用于测试复杂环境下破片速度衰减规律的试验装置及方法与流程

1.本发明涉及破片速度测试技术领域，特别是涉及一种能够形成不同空气温度、湿度和压力等环境条件，并且对不同环境下破片速度衰减进行测试的试验装置及方法。


背景技术：

2.破片是弹药战斗部作用后产生的具有一定质量和初速的碎片。具有一定初速的破片在飞行过程中因空气阻力会造成速度衰减，作为杀伤目标的典型毁伤元之一，其衰减后的存速是计算战斗部威力与弹目毁伤效应的重要评价标准。破片飞行所处大气环境存在温度、湿度和气压等多种物理特性，不同大气环境下空气阻力对破片速度衰减的影响是复杂的。
3.目前，破片速度衰减测试主要在标准大气压或靶场实时温度、湿度条件下开展，其试验结果对于高空、高原、干冷、湿热等复杂环境不能完全适用。已有测试装置仅能测试气压、温度对破片速度衰减的影响，且弹道枪与装置固连，易受击发时振动、高温高压气体及接口处密封性等因素干扰，影响测试准确度。因此，提供一种用于测试复杂环境下破片速度衰减的试验装置，可通过调节湿度、温度和压力因素，形成破片速度衰减试验所需要的测试环境，采用击发装置与试验装置分离的方式，可避免击发过程中振动、高温高压气体及接口密封性对已设定环境因素扰动的影响，降低弹托等破片辅助装置对速度测试的影响，对破片毁伤效应评估工作与相关科学研究具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决已有技术中破片速度衰减测试的试验结果对于高空、高原、干冷、湿热等复杂环境不能完全适用的技术问题，提出一种用于测试复杂环境下破片速度衰减测试的试验装置及方法。
5.本发明采用击发装置与试验装置分离的方式，通过调节温度、压力特别是湿度因素，形成与破片速度衰减试验相匹配的测试环境，用以支撑破片毁伤效应评估工作与相关科学研究。
6.本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
7.一种用于测试复杂环境下破片速度衰减规律的试验装置，包括腔体、导轨、测速架、测试腔、隔板、缓冲腔、圆环螺母、入口膜片、前密封端盖、接口、温度控制器、湿度控制器、后密封端盖、破片阻滞箱、固定螺钉、锁扣、观测窗口、防弹玻璃、固定底座、工作台；腔体为圆柱形，腔体前后两端安装有开闭式前密封端盖和后密封端盖，左右两端为观察窗口，上端有若干接口，下端为固定底座；腔体由固定底座安装于所述工作台，连接方式采用螺栓螺母机械连接；第一密封端盖、第二密封端盖的端面使用橡胶密封件进行密封，侧面采用锁扣连接，保证密封不松动；前密封端盖中间具有一带螺纹入口，采用圆环螺母固定圆形入口膜片。
8.观测窗口位置安装防弹玻璃，安装方式采用机械压合与玻璃胶密封相结合。
9.接口为螺纹孔，用于安装气压表、密封格兰头和快接插口等外部组件，并结合密封垫和密封胶进行密封连接。
10.所述腔体内部有环形隔板，将腔体不完全地分割成缓冲腔和测试腔两个子腔体。测试腔包括导轨、测速架、温度控制器、湿度控制器和破片阻滞箱。导轨固定于腔体底部，由销钉进行定位与连接，导轨长度方向均布若干通孔,用于固定所述测速架。测速架可安装铜线靶、铝箔靶、激光靶等多种类型通靶和断靶，测速的组数和距离可沿导轨方向灵活调整。
11.温度控制器和湿度控制器位于测试腔内顶部靠后位置，用于提供试验预设温度与湿度。破片阻滞箱安装于测试腔末端，背部紧贴后密封端盖内表面，破片阻滞箱内填充有降速吸能材料。
12.本发明提供的用于测试复杂环境下破片速度衰减测试规律的试验装置具有破片速度测试功能、气压控制与调节功能、温度控制与调节功能以及湿度控制与调节功能。
13.破片速度测试功能由测试架、测试靶、测试线与测速仪组成的测速系统进行实现。测速架用于固定测速靶，并调整测速组数与测速间距，测速线通过接口连通腔内测速靶与腔外测速仪。气压控制与调节功能由接口接入气压调节装置进行实现。温度控制与调节功能由温度控制器与接口接入的温度调节装置进行实现。湿度控制与调节功能由湿度控制器与接口接入的湿度调节装置进行实现。
14.一种用于测试复杂环境下破片速度衰减规律的试验装置的使用方法，步骤如下：
15.步骤一：试验开始前，试验装置通过预先调控气压、温度与湿度因素，形成测试要求的复杂环境。
16.步骤二：试验开始时，通过弹道枪/炮抛射具有一动能的破片从腔体前端入口膜片处射入，击穿入口膜片后进入缓冲腔后通过由测速架组成的测速区间，破片飞离测速区间后进入破片阻滞箱，完成一次破片速度衰减测试过程。试验获得了破片在某一个特定的温度湿度空气压力环境下的3组及以上速度数据，最终得到破片速度衰减系数。
17.重复所述试验步骤，得到不同工况下的破片速度衰减系数，最终获得复杂环境下的破片速度衰减规律。
18.有益效果
19.相比已有专利的枪口插入式试验装置，本发明采用破片发射装置与破片速度衰减测试装置相分离的方法，所述破片速度衰减测试装置不限于单一口径弹道枪且适用于多种口径的弹道枪/炮；
20.所述分离式的试验方法能够避免破片发射过程中身管剧烈振动对试验装置稳定性的影响，同时能够避免发射破片产生的高温高压气体对已设定环境因素扰动的影响；
21.所述分离式的试验方法使得破片离开枪/炮口后且进入所述破片速度衰减测试装置前具有一段飞行距离，在此飞行过程中破片能够与弹托等辅助装置分离并实现飞行稳定，能够降低弹托等破片辅助装置对速度测试的影响。
22.所述试验装置的腔体采用缓冲腔与测试腔的不完全分割结构，破片通过入口膜片进去腔体后首先进入缓冲腔之后进入测试腔，缓冲腔能够降低入口膜片被穿透后产生压力波动对测试腔内已设定环境因素扰动的影响；
23.所述破片速度衰减测试装置采用模块化设计，可根据测试需求进行多种模块灵活配置，其中破片阻滞模块采用柔性回收的方法，能够避免破片直接撞击钢板等硬质材料产
生反弹、碎块以及火光等现象对测试模块与装置内壁造成破坏。
附图说明
24.图1是本发明中试验装置内部结构示意图；
25.图2是本发明中试验装置外部结构示意图；
26.其中，1-腔体、2-导轨、3-测速架、4-测试腔、5-隔板、6-缓冲腔、7-圆环螺母、8-入口膜片、9-前密封端盖、10-第一接口、11-第二接口、12-第三接口、13-第四接口、14-接口、15-温度控制器、16-第五接口、17-湿度控制器、18-后密封端盖、19-破片阻滞箱、20-固定螺钉、21-锁扣、22-观测窗口、23-防弹玻璃、24-固定底座、25-工作台。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.实施例
29.见图1和图2，一种用于测试复杂环境下破片速度衰减规律的试验装置，包括腔体1、导轨2、测速架3、测试腔4、隔板5、缓冲腔6、圆环螺母7、入口膜片8、前密封端盖9、接口10-14、16、温度控制器15、湿度控制器17、后密封端盖18、破片阻滞箱19、固定螺钉20、锁扣21、观测窗口22、防弹玻璃23、固定底座24、工作台25；腔体1为圆柱形，腔体前后两端安装有开闭式前密封端盖9和后密封端盖18，左右两端为观察窗口22，上端有若干接口10-14、16，下端为固定底座24；腔体1由固定底座24安装于所述工作台25，连接方式采用螺栓螺母机械连接；第一密封端盖9、第二密封端盖18的端面使用橡胶密封件进行密封，侧面采用锁扣21连接，保证密封不松动；前密封端盖9中间具有一带螺纹入口，采用圆环螺母7固定圆形入口膜片8。
30.观测窗口22位置安装防弹玻璃23，安装方式采用机械压合与玻璃胶密封相结合。
31.接口10-14、16为螺纹孔，用于安装气压表、密封格兰头和快接插口等外部组件，并结合密封垫和密封胶进行密封连接。
32.所述腔体1内部有环形隔板5，将腔体1不完全地分割成缓冲腔6和测试腔4两个子腔体。测试腔4包括导轨2、测速架3、温度控制器15、湿度控制器17和破片阻滞箱19。导轨2固定于腔体1底部，由销钉20进行定位与连接，导轨长度方向均布若干通孔,用于固定所述测速架3。测速架3可安装铜线靶、铝箔靶、激光靶等多种类型通靶和断靶，测速的组数和距离可沿导轨方向灵活调整。温度控制器15和湿度控制器17位于测试腔4内顶部靠后位置，用于提供试验预设温度与湿度。破片阻滞箱19安装于测试腔末端，背部紧贴后密封端盖18内表面，破片阻滞箱内填充有降速吸能材料。
33.本发明提供的用于测试复杂环境下破片速度衰减测试规律的试验装置具有破片速度测试功能、气压控制与调节功能、温度控制与调节功能以及湿度控制与调节功能。
34.在试验装置搭建过程中，首先将试验装置通过底座24固定于试验台25之上，并将弹道枪/炮瞄准轴线与腔体1轴线重合，其次气压调节装置、温湿度测量装置、测速线与温湿度控制线通过接口3接入，并对各接口进行密封处理，然后通过前密封端盖9的螺纹入口安装好入口膜片8并拧紧圆环螺母7，关闭前密封端盖9并通过锁扣21锁紧，通过后密封端盖18处将导轨2、测速架3和破片阻滞箱19依次安装在测试腔4中，关闭后密封端盖18并通过锁扣
21锁紧，最后对试验装置的气压、温度、湿度与测速功能进行调试完毕后，完成试验装置的搭建过程。
35.试验开始前，试验装置通过预先调控气压、温度与湿度因素，形成测试要求的复杂环境。
36.试验开始时，通过弹道枪/炮抛射具有一动能的破片从腔体前端入口膜片8处射入，击穿入口膜片8后进入缓冲腔6后通过由测速架3组成的测速区间，破片飞离测速区间后进入破片阻滞箱19，完成一次破片速度衰减测试过程。试验获得了破片在某一个特定的温度湿度空气压力环境下的3组及以上速度数据，最终得到破片速度衰减系数。重复所述试验步骤，得到不同工况下的破片速度衰减系数，最终获得复杂环境下的破片速度衰减规律。
37.以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。