[实用新型]一种高速入水发射装置

说明书

本实用新型提供了一种高速入水发射装置，适用于球体和圆柱体，包括：壳体，内部为高压气室；排气腔，设置于所述高压气室中，设置有气控单向阀；活塞杆，其一端可沿所述排气腔滑动，另一端设置有阀头，可将所述壳体的发射口密封或打开；进气管路和排气管路，与所述排气腔连通；发射管，其一端连通所述发射口，另一端固定脱壳环，嵌有弹丸的弹托可在所述发射管中滑动，所述脱壳环用于将所述弹托限制在所述发射管中。

技术领域

本实用新型涉及属于高速入水发射实验装置领域，具体涉及到一种可变速度、可变角度的、适用于球体/圆柱体的高速入水发射装置。

背景技术

近年来，中国提出了建设海洋强国的战略目标，海洋工程与科技的发展受到了广泛关注。“入水”是指物体以一定的速度跨越气-液界面进入液体中的现象，广泛存在于现代军事和民用航空航海等领域中，具有重要的军事和工程应用背景。例如，空投或火箭助飞的鱼雷从空气介质侵入到流体介质的过程中，面临着冲击后结构损坏、器件失灵、忽扑和弹道失控等问题。又如，高速运动的子弹、弹丸从空气进入水中，将在水中产生空泡，并且改变运动的轨迹。这些物体一般都具有球体、圆柱体的特征。入水问题是涉及固、液、气三者相互耦合作用的一种复杂的物理过程，除了涉及到物体与液面的瞬态撞击问题，物体入水时还可能向水中卷入空气形成空泡，空泡闭合时液体又会对物体施加各种反作用力，这些问题都具有强烈的非线性，理论研究具有很大难度，实验依然是重要的研究手段。

现有技术中，“一种结构物入水实验发射装置”是利用推力弹簧将物体发射出去，然而，这种发射方式通常只能将质量较小的物体加速到～10¹m/s量级，无法用于高速物体(如鱼雷、弹丸等模拟构件)的入水实验研究。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术的不足，本实用新型采用气体炮发射原理，通过控制输入加载气压的大小来调节物体的发射速度，提出一种可以用于球体/圆柱体的高速入水发射装置，该装置可以大范围的调节结构物入水的速度以及角度，满足实验所需要的精度要求，并且具有较好的可操作性。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种高速入水发射装置，适用于球体和圆柱体，包括：壳体，内部为高压气室；排气腔，设置于所述高压气室中，设置有气控单向阀；活塞杆，其一端可沿所述排气腔滑动，另一端设置有阀头，可将所述壳体的发射口密封或打开；进气管路和排气管路，与所述排气腔连通；发射管，其一端连通所述发射口，另一端固定脱壳环，嵌有弹丸的弹托可在所述发射管中滑动，所述脱壳环用于将所述弹托限制在所述发射管中。

在本实用新型的一些实施例中，所述弹托放置于所述发射口中；高压气体自所述进气管路进入所述排气腔，所述活塞杆在高压气体的作用下向所述发射口方向移动，以使所述阀头压紧所述发射口；当排气腔内的气体压力达到一阈值时，气控单向阀打开，排气腔内的高压气体经气控单向阀注入高压气室，待高压气室内的压力达到预定数值时关闭进气阀；打开排气管路，排气腔内的气体压力降低，活塞杆向排气腔方向推动使阀头离开发射口，高压气室内的高压气体经发射口进入发射管，并推动弹托和弹丸沿发射管运动，弹托受到脱壳环阻挡留在发射管内，弹丸被射出。

在本实用新型的一些实施例中，还包括：压力表及减压阀，安装于壳体上；压力表用于测量高压气室内的气体压力，减压阀用于调节高压气室内的气体压力。

在本实用新型的一些实施例中，所述进气管路包括：气体入口和进气阀，气体入口通过进气阀、高压气体管路与排气腔连通。

在本实用新型的一些实施例中，排气管路包括：排气阀和气体出口，气体出口通过排气阀、高压气体管路与排气腔连通。

在本实用新型的一些实施例中，所述排气腔内还设置有弹簧，当活塞杆滑向排气腔时，用于阻止活塞杆对壳体的直接碰撞。