一种新型二级轻气炮活塞装置的制作方法

本实用新型涉及超高速弹丸驱动领域，具体涉及气体驱动二级轻气炮弹丸加载系统的活塞及配重组合装置。

背景技术：

空间碎片的防护、动能武器等方面的研究都需要发展超高速弹丸驱动技术。由于气体驱动二级轻气炮具有发射各种形状弹丸的特点,对弹丸质量、尺寸和材料有较宽的适应范围, 是超高速弹丸驱动中应用最广泛的技术之一。二级轻气炮主要由一、二级气室、电磁阀，活塞，泵管，高压锥段，膜片，弹丸，发射管，靶舱组成。

气体驱动二级轻气炮驱动弹丸的工作原理为：将一级气室充入定量的氮气或氦气，泵管充入适量的氢气，发射管与靶室抽真空，由电磁阀激发，一级气室的高压气体瞬间释放推动活塞加速运动，泵管内的氢气被快速压缩，压缩到一定值时，高压气体冲破膜片，进入发射管推动弹丸加速运动，最后使弹丸达到很高的速度碰撞研究对象。

活塞的作用是将气室内高压气体能量传递到泵管中的轻质气体，并且隔离一级气室和泵管中的气体在泵管内形成常规方法难以达到的高温、高压, 大幅度提高泵管内轻质气体的音速,进而提高弹速的目的。

目前，国内气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置多采用两段式结构，即前端的聚乙烯加后端的配重铜柱，这种设计的优点是：(1)同时满足活塞的重量要求和前端变形的要求, 即在进入高压锥段时配重铜柱的强大惯性可使聚乙烯保持较高的变形速度, 增加气体压力，有利于弹丸以较高的速度运动；(2)配重铜柱可多次重复使用；缺点是：(1) 配重铜柱在高速运动中由于瞬间升温容易变形镦粗，直径大于泵管内壁时会停止前进阻塞泵管，驱动失败同时损伤泵管，配重无法再次使用；(2)对前后两端气室的密封性差，配重铜柱的直径与泵管内壁直径差太小容易划伤泵管，直径差过大对前后两段气室的密封性差；(3)密度较小，重量较轻，对前端气室驱动能利用效率低。

针对现有技术中存在的缺点以及不足之处，有必要提供一种具有新颖性和创造性的装置。

技术实现要素：

本实用新型提供一种新型气体驱动二级轻气炮的活塞及配重组合装置，以此来解决目前国内气体驱动二级轻气炮的活塞及配重组合装置存在的容易变形，密封性差，驱动能利用效率低等弊端。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：新型气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置，其设置为尼龙66-钨合金-尼龙66的活塞三段式结构，包括：前端尼龙66、钨合金配重、后端尼龙66；前端尼龙66凹槽、前端尼龙66喇叭口、前端尼龙66与配重连接凹槽、钨合金配重凹槽、钨合金配重与前端尼龙66连接凸起；后端尼龙66与配重连接凹槽、后端尼龙66凹槽、钨合金配重与后端尼龙66连接凸起和密封胶圈；

所述密封胶圈包括前端尼龙66密封胶圈；钨合金配重密封胶圈；后端尼龙66密封胶圈；

所述前端尼龙66、钨合金配重和后端尼龙66均设置为圆柱体，且前端尼龙66和后端尼龙66的横截面直径相同，所述钨合金配重的横截面直径比前端尼龙66 横截面的直径小1mm；

所述前端尼龙66的前端设置有前端尼龙66喇叭口，前端尼龙66喇叭口提高了封气能力，所述前端尼龙66的侧壁上设置有一圈前端尼龙66凹槽，前端尼龙66凹槽处设置有一圈前端尼龙66密封胶圈，前端尼龙66密封胶圈以增强密封效果，所述前端尼龙66的后端设置有前端尼龙66与配重连接凹槽，所述前端尼龙66与配重连接凹槽设置为圆柱形，且设置在前端尼龙66的圆柱体中轴线位置处，用于插入固定配重；

所述钨合金配重设置为圆柱体，且设置在活塞三段式结构的中间，所述钨合金配重的前端设置有钨合金配重与前端尼龙66连接凸起，所述钨合金配重的后端设置有钨合金配重与后端尼龙66连接凸起，所述钨合金配重与后端尼龙66连接凸起与钨合金配重与前端尼龙66连接凸起均设置为圆柱形，且均设置在钨合金配重的圆柱体中轴线位置处，所述钨合金配重与前端尼龙66连接凸起的横截面直径与前端尼龙66与配重连接凹槽的横截面直径相同，用于与前端尼龙66相连接时，插入前端尼龙66与配重连接凹槽中，所述钨合金配重的圆柱体外侧壁上设置有两个钨合金配重凹槽，两个钨合金配重凹槽处均设置有钨合金配重密封胶圈，钨合金配重密封胶圈以增强密封效果；

所述后端尼龙66 设置为圆柱体，所述后端尼龙66的前端的圆柱体中轴线位置处设置有后端尼龙66与配重连接凹槽，且设置为圆柱形，用于与钨合金配重连接时插入钨合金配重与后端尼龙66连接凸起，所述后端尼龙66 的圆柱体外侧壁上设置有后端尼龙66凹槽，后端尼龙66凹槽处设置有后端尼龙66密封胶圈，后端尼龙66密封胶圈以增强密封效果。

作为一种优选的技术方案，前端尼龙66与配重连接凹槽、钨合金配重与前端尼龙66连接凸起、后端尼龙66与配重连接凹槽和钨合金配重与后端尼龙66连接凸起的横截面直径均设置为钨合金配重的横截面直径的三分之一。

作为一种优选的技术方案，所述前端尼龙66凹槽、钨合金配重凹槽和后端尼龙66凹槽的宽度设置为相同。

作为一种优选的技术方案，所述密封胶圈的厚度与前端尼龙66凹槽、钨合金配重凹槽和后端尼龙66凹槽的宽度一致，所述前端尼龙66密封胶圈的外环直径比前端尼龙66的横截面直径大0.2-0.5mm之间，所述钨合金配重密封胶圈的外环直径比钨合金配重的横截面直径大0.2-0.5mm之间；所述后端尼龙66密封胶圈的外环直径比后端尼龙66的横截面直径大0.2-0.5mm之间，以保证密封效果。

与现有气体驱动二级轻气炮的活塞及配重组合装置相比较，本实用新型的有益效果在于：(1)钨合金与铜比较，不容易变形，可多次重复使用，使用寿命长；(2) 与铜配重相比较，钨合金密度较大，相同质量长度缩短，增加了行程，提高了弹丸运动速度；(3) 尼龙66及钨合金均设有凹槽，加密封胶圈，增强了密封性效果；(4) 尼龙66-钨合金-尼龙66这种三段式平衡式设计可适当减小配重直径，不容易阻塞泵管，避免了拆除配重对泵管的损伤；(5) 本实用新型采用尼龙66-钨合金-尼龙66 三段式结构设计，即使配重经多次使用出现变形镦粗也不会阻塞泵管，而是停留在高压锥段，容易取出。

附图说明

图1为本实用新型气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置结构剖面图；

图2为本实用新型气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置前端尼龙66剖面图及左视图；

图3为本实用新型气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置钨合金配重剖面图及左视图；

图4为本实用新型气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置后端尼龙66剖面图及左视图；

图5为本实用新型气体驱动二级轻气炮活塞及配重装置加密封胶圈效果图。

图中序号说明：1前端尼龙66；2钨合金配重；3后端尼龙66；4前端尼龙66凹槽；5前端尼龙66喇叭口；6前端尼龙66与配重连接凹槽；7钨合金配重凹槽；8-1钨合金配重与前端尼龙66连接凸起；8-2钨合金配重与后端尼龙66连接凸起；9后端尼龙66与配重连接凹槽；10后端尼龙66凹槽；11-1前端尼龙66密封胶圈；11-2钨合金配重密封胶圈；11-3后端尼龙66密封胶圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

结合图1所示：气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置，其设置为尼龙66-钨合金-尼龙66的活塞三段式结构，包括：前端尼龙66 1、钨合金配重2、后端尼龙66 3；前端尼龙66凹槽4、前端尼龙66喇叭口5、前端尼龙66与配重连接凹槽6 、钨合金配重凹槽7、钨合金配重与前端尼龙66连接凸起8-1；后端尼龙66与配重连接凹槽9、后端尼龙66凹槽10和钨合金配重与后端尼龙66连接凸起8-2；

所述前端尼龙66 1、钨合金配重2和后端尼龙66 3均设置为圆柱体，且前端尼龙66 1和后端尼龙66 3的横截面直径相同，所述钨合金配重2的横截面直径比前端尼龙66 1横截面的直径小1mm；

结合图2所示：气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置前端尼龙66剖面图及左视图，前端尼龙66 1的前端设置有前端尼龙66喇叭口5，前端尼龙66喇叭口5提高了封气能力，所述前端尼龙66 1的侧壁上设置有一圈前端尼龙66凹槽4，前端尼龙66凹槽4处设置有一圈密封胶圈，密封胶圈用于放置密封胶圈以增强密封效果，所述前端尼龙66 1的后端设置有前端尼龙66与配重连接凹槽6，所述前端尼龙66与配重连接凹槽6设置为圆柱形，且设置在前端尼龙66 1的圆柱体中轴线位置处，用于插入固定配重；

结合图3所示：气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置钨合金配重剖面图及左视图，钨合金配重2设置为圆柱体，且设置在活塞三段式结构的中间，所述钨合金配重2的前端设置有钨合金配重与前端尼龙66连接凸起8-1，所述钨合金配重2的后端设置有钨合金配重与后端尼龙66连接凸起8-2，所述钨合金配重与后端尼龙66连接凸起8-2与钨合金配重与前端尼龙66连接凸起8-1均设置为圆柱形，且均设置在钨合金配重2的圆柱体中轴线位置处，所述钨合金配重与前端尼龙66连接凸起8-1的横截面直径与前端尼龙66与配重连接凹槽6的横截面直径相同，用于与前端尼龙661相连接时，插入前端尼龙66与配重连接凹槽6中，所述钨合金配重2的圆柱体外侧壁上设置有两个钨合金配重凹槽7，两个钨合金配重凹槽7处均设置有密封胶圈，密封胶圈用于放置密封胶圈以增强密封效果，

结合图4所示，气体驱动二级轻气炮活塞及配重组合装置后端尼龙66剖面图及左视图，后端尼龙66 3设置为圆柱体，所述后端尼龙66 3的前端的圆柱体中轴线位置处设置有后端尼龙66与配重连接凹槽9，且设置为圆柱形，用于与钨合金配重2连接时插入钨合金配重与后端尼龙66连接凸起8-2，所述后端尼龙66 3的圆柱体外侧壁上设置有后端尼龙66凹槽10，后端尼龙66凹槽10处设置有密封胶圈，以增强密封效果。

结合图5所示，前端尼龙66 1、钨合金配重2、后端尼龙66 3均设置有凹槽，每个凹槽均设有密封胶圈，分别为前端尼龙66密封胶圈11-1、钨合金配重密封胶圈11-2、后端尼龙66密封胶圈11-3，用于前后端尼龙66密封胶圈的外环直径比前后端尼龙66的横截面直径大0.2-0.5mm，用于钨合金配重的密封胶圈外环直径比钨合金配重的横截面直径大0.2-0.5mm，所述后端尼龙66密封胶圈的外环直径比后端尼龙66的横截面直径大0.2-0.5mm之间，以保证密封效果。

作为一种优选的技术方案，前端尼龙66与配重连接凹槽6、钨合金配重与前端尼龙66连接凸起8-1、后端尼龙66与配重连接凹槽9和钨合金配重与后端尼龙66连接凸起8-2的横截面直径均设置为钨合金配重2的横截面直径的三分之一。

作为一种优选的技术方案，所述前端尼龙66凹槽4、钨合金配重凹槽7和后端尼龙66凹槽10的宽度设置为相同。

本实用新型的钨合金与铜比较，不容易变形，可多次重复使用，使用寿命长；与铜配重相比较，钨合金密度较大，相同质量长度缩短，增加了行程，提高了弹丸运动速度。

本实用新型尼龙66及钨合金均设有凹槽，加密封胶圈，增强了密封性效果。

本实用新型尼龙66-钨合金-尼龙66这种三段式平衡式设计可适当减小配重直径，不容易阻塞泵管，避免了拆除配重对泵管的损伤；采用尼龙66-钨合金-尼龙66 三段式结构设计，即使配重经多次使用出现变形镦粗也不会阻塞泵管，而是停留在高压锥段，容易取出。

上述实施例仅仅是对本实用新型构思实现形式的列举，本实用新型的保护范围不仅限于上述实施例，本实用新型的保护范围可延伸至本领域技术人员依据本实用新型的技术构思所能想到的等同技术手段。