束，经过平面镜(2)反射后垂直照射发射水箱(4)。

3.如权利要求2所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，所述发射水箱(4)上设置光学窗口(8)，光学窗口(8)选用Φ25.4×4mm的BK7光学玻璃，用于通光。

4.如权利要求3所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，所述光学窗口(8)外部设置透镜(3)，激光束经过透镜(3)聚焦后照射至发射水箱(4)。

5.如权利要求1所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，所述发射水箱(4)由透明树脂制成，其外部设置的数字摄像机(5)，用于对发射水箱(4)内的推进试验过程进行射像拍照，数字摄像机(5)的采样频率为20000f/s—100000f/s。

6.如权利要求5所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，所述试验平台还包括：同步触发仪，同步触发仪连接激光器(1)和数字摄像机(5)，通过同步触发仪实现对激光器(1)和数字摄像机(5)的同步触发。

7.如权利要求6所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，还包括：高速示波器，连接激光器(1)，采集激光能量的时空分布及冲击压力特征参数，数字摄像机(5)和高速示波器所采集的信息用于发射推进试验数据分析。

8.如权利要求1所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，所述激光器(1)选取调Q型Nd：YAG激光器，单束激光能量2.5J，激光功率密度时间分布为高斯分布，半峰宽约为10ns，激光波长1064nm，出口光斑直径16mm。

9.如权利要求1所述的管内激光水下爆炸发射推进系统，其特征在于，所述水介质采用去离子水。

10.基于权利要求1-9中任一项所述系统的管内激光水下爆炸发射推进方法，其特征在于，在进行推进方法试验前对激光器输出光斑、能量进行校准测量，获得单脉冲激光输出平均能量，并根据试验状态需求调节确定聚焦位置，激光器开启的同时，通过同步触发仪触发数字摄像机，开启数字摄像机对试验中激光水下爆炸和航行体运动过程进行全程摄像；试验中激光从激光器中发射输出并通过平面镜反射后，经透镜聚焦后平行入射到发射水箱，并透过光学窗口进入发射管内，在航行体尾部聚焦烧蚀，产生高温高压等离子体并演化为爆轰波，推动航行体运动，随后爆轰产物在管内反复脉动持续推动航行体运动出水；高速示波器连接激光器，采集激光能量的时空分布及冲击压力特征参数，数字摄像机和高速示波器所采集的信息在试验后进行数据分析。