CN110686568B - 一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，包括底托部以及包裹弹体部；底托部一端外表面设置有环形凸起，另一端与所述包裹弹体部固连；包裹弹体部沿其轴线开设有弹体容置腔，弹体与弹体容置腔之间为过盈配合，弹体容置腔内设置有内螺纹；底托部设置环形凸起的部位与轻气炮炮管之间为过盈配合，底托部的其余部分与轻气炮炮管之间为间隙配合；包裹弹体部与轻气炮炮管之间为间隙配合。该弹托能够将1～6g的重金属柱形弹连续可调节的加载到1500～4000m/s，且弹托结构简单，易于加工，能够降低实验难度和实验成本。
Description
技术领域
本发明属于超高速撞击实验技术领域，特别涉及一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托。
背景技术
轻气炮是超高速撞击毁伤研究中的重要实验平台，轻气炮口径越小，发射弹速越高。因此，利用口径10mm以下的小口径轻气炮将弹体加载到超高速并撞击目标，是超高速撞击毁伤效应研究中重要的实验技术。超高速一般指速度大于1.5km/s。发射过程中，弹托携带弹体加速，弹托需能够承受发射过程的高加速度、高温和高应力等的作用；弹托起着对弹体对心、支撑、保护的作用，它确保弹体不与发射管和高温驱动气体的接触；同时，弹托还需要对炮管进行有效保护，避免划伤炮管。
在进行重金属弹体发射时，作用在底托部的载荷很大，为承受该载荷，目前的方法是设计复杂的弹托结构(特别是底托部加强结构)，并进行精密的弹托加工。但是由于小口径轻气炮炮管口径小导致弹托口径小，意味着大口径气炮中常用的复杂弹托结构，无法直接缩比并应用到小口径轻气炮中，这给弹托设计和精密加工带来了很大困难。
由于无法很好的解决小口径弹托的设计和精密加工问题，目前，常规的小口径轻气炮的弹托为杯状弹托，小口径轻气炮大多发射低面密度的弹体，即密度较低、长径比较小的弹丸，无法发射高面密度(重金属材质、大长径比)弹体。虽然小口径轻气炮有速度高的优势，但仅能应用在空间碎片防护、破片防护等领域，难以在重金属弹体超高速撞击毁伤效应方面发挥更大作用。
因此，为满足小口径轻气炮发射重金属弹体条件下弹托口径小、受载大的特点，需要设计结构简单、易于加工，且可承受高发射载荷的小口径弹托。
发明内容
本发明的目的是提供一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，能够将1～6g的重金属(钨合金、钢等)柱形弹连续可调节的加载到1500～4000m/s，且弹托结构简单，易于加工，能够降低实验难度和实验成本。
本发明的技术方案是：
本发明提供了一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，其中，小口径是指口径≤10mm；重金属是指钢、钨合金等常见密度较高的金属；
该弹托包括底托部以及包裹弹体部；
底托部一端外表面设置有环形凸起，另一端与所述包裹弹体部固连；底托用于承载炮管内的发射气压，并推动整个弹托向前运动；
包裹弹体部沿其轴线开设有弹体容置腔，弹体与弹体容置腔之间为过盈配合，弹体容置腔内设置有内螺纹；该内螺纹需要与弹体上相应的外螺纹配合，能够承受发射过程中弹体对弹托的作用力。内螺纹的长度可以根据发射载荷的要求增加或缩短。内螺纹的加工简单，且承受载荷的截面积大，能够有效分担弹体作用在弹托上的力，降低弹托在炮管内损伤的风险，是本发明的关键所在。
底托部设置环形凸起的部位与轻气炮炮管之间为过盈配合，过盈配合的目的是用于闭气，并在发射前防止弹托受炮管真空作用产生的拉力进入炮管；
底托部的其余部分与轻气炮炮管之间为间隙配合；包裹弹体部与轻气炮炮管之间为间隙配合。
优选地，上述底托部以及包裹弹体部均采用聚碳酸酯或尼龙材料制成。
优选地，上述底托部设置环形凸起的部位与轻气炮炮管之间的过盈量为0.2～0.3mm。
优选地，上述底托部的其余部分与轻气炮炮管之间的间隙，以及包裹弹体部与轻气炮炮管之间的间隙均为0.01-0.03mm。
优选地，上述包裹弹体部的长度为弹体长度的2/3。
优选地，上述环形凸起的沿轴向方向的厚度为1mm。
优选地，上述内螺纹为梯形螺纹。
本发明的有益效果是：
本发明提出了利用在包裹弹体部内设置弹体容置腔，并在弹体容置腔内开设内螺纹，通过内螺纹分担弹体作用在弹托上的作用力的思路，提升了弹托抵抗重金属弹体发射载荷的能力。实现了使用小口径二级轻气炮将1～6g的重金属(钨合金、钢等)柱形弹在1500～4000m/s范围内的连续可调节加载。并且本发明提供的弹托结构简单，易于加工，降低了实验难度和实验成本；另外，通过改变包裹弹体部和内螺纹的长度和直径，可以适应多种直径、长度和质量的弹体，具有良好的通用性和扩展性。
附图说明
图1是本发明弹托的剖视图；
其中，1-底托部，2-包裹弹体部，3-环形凸起、4-弹体容置腔、5-内螺纹。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，它包括：底托部1，包裹弹体部2；
炮管内径7mm，弹体是长6mm，直径3.5mm的钨合金柱形弹，弹体质量1g。
该实施例中底托部为实心结构，其长15mm，直径比炮管内径小0.01-0.03mm，底托部1尾部有沿轴向方向厚度约1mm的环形凸台3，底托部1设置环形凸台3部位的外径比炮管内径大0.25mm，用于闭气，并在发射前防止弹托受炮管真空作用产生的拉力进入炮管。
包裹弹体部2是圆筒状结构，外径比炮管内径小0.01-0.03mm，以保证弹托顺利放入炮管。弹体容置腔4与弹体过盈配合，以保证弹体在炮管内不产生横向运动。包裹弹体部2的长度是弹体长度的0.7倍，
弹体容置腔4内开设内螺纹5，内螺纹5的长度可以根据发射载荷的要求增加或缩短。如果弹托受载大，内螺纹5长度可以与包裹弹体部长度相当，如果弹托受载小，内螺纹5长度甚至可以降为0，这样加工更简便，能有效降低实验难度和实验成本。本实例中，内螺纹5长度为4mm，形状为梯形螺纹，螺距为1mm。
底托部1，包裹弹体部2选用聚碳酸酯一体加工成型，所用材料在保证弹托强度的同时，有效降低了弹托的质量，即发射的消极质量，能够提升发射效率。
本实施例弹托能够利用7mm口径二级轻气炮将质量1g的重金属(钨合金)弹体发射到4000m/s。
实施例二
一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，它包括：底托部1，包裹弹体部2；
炮管内径10mm，弹体是长10mm，直径5mm的钨合金柱形弹，弹体质量3.5g。
该实施例中底托部1为实心结构，其长20mm，直径比炮管内径小0.01-0.03mm。底托部1尾部有沿轴向方向厚度约1mm的环形凸台3，底托部1设置环形凸台3部位的外径比炮管内径大0.2mm，用于闭气，并在发射前防止弹托受炮管真空作用产生的拉力进入炮管。
包裹弹体部2是圆筒状结构，外径比炮管内径小0.01-0.03mm，包裹弹体部2的长度是弹体长度的0.7倍，
弹体容置腔4内开设内螺纹5，内螺纹5的长度可以根据发射载荷的要求增加或缩短。本实例中，内螺纹5长度为6mm，形状为梯形螺纹，螺距为1mm。
底托部1，包裹弹体部2选用聚碳酸酯一体加工成型，所用材料在保证弹托强度的同时，有效降低了弹托的质量，即发射的消极质量，能够提升发射效率。
本实施例弹托能够利用10mm口径二级轻气炮将质量3.5g的重金属(钨合金)弹体发射到3000m/s。
实例三
一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，它包括：底托部1，包裹弹体部2；
炮管内径10mm，弹体是长12mm，直径6mm的钨合金柱形弹，弹体质量6g。
该实施例中底托部1为实心结构，其长30mm，直径比炮管内径小0.01-0.03mm。底托部1尾部有沿轴向方向厚度约1mm的环形凸台3，底托部1设置环形凸台3部位的外径比炮管内径大0.3mm，用于闭气，并在发射前防止弹托受炮管真空作用产生的拉力进入炮管。
包裹弹体部2是圆筒状结构，外径比炮管内径小0.01-0.03mm，包裹弹体部2的长度是弹体长度的0.7倍，
弹体容置腔4内开设内螺纹5，内螺纹5的长度可以根据发射载荷的要求增加或缩短。本实例中，内螺纹5长度为8mm，形状为梯形螺纹，螺距为1mm。
弹托材料选用聚碳酸酯，所用材料在保证弹托强度的同时，有效降低了弹托的质量，即发射的消极质量，能够提升发射效率。
本例弹托能够利用10mm口径二级轻气炮将质量6g的重金属(钨合金)弹体发射到2500m/s。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (5)
1.一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，其特征在于：
包括底托部（1）以及包裹弹体部（2）；
底托部（1）一端外表面设置有环形凸起（3），另一端与所述包裹弹体部（2）固连；
包裹弹体部（2）沿其轴线开设有弹体容置腔（4），弹体与弹体容置腔之间为过盈配合，弹体容置腔（4）内设置有内螺纹（5），内螺纹（5）为梯形螺纹；
底托部（1）设置环形凸起的部位与轻气炮炮管之间为过盈配合；底托部（1）的其余部分与轻气炮炮管之间为间隙配合，包裹弹体部（2）与轻气炮炮管之间为间隙配合，且均为0.01-0.03mm。
2.根据权利要求1所述的一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，其特征在于：所述底托部（1）以及包裹弹体部（2）均采用聚碳酸酯或尼龙材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，其特征在于：底托部（1）设置环形凸起（3）的部位与轻气炮炮管之间的过盈量为0.2~0.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，其特征在于：包裹弹体部（2）的长度为弹体长度的2/3。
5.根据权利要求1所述的一种小口径轻气炮发射重金属弹体的弹托，其特征在于：所述环形凸起（3）的沿轴向方向的厚度为1mm。
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