一种深海环境高速侵彻试验装置和方法与流程

技术特征：
1.一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于，包括：模拟舱，所述模拟舱内部限定有试验空间，试验空间包括用于放置靶体的可封闭侵彻区、以及前端与侵彻区通连的飞行区，飞行区的前端设有第一脆性耐静压薄膜，以将侵彻区和飞行区密封分隔；水压机，用于对侵彻区注水并加压，以模拟超高水压的深海环境；加速器，所述加速器与飞行区的后端通连，用于驱使弹体沿试验空间超高速飞向靶体；第一自动阀门，设在飞行区位于第一脆性耐静压薄膜后侧的位置，当弹体通过第一自动阀门并击穿或者即将击穿第一脆性耐静压薄膜时，第一自动阀门快速关闭，以将飞行区位于第一自动阀门前后两侧的空间密封隔断；测速装置，用于测量弹体即将撞击靶体时的侵彻速度；高速摄像机，用于记录和重构靶体受到侵彻和破坏的过程；以及应力应变传感器，所述应力应变传感器设于靶体，用于记录靶体的应力、应变变化情况。2.如权利要求1所述的一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于：所述测速装置为设在侵彻区位于靶体前方位置的电磁感应测速装置，或者设在侵彻区位于靶体前方位置的超高速摄像机，超高速摄像机记录弹体接近靶体过程的运动轨迹，以供根据该超高速摄像机连续记录的运动轨迹图像计算分析弹体的侵彻速度。3.如权利要求1所述的一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于：加速器包括与飞行区的后端通连的轻气炮管、与轻气炮管的前端通连的泵管、与泵管的后端通连的速动阀门，以及与速动阀门的后端通连的装弹室，所述弹体装设于轻气炮管中，所述泵管接近速动阀门的位置设有加压活塞，泵管位于加压活塞和弹体之间的区域充填有高压轻气，所述装弹室内可装设固体炸药。4.如权利要求1所述的一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于：高速摄像机的数量为一个或者多个，高速摄像机设于模拟舱外部对应靶体的位置，或者设置在侵彻区内，设于模拟舱外部时，模拟舱至少对应侵彻区的区域采用高强度的透明材料制成。5.如权利要求1所述的一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于：模拟舱包括后端开口的筒体以及前部插装于模拟舱的开口处的管体，所述管体的内部限定有所述飞行区，所述筒体的内部限定有所述侵彻区。6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于：所述飞行区划分成两个前后相连的分区，前分区与后分区的过渡处前后设置有第二脆性耐静压薄膜和第二自动阀门，第二脆性耐静压薄膜与所述第一脆性耐静压薄膜将前分区封闭，形成稳压分区，另有增压系统直接或者通过气管与稳压分区通连，用于对稳压分区输入气体并增压，当弹体未飞向第一脆性耐静压薄膜时，第一自动阀门和第二自动阀门处于开启状态；当弹体通过第二自动阀门并击穿或者即将击穿第二脆性耐静压薄膜时，第二自动阀门快速自动关闭，若第二自动阀门完全关闭之前，稳压分区出现气体外漏，增压系统自动往稳压分区增压。7.如权利要求6所述的一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于：后分区内轴向间隔设置有至少一个阻流板，阻流板开设有供弹体通过的弹道孔，使后分区形成阻流分区，以通过阻流板逐级切断弹体超高速飞行所携带的尾流。
8.如权利要求7所述的一种深海环境高速侵彻试验装置，其特征在于：所述弹道孔的孔径略大于弹体的弹丸直径，但小于弹体的弹托的大小。9.一种采用权利要求1至8中任意一项所述深海环境高速侵彻试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、根据试验要求，通过水压机往侵彻区注满水并加压至所需超高水压；s2、在确保弹体至靶体的空间可行的情况下，通过加速器驱使弹体沿试验空间飞行，以超高速击穿第一脆性耐静压薄膜后撞击靶体，并通过高速摄像机记录和重构靶体受到侵彻和破坏的过程、通过测速装置测量弹体的侵彻速度、以及通过应力应变感应器记录靶体的应力、应变变化情况。10.如权利要求9所述的试验方法，其特征在于：步骤s2中，在弹体撞击靶体前，包括当弹体通过第二自动阀门并击穿或者即将击穿第二脆性耐静压薄膜时，驱使第二自动阀门快速自动关闭；若第二自动阀门完全关闭之前，稳压分区出现气体外漏，由增压系统自动往稳压分区增压；以及当弹体通过第一自动阀门并击穿或者即将击穿第一脆性耐静压薄膜时，驱使第一自动阀门快速自动关闭的过程。

技术总结
本发明公开了一种深海环境高速侵彻试验装置和方法，其在模拟舱内部限定有包括侵彻区和飞行区的试验空间，并设置有可对侵彻区注水并加压的水压机，以在侵彻区内模拟出超高水压的深海环境。同时在飞行区的前端处前后设置有第一脆性耐静压薄膜和第一自动阀门，当弹体通过第一自动阀门并击穿或者即将击穿第一脆性耐静压薄膜时，第一自动阀门可快速关闭，以将飞行区位于第一自动阀门前后两侧的空间密封隔断，从而能较好地保证侵彻区的密封性以及其内超高水压的稳定性。最终能较好地模拟深海环境中，目标在超高水压和超高速侵彻耦合作用下的破坏过程，以供进行相应破坏机理的研究。以供进行相应破坏机理的研究。以供进行相应破坏机理的研究。


技术研发人员：马建军 梁基冠 黄林冲 陈万祥 梁禹 杨宏伟
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2021/11/4