一种空气炮多级脱弹装置

1.本发明涉及空气炮技术领域，特别是涉及一种空气炮多级脱弹装置。


背景技术：

2.冲击试验是结构件抗冲击设计研究中最终和最有效的检验方法，冲击试验最常用的方法是空气炮法，向空气炮气室内输入一定压力的高压气体，快速释放气室中的气体，冲出高速气流推动炮管中的子弹出膛，撞击试件，采集所需数据。一般情况下，由于子弹边界与空气炮炮管边界不等且部分类型的子弹属易损材质，须在试验中使用弹托对子弹进行保护并提高试验稳定性，因此，子弹-弹托组合体出膛后，需要对弹托进行分离，避免弹托对试验靶体的二次冲击。
3.在专利cn104896005a中公开了“一种新型高速轻气炮炮口脱弹减振系统”，其针对一般的轻气炮试验中弹托和弹丸一起从炮管中发射出来造成实验试件二次冲击的问题，通过减振螺旋弹簧来缓冲弹托对脱弹器的冲击作用，通过粘弹性高阻尼橡胶和双筒减振器来实现弹托振动的快速衰减。
4.在专利cn108362170a中公开了“一种用于空气炮的脱弹装置”，其针对炮弹脱离炮口时由于抖动和脱弹的影响，炮弹飞行姿态发生变化的问题，通过设置制退器和弹簧，实现炮弹与弹托的稳定分离。
5.在专利cn111766074a中公开了“一种脱弹装置及具有其地气炮发射机构”，其针对航空发动机吞雹试验脱弹问题，通过设置挡圈，实现冰球与脱弹筒的分离。
6.现阶段，空气炮试验中弹体种类多样，且对撞击试验靶体前弹体飞行姿态和弹托残体飞出质量的要求提高，由于弹托材料一般为泡沫质、木质等，属于易碎材料，因此，上述专利cn104896005a、专利cn108362170a和专利cn111766074a等中公开的一次脱弹方法实施中，若脱弹时挡板边界与弹体边界距离较近，一般不能满足现阶段空气炮试验中对弹体飞行姿态稳定性的要求；若脱弹时挡板边界与弹体边界距离较远，一般不能满足现阶段空气炮试验中对弹托残体飞出质量的限制。即现阶段的空气炮试验脱弹技术，一般不能同时满足对弹体飞行姿态稳定性的要求和对弹托残体飞出质量的限制。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的上述问题，本发明旨在提供一种空气炮多级脱弹装置，解决了现有空气炮试验中子弹-弹托组合体撞击脱弹装置后子弹飞行不稳定和弹托跟随子弹飞出撞击靶板的问题。
8.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：提供了一种空气炮多级脱弹装置，包括设置在空气炮炮口处的连接法兰，空气炮炮管内滑动设置有用于承载子弹的弹托。
9.连接法兰上设置有多根滑杆，每根滑杆的一端与连接法兰一端固定连接，另一端上设置有制止法兰。
10.连接法兰和制止法兰之间设置有多块用于通过子弹且阻挡弹托的脱弹挡板，每块脱弹挡板均与滑杆滑动连接，两块相邻的脱弹挡板之间设置有弹簧。
11.本发明的基本原理为：子弹-弹托组合体撞击首块脱弹挡板，实现子弹与弹托初步稳定分离，弹托残体沿弹道跟随飞出，子弹依次无障碍通过多块脱弹挡板，同时弹托通过多块脱弹挡板时，被逐步制止、减速和破坏，且对子弹的飞行速度、姿态不会产生影响，同时弹簧对多块脱弹挡板进行缓冲，制止法兰对脱弹挡板的行程进行限位，避免脱弹挡板因受到弹托的撞击而脱离滑杆，只有子弹撞击试验靶体，提高了试验成功率与试验结果的可靠性。
12.进一步地，作为滑杆的连接方式，每根滑杆的两端分别与连接法兰和制止法兰螺纹连接，便于滑杆的安装和拆卸。
13.进一步地，作为多块脱弹挡板和弹簧的具体设置方式，弹托的直径与空气炮炮管的内径相同，所述多块脱弹挡板包括一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板，所述一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板的内部均设置有用于通过子弹的圆形通道，一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板的圆形通道内径均大于子弹的直径且小于弹托的直径；
14.一级脱弹挡板设置在靠近空气炮炮口处，三级脱弹挡板设置在靠近所述制止法兰侧，二级脱弹挡板设置在一级脱弹挡板和三级脱弹挡板之间；
15.一级脱弹挡板和二级脱弹挡板之间设置有多根一级弹簧，二级脱弹挡板和三级脱弹挡板之间设置有多根二级弹簧，三级脱弹挡板和制止法兰之间设置有多根三级弹簧。一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板的设置，用于阻挡弹托，弹托被逐步制止、减速和破坏，破坏的弹托被阻挡在一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板之间，弹托残体不会跟随飞出。
16.具体地，在弹托撞击一级脱弹挡板后产生，一级脱弹挡板向后移动，一级弹簧缓冲冲击力，此时因为相互作用力弹托被逐步制止、减速和破坏，破损的弹托可能会进入后续二级脱弹挡板和三级脱弹挡板之间，二级脱弹挡板和三级脱弹挡板通过在两者的圆形通道内分别设置二级附加脱弹挡板和三级附加脱弹挡板实现两者的圆形通道的内径逐渐减小，即可以将一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板的内径设置为逐渐减小，达到阻止弹托残体跟随飞出的目的。
17.进一步地，作为滑杆的具体设置方式，所述滑杆数量大于或等于3，所述一级弹簧、二级弹簧和三级弹簧的数量均与滑杆数量相同；每根滑杆上均套设有一根一级弹簧、一根二级弹簧和一根三级弹簧。
18.进一步地，每根一级弹簧的两端分别与一级脱弹挡板和二级脱弹挡板固定连接；每根二级弹簧的两端分别与二级脱弹挡板和三级脱弹挡板固定连接；每根三级弹簧的两端分别与三级脱弹挡板和制止法兰固定连接。将一级弹簧、二级弹簧和三级弹簧的两端均设置为固定连接方式，可以避免一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板在受到弹托的冲击且压缩弹簧后，导致弹簧回弹使一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板与弹簧脱离；比如说，一级弹簧的一端只是与一级脱弹挡板接触而不设置为固定连接方式，会出现，弹托飞出后冲击一级脱弹挡板并同时压缩一级弹簧，弹托的动能转化为弹簧的势能，一级弹簧回弹给一级脱弹挡板反向推力，可能会导致一级脱弹挡板受力朝空气炮炮管方向运动直至一级脱弹挡板与空气炮炮管接触后停止，可能导致一级脱弹挡板和空气炮炮管出现
破损且一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板也需要人工恢复至初始位置。
19.进一步地，二级脱弹挡板的内部圆形通道内固定设置有二级附加脱弹挡板，二级脱弹挡板靠近空气炮炮口的端面上固定设置有第一限位环，二级附加脱弹挡板中心处设置有圆形通道，二级附加脱弹挡板的外径与二级脱弹挡板圆形通道的直径相同，第一限位环的外径大于二级脱弹挡板圆形通道的直径。
20.三级脱弹挡板的内部圆形通道内固定设置有三级附加脱弹挡板，三级脱弹挡板靠近空气炮炮口的端面上固定设置有第二限位环，三级附加脱弹挡板中心处设置有圆形通道，三级附加脱弹挡板的外径与三级脱弹挡板圆形通道的直径相同，第二限位环的外径大于三级脱弹挡板圆形通道的直径。
21.二级附加脱弹挡板和三级附加脱弹挡板的内径均大于子弹外径，一级脱弹挡板的内径大于二级附加脱弹挡板的内径，二级附加脱弹挡板的内径大于三级附加脱弹挡板的内径。
22.一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板均为相同的脱弹挡板，可以提高脱弹挡板加工制造效率；分别在二级脱弹挡板和三级脱弹挡板的圆形通道内设置有二级附加脱弹挡板和三级附加脱弹挡板，且二级附加脱弹挡板的内径大于三级附加脱弹挡板的内径，实现一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板上通过子弹的通道依次减小，可以实现逐步阻挡弹托。同时可以在脱弹挡板内装配圆形通道直径不同的附加脱弹挡板，满足不同弹体的脱弹需要。
23.在子弹-弹托组合体撞击二级附加脱弹挡板后，由于第一板限位环的外径大于二级脱弹挡板圆形通道的直径，二级附加脱弹挡板不会因为被撞击而沿子弹方向运动。在子弹-弹托组合体撞击三级附加脱弹挡板后，由于第二板限位环的外径大于三级脱弹挡板圆形通道的直径，三级附加脱弹挡板不会因为被撞击而沿子弹方向运动。
24.进一步地，所述一级脱弹挡板、二级脱弹挡板和三级脱弹挡板均通过轴承与所述滑杆滑动连接。
25.本发明的有益效果为：本方案中的一种空气炮多级脱弹装置，通过设置一级脱弹挡板，对子弹与弹托进行稳定分离，通过设置内径逐步减小的二级脱弹挡板和三级脱弹挡板，对弹托残体分阶段制止、减速和破坏，使得子弹与弹托可以稳定分离，且弹托残体不会跟随飞出，只有子弹撞击试验靶体，提高了试验成功率与试验结果的可靠性。
附图说明
26.图1为一种空气炮多级脱弹装置的结构示意图。
27.图2为一级脱弹挡板的正视结构示意图。
28.图3为二级脱弹挡板的正视结构示意图。
29.图4为三级脱弹挡板的正视结构示意图。
30.其中，1、空气炮炮管；2、连接法兰；3、滑杆；4、一级脱弹挡板；5、一级弹簧；6、二级脱弹挡板；7、二级弹簧；8、三级脱弹挡板；9、三级弹簧；10、制止法兰；11、弹托；12、子弹；13、二级附加脱弹挡板；14、三级附加脱弹挡板；15、第一限位环；16、第二限位环。
具体实施方式
31.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
32.如图1～4所示，本发明提供了一种空气炮多级脱弹装置，其包括设置在空气炮炮管1炮口处的连接法兰2，空气炮炮管1内滑动设置有用于承载子弹12的弹托11。
33.连接法兰2上设置有多根滑杆3，每根滑杆3的一端与连接法兰2一端固定连接，另一端上设置有制止法兰10。每根滑杆3的两端分别与连接法兰2和制止法兰10螺纹连接，便于滑杆3的安装和拆卸。
34.连接法兰2和制止法兰10之间设置有多块用于通过子弹12且阻挡弹托11的脱弹挡板，每块脱弹挡板均与滑杆3滑动连接，两块相邻的脱弹挡板之间设置有弹簧。
35.具体地，作为多块脱弹挡板和弹簧的具体设置方式，弹托11的外径与空气炮炮管1的内径相同，多块脱弹挡板包括一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8，一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8均呈圆环结构，一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8的内径均大于子弹12的直径且小于弹托11的直径。一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8均通过轴承与滑杆3滑动连接，连接处涂抹润滑油降低摩擦。
36.在进行冲击试验时，高压空气使得弹托11承载子弹12飞出沿空气炮炮管1飞出，在弹托11接触到一级脱弹挡板4后，一级脱弹挡板4对子弹12与弹托11进行稳定分离，二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8通过在两者的圆形通道内分别设置二级附加脱弹挡板13和三级附加脱弹挡板14实现两者的圆形通道的内径逐渐减小，通过设置内径逐步减小的二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8，对弹托11残体分阶段制止、减速和破坏，使得子弹12与弹托11可以稳定分离，且弹托11残体不会跟随飞出，只有子弹12撞击试验靶体，提高了试验成功率与试验结果的可靠性。
37.一级脱弹挡板4设置在靠近空气炮炮管1炮口处，三级脱弹挡板8靠近制止法兰10侧，二级脱弹挡板6设置在一级脱弹挡板4和三级脱弹挡板8之间。一级脱弹挡板4和二级脱弹挡板6之间设置有多根一级弹簧5，二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8之间设置有多根二级弹簧7，三级脱弹挡板8和制止法兰10之间设置有多根三级弹簧9。一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8的设置，用于阻挡弹托11，弹托11被逐步制止、减速和破坏，破坏的弹托11被阻挡在一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8之间。
38.二级脱弹挡板6的内部圆形通道内固定设置有二级附加脱弹挡板13，二级脱弹挡板6靠近空气炮炮管1的端面上固定设置有第一限位环15，二级附加脱弹挡板13中心处设置有圆形通道，二级附加脱弹挡板13的外径与二级脱弹挡板6圆形通道的直径相同，第一限位环15的外径大于二级脱弹挡板6圆形通道的直径。
39.三级脱弹挡板8的内部圆形通道内固定设置有三级附加脱弹挡板14，三级脱弹挡板8靠近空气炮炮管1的端面上固定设置有第二限位环16，三级附加脱弹挡板14中心处设置有圆形通道，三级附加脱弹挡板14的外径与三级脱弹挡板8圆形通道的直径相同，第二限位环16的外径大于三级脱弹挡板8圆形通道的直径。
40.一级脱弹挡板4的内径大于二级附加脱弹挡板13的内径，二级附加脱弹挡板13和
三级附加脱弹挡板14的内径均大于子弹12外径，二级附加脱弹挡板13的内径大于三级附加脱弹挡板14的内径。
41.一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8均为相同的脱弹挡板，可以提高脱弹挡板加工制造效率；分别在二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8的圆形通道内设置有二级附加脱弹挡板13和三级附加脱弹挡板14，且二级附加脱弹挡板13的内径大于三级附加脱弹挡板14的内径，实现一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8上通过子弹12的通道依次减小，可以实现逐步阻挡弹托11。同时可以在脱弹挡板内装配圆形通道直径不同的附加脱弹挡板，满足不同弹体的脱弹需要。
42.在子弹12-弹托11组合体撞击二级附加脱弹挡板13后，由于第一板限位环15的外径大于二级脱弹挡板6圆形通道的直径，二级附加脱弹挡板13不会因为被撞击而沿子弹12方向运动。在子弹12-弹托11组合体撞击三级附加脱弹挡板14后，由于第二板限位环16的外径大于三级脱弹挡板14圆形通道的直径，三级附加脱弹挡板14不会因为被撞击而沿子弹12方向运动。
43.二级附加脱弹挡板13和第一限位环15、三级附加脱弹挡板14和第二限位环16为一体化结构，便于机械加工制作。
44.作为滑杆3的具体设置方式，滑杆3数量大于或等于3，优选地，滑杆3的数量为4，相应地，一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8上也具有4个小的圆孔以穿过滑杆3，一级弹簧5、二级弹簧7和三级弹簧9的数量均与滑杆3数量相同；每根滑杆3上均套设有一根一级弹簧5、一根二级弹簧7和一根三级弹簧9。
45.作为一级弹簧5、二级弹簧7和三级弹簧9的具体连接方式，每根一级弹簧5的两端分别与一级脱弹挡板4和二级脱弹挡板6固定连接；每根二级弹簧7的两端分别与二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8固定连接；每根三级弹簧9的两端分别与三级脱弹挡板8和制止法兰10固定连接。将一级弹簧5、二级弹簧7和三级弹簧9的两端均设置为固定连接方式，可以避免一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8在受到弹托11的冲击且压缩弹簧后，导致弹簧回弹使一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8与弹簧脱离；比如说，一级弹簧5的一端只是与一级脱弹挡板4接触而不设置为固定连接方式，会出现，弹托11飞出后冲击一级脱弹挡板4并同时压缩一级弹簧5，弹托11的动能转化为弹簧的势能，一级弹簧5回弹给一级脱弹挡板4反向推力，可能会导致一级脱弹挡板4受力朝空气炮炮管1方向运动直至一级脱弹挡板4与空气炮炮管1接触后停止，可能导致一级脱弹挡板4和空气炮炮管1出现破损且一级脱弹挡板4、二级脱弹挡板6和三级脱弹挡板8也需要人工恢复至初始位置。