带有消声发射段的射弹水槽的制作方法

带有消声发射段的射弹水槽
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技术领域
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指本发明属于水中弹道的实验领域，具体地说，是一种带有消声发射段的射弹水槽。


背景技术：

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水中弹道的研究，对于解决鱼雷、深水炸弹、反潜导弹入水的运动，宇宙飞船的回收等工程实际问题具有重大意义。就目前的弹道学科发展而言，在空气中或水下单一介质的弹道的研究已经相对成熟，因此对于跨介质弹道的研究逐渐成为各国研究的重点。在海上防务系统日益关键的国际形势下，对弹丸入水的相关理论和水中弹道实验研究显得越发必要而迫切。
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射弹水槽，是用来研究弹丸在水中弹道运动的一种实验装置。在传统的水中弹道实验中，弹丸高速运动且产生了巨大的噪声。当前的射弹水槽大多忽略消音的设计，也有一部分射弹水槽采用了传统的消音方式即枪口噪声抑制器，枪口抑制器的原理为通过改变推进气体的排斥方式，来降低枪口噪声。虽然这一方式可以有效的降低噪声，但是这样的降噪手段有可能造成发射段各组件衔接不良的情况。因此，目前的射弹水槽在消声方面存在诸多缺点，消声的功能单一，也使得各个组件更容易衔接不良。


技术实现要素：

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本发明的目的在于提供一种带有消声发射段的射弹水槽。
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1.实现本发明目的的技术解决方案为：一种带有消声发射段的射弹水槽，包括射弹水槽、消声段和发射段；射弹水槽由多个单元水槽依次串列而成，侧面安装观察视窗，顶部设有导轨和顶盖；弹道终端的水槽有圆柱形受弹器；消声段通过法兰框与射弹水槽连接，消声段内壁采用消声材料；发射段、消声段、射弹水槽均安置在工字钢上，三者同轴；发射段包含平射发射架和斜入水发射架；发射架上的炮管可拆卸。
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本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)本发明可在不改变弹丸发射装置的情况下达到消声的目的。避免了弹丸发射装置增加的消声器件对实验结果潜在的影响。(2)本发明可以对消声效果的强弱进行随时的调整，且装配方便，灵活性强。(3)本发明提供了三种不同的发射方式，弹丸的发射装置可以灵活替换，而一般的射弹水槽的弹丸发射方式单一，本发明可以开展更深入范围的实验研究。(4)很多射弹水槽不加上盖，虽然观察结果更方便，但跳弹现象的存在使得不加上盖的射弹水槽存在相当大的安全隐患，本发明的水槽侧面安装了观察视窗可以更好的观测实验结果，顶部安装了遮光移动门盖可以防止跳弹的危害，整体观测环境更加安全。
附图说明
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图1为本发明的带有消声段和发射段的射弹水槽整体示意图。
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图2为本发明的射弹水槽的其中一个单元水槽的结构示意图。
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图3为本发明的消声段的结构示意图。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
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如图1所示。图1的两条工字钢轨道上放置了射弹水槽和发射架。工字钢轨道1放置在水平地面上，排布方式类似于铁路轨道，两条轨道平行放置，起到了支撑水槽和发射架的作用。发射架的高度和角度可以进行调整，使得发射架上的炮管对准了炮管前方的射弹水槽。实验进行时，炮管发出的弹丸发射后，沿着弹丸发射方向进入射弹水槽，弹丸发射后击穿阀门2进入了射弹水槽内部，并在水中继续前进，弹丸进入水中后若其运动方向不发生改变，将沿着原方向继续前进击中射弹水槽的终点位置3的圆柱形受弹器，受弹器3内部填满鹅卵石。弹丸在射弹水槽中高速运动时，实验人员可以通过多种技术手段记录弹丸的运动轨迹，分析流场，进行水中弹道的相关实验研究。射弹水槽在图1中可以清楚的看到其串列结构。可以通过对串列的水槽数量的增添和减少可以加长或者缩短射弹水槽的长度，这对于实验研究十分方便灵活。
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图2为本发明的射弹水槽的其中一个单元水槽的结构示意图。射弹水槽为多个单元水槽沿弹道的方向而串列形成，图2(a)显示了图1中虚线框内的单元水槽的放大图。图2(b)和图2(c)为这一单元水槽的正视图和侧视图。图2(a)-(c)显示的单元水槽如图可知带有受弹器部分，该单元水槽位于弹道终端。图2(d)为不带有圆柱形受弹器的单元水槽。
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法兰框4前后衔接相邻的单元水槽，法兰框的结构类似于窗户的外框结构，并采用螺丝和单元水槽固定。如图2(a)所示，弹道终点的受弹器连接了一个钢质厚面板5。受弹器3的外层为钢丝网，钢丝网为多层结构，内部为鹅卵石，圆柱形受弹器的圆柱面与面板的内侧重合。单元水槽的侧壁为钢板材质。本发明的每个单元水槽在其侧面开拓了八个观察视窗，即在每个单元水槽的侧壁面切割出八块区域装填玻璃。其中四个为方形区域，四个为圆形区域。如图2的标号6和标号7所示，上部的四个方形观察视窗6面积比下部的四个圆形观察视窗7更大，其中视窗6便于观察流场，圆形视窗7面积比较小，但可以利用外部的光源进行打光，使得弹道水槽的观察效果更好。视窗玻璃用密封皮条固定在单元水槽的侧壁上。8为移动盖板的轨道，放置在三脚架9上，三脚架通过螺丝固定在单元水槽内侧壁上。盖板轨道8上可放置移动盖板10，移动盖板安装了轮子，可以在轨道8上滑动。移动盖板可以遮光、防跳弹，保障实验环境的安全。轨道使得移动盖板可以灵活的移动，且盖板可以根据需要拆掉。因此移动盖板的位置和数量可以更方便的调整，利于观测。
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图3为本发明的消声段的结构示意图。消声段可以视为结构特殊的一个单元水槽。因为和其他单元水槽相比，没有玻璃视窗，后面板11上的阀门2作为密封作用并可以被弹丸击穿从而入水。弹丸从炮管发射出来，击穿了前进方向上的消声段的阀门2，然后进入消声段部分，并继续前进最终击中射弹水槽的弹道终端的受弹器3。消声段可以看作没有玻璃视窗的单元水槽结构。所用的消声材料为表面多孔的镀锌钢板。该钢板与消声段的侧壁钢板，两者焊接在一起共同组成了消声段的侧壁。其原理为阻性消声器，是利用声波在多孔性吸
声材料或吸声结构中传播，因摩擦将声能转化为热能而散发掉，使沿管道传播的噪声随距离而衰减，从而达到消声目的。它对气流产生的压降小，且对中频和高频声波的消声效果好。多孔结构如图3所示。
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图1所示的斜入水发射架和平射发射架可以在工字钢上固定，其移动和拆卸十分方便。架脚之间利用三角稳定的原理，用钢板互相连接加固。斜入水发射架可以前后两端升降，调整高度和入射角度，因此对于横跨介质的弹道试验，本发射段提供了三种不同的发射方式：(1)如图1的倾斜入水发射架，弹丸从射弹水槽上方斜入水，这种实验方式拆除了实验段上侧移动面板装置保证弹丸向受弹器运动过程不受面板干扰。
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(2)跨介质直入水发射方式。将图1的斜入水发射台替换成平射发射台，并调整高度使得炮管出射方向与阀门2以及受弹器3处于同一条直线。弹丸从阀门进入水中。
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(3)水中发射，将炮管向前移动深入阀门内，进行水中射弹试验。
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本发明提供了3种不同的发射方式可以进行跨介质的射弹试验，侧部观察视窗和顶部移动门盖设计，优化了观察环境，可以更好的观察实验结果。本发明通过对射弹水槽的实验结构进行更改，达到消声的目的，优化了水下射弹的实验环境。