一种氢氧爆轰驱动超高速发射设备的制作方法

1.本发明涉及超高速发射设备，特别涉及一种氢氧爆轰驱动超高速发射设备，属于超高速发射设备技术领域。


背景技术：

2.爆轰，是一种伴有大量能量释放的化学反应传输过程，爆轰中的化学反应过程高速释放能量，气体爆轰驱动超高速发射设备多用于测量飞行模型流场、姿态和速度测量，因此，爆轰实验在相关科研领域作为重要的基础实验研究，在实验过程中需要在靶室测量段上建立以多套阴影照相系统为基础并配置模型探测和基准系统的测控系统来获取试验数据及图片，传统的爆轰试验多采用火药作为击发源，由于火药的使用以及运输都存在较大的安全隐患，所以不方便在实验室内部进行使用，因此如何利用氢氧作为介质爆轰驱动高速发射设备是目前的重要研究课题，中国专利202110080144.2公布了一种基于气体爆轰驱动超高速发射装置的斜爆轰实验系统，包括二级轻气炮单元，二级轻气炮单元分别连接有斜爆轰实验舱单元和点火器，斜爆轰实验舱单元设置有高速摄影系统，斜爆轰实验舱单元内在实验开始前充入可燃混合气体，点火器和斜爆轰实验舱单元及高速摄影系统分别由计算机系统进行操控；实验开始前，根据预设工况向斜爆轰实验舱单元内充入可燃混合气体并静止放置，实现精确控制可燃混合气体的状态，使可燃混合气体在实验开始前不会反应，并实现了精确测量可燃混合气体的性质，既保证了可燃混合气体的纯净程度及充分均匀混合，又实现了使用高速摄影系统观测斜爆轰的起爆过程，但是其检测前无法对氢氧的输入剂量进行控制，且没有进行预先混合，导致气体混合不均匀，存在影响爆轰的可能，同时，其不能对爆轰管的内部空间进行调节，在进行不同的测试时只能提高爆轰管内部可燃气体的压缩比，局限了整体设备的使用效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种氢氧爆轰驱动超高速发射设备，解决了背景技术中提到的问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
5.一种氢氧爆轰驱动超高速发射设备，包括底板、爆轰管、调节管、加速管、发射管、试验箱、接气筒和混合筒，所述底板的顶部固定连接有爆轰管，所述爆轰管的内部滑动连接有调节管，所述调节管的内部固定连接有点火器，所述爆轰管远离调节管的一端固定连接有加速管，所述加速管的内部滑动连接有活塞，所述加速管远离爆轰管的一端固定连接有发射管，所述发射管的内部设置有弹丸，所述发射管远离加速管的一端设置有试验箱，且所述发射管的一端延伸至试验箱的内部，所述试验箱远离发射管的一侧可拆卸连接有密封帽，所述密封帽内壁的一侧固定连接有截弹箱，所述截弹箱远离密封帽的一侧固定连接有钢板，所述截弹箱的内部设置有填料，所述底板的顶部固定连接有放置架，所述放置架的内部设置有氧气瓶，所述放置架的内部且位于氧气瓶的上方设置有氢气瓶，所述氧气瓶和氢
气瓶的输出端均设置有接气筒，所述接气筒的内部滑动连接有密封板，所述接气筒内部螺纹连接有调节螺栓，所述调节螺栓的一端延伸至接气筒内部且与密封板转动连接，两个所述接气筒之间设置有混合筒，所述混合筒的内部设置有螺旋绞龙，所述底板的顶部固定连接有气泵，所述气泵的输入端固定连接有连接管，所述连接管远离气泵的一端延伸至混合筒的内部，气泵的输出端固定连接有第三导管，所述第三导管远离气泵的一端延伸至爆轰管的内部。
6.作为本发明的一种优选方案，所述调节管的外部套设有第一固定环，所述爆轰管的外部套设有第二固定环，所述第二固定环的内部对称滑动连接有两个横杆，两个所述横杆的一端均贯穿第二固定环且与第一固定环的一侧固定连接，所述横杆的内部等距开设有插槽，所述第二固定环的外部固定连接有竖杆，所述竖杆的外部滑动连接有滑板，所述竖杆的外部且位于滑板远离第二固定环的一侧套设有弹簧，所述滑板远离弹簧的一侧对称固定连接有两个插块，且所述插块分别延伸至插槽的内部。
7.作为本发明的一种优选方案，所述加速管与爆轰管的交接处设置有聚乙烯薄膜，且所述聚乙烯薄膜位于活塞远离发射管的一侧。
8.作为本发明的一种优选方案，所述试验箱的内部设置有钢化玻璃，所述试验箱的底部且与钢化玻璃的正下方固定连接有安装架，所述安装架的顶部固定连接有激光测速器，所述安装架的顶部且位于激光测速器的一侧固定连接有高速摄像机，所述调节管内壁的顶部与底部且位于高速摄像机的正上方均设置有透镜，所述试验箱的内部且位于透镜的正上方设置有灯珠。
9.作为本发明的一种优选方案，所述氧气瓶和氢气瓶的输出端均固定连接有第一导管，且对应所述第一导管的一端均与接气筒固定连接，两个所述第一导管上均设置有第一电磁阀，两个所述接气筒向靠近的一侧均固定连接有第二导管，两个所述第二导管均与混合筒固定连接，两个所述第二导管的外部均设置有第二电磁阀。
10.作为本发明的一种优选方案，所述接气筒的内部镶嵌有亚克力板，所述接气筒的外部且位于亚克力板的一侧等距设置有刻度线。
11.作为本发明的一种优选方案，所述底板的顶部且位于放置架远离气泵的一侧固定连接有真空泵，所述真空泵的输入端固定连接有排气管，所述排气管远离真空泵的一端固定连接有电磁三通阀，所述电磁三通阀的一侧固定连接有第四导管，所述第四导管的一端延伸至试验箱的内部，所述电磁三通阀远离第四导管的一侧固定连接有第五导管，所述第五导管远离电磁三通阀的一端延伸至爆轰管的内部。
12.作为本发明的一种优选方案，所述底板的顶部且位于气泵远离放置架的一侧固定连接有混合筒，所述点火器、激光测速器、灯珠、高速摄像机、第一电磁阀、第二电磁阀、气泵、电磁三通阀和真空泵分别通过导线与电控箱电性连接。
13.本发明的有益效果是：通过爆轰管内部设置的调节管，可以对整个爆轰的空间进行调节，可以根据试验需求提高或减少进入的可燃气体剂量，在接气筒与混合筒的配合下，不仅可以对氢气以及氧气进入的剂量进行控制，而且在输入爆轰管之前还能进行混合，可以提高氢氧气混合的充分性，从而能提高爆轰的稳定性，在真空泵的作用下可以对爆轰管以及试验箱内部抽真空处理，能避免空气对测试结果产生影响。
附图说明：
14.为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
15.图1是本发明整体结构示意图；
16.图2是本发明图1中a处的放大图；
17.图3是本发明图1中b处的放大图；
18.图4是本发明接气筒外部视角图。
19.图中：1、底板；2、爆轰管；3、调节管；4、点火器；5、第一固定环；6、第二固定环；7、横杆；8、竖杆；9、滑板；10、弹簧；11、插块；12、插槽；13、加速管；14、聚乙烯薄膜；15、活塞；16、发射管；17、弹丸；18、试验箱；19、密封帽；20、截弹箱；21、填料；22、钢板；23、安装架；24、激光测速器；25、透镜；26、灯珠；27、高速摄像机；28、放置架；29、氧气瓶；30、氢气瓶；31、第一导管；32、第一电磁阀；33、接气筒；34、密封板；35、调节螺栓；36、亚克力板；37、刻度线；38、第二导管；39、第二电磁阀；40、混合筒；41、螺旋绞龙；42、气泵；43、连接管；44、第三导管；45、排气管；46、电磁三通阀；47、第四导管；48、第五导管；49、钢化玻璃；50、电控箱；51、真空泵。
具体实施方式：
20.如图1-图4所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
21.实施例：
22.一种氢氧爆轰驱动超高速发射设备，包括底板1、爆轰管2、调节管3、加速管13、发射管16、试验箱18、接气筒33和混合筒40，底板1的顶部固定连接有爆轰管2，爆轰管2的内部滑动连接有调节管3，通过爆轰管2内部设置的调节管4，可以对整个爆轰的空间进行调节，可以根据试验需求提高或减少进入的可燃气体剂量，调节管3的内部固定连接有点火器4，可以对爆轰管2和调节管3内部的氢氧混合气体进行点燃，从而达到爆轰的条件，爆轰管2远离调节管3的一端固定连接有加速管13，加速管13的内部滑动连接有活塞15，加速管13远离爆轰管2的一端固定连接有发射管16，发射管16的内部设置有弹丸17，由于加速管13的管径小于爆轰管2，且发射管16的管径小于加速管13，爆轰的气体经过加速管13压缩可以推动活塞15进行高速运动，且运动的活塞15对气体进行二次加压，从而推动弹丸17进行高速击发，进而达到测试需求，发射管16远离加速管13的一端设置有试验箱18，且发射管16的一端延伸至试验箱18的内部，试验箱18远离发射管16的一侧可拆卸连接有密封帽19，密封帽19内壁的一侧固定连接有截弹箱20，截弹箱20远离密封帽19的一侧固定连接有钢板22，截弹箱20的内部设置有填料21，通过试验箱18内部设置的截弹箱20配合其内部的填料21，可以对弹丸17进行拦截收集，同时，钢板22可以根据检测需求进行更换，且通过钢板22可以对弹丸17进行一级减速，并能更直观的查看爆轰击穿能力，底板1的顶部固定连接有放置架28，放置架28的内部设置有氧气瓶29，放置架28的内部且位于氧气瓶29的上方设置有氢气瓶30，氧气瓶29和氢气瓶30的输出端均设置有接气筒33，接气筒33的内部滑动连接有密封板34，接气筒33内部螺纹连接有调节螺栓35，调节螺栓35的一端延伸至接气筒33内部且与密封板34转动连接，两个接气筒33之间设置有混合筒40，混合筒40的内部设置有螺旋绞龙41，底板1的顶部固定连接有气泵42，气泵42的输入端固定连接有连接管43，连接管43远离气泵42的一端延伸至混合筒40的内部，气泵42的输出端固定连接有第三导管44，第三导管44远离气
泵42的一端延伸至爆轰管2的内部，在接气筒33与混合筒30的配合下，不仅可以对氢气以及氧气进入的剂量进行控制，而且在输入爆轰管2之前还能进行混合，可以提高氢氧气混合的充分性，从而能提高爆轰的稳定性。
23.其中，调节管3的外部套设有第一固定环5，爆轰管2的外部套设有第二固定环6，第二固定环6的内部对称滑动连接有两个横杆7，两个横杆7的一端均贯穿第二固定环6且与第一固定环5的一侧固定连接，横杆7的内部等距开设有插槽12，第二固定环6的外部固定连接有竖杆8，竖杆8的外部滑动连接有滑板9，竖杆8的外部且位于滑板9远离第二固定环6的一侧套设有弹簧10，滑板9远离弹簧10的一侧对称固定连接有两个插块11，且插块11分别延伸至插槽12的内部，在弹簧10的作用下可以持续对滑板9进行挤压，从而防止插块11从插槽12内部移出，这时第一固定环5即可被横杆7固定在此处，能防止爆轰的作用力下推动调节管3出现回位移动。
24.其中，加速管13与爆轰管2的交接处设置有聚乙烯薄膜14，且聚乙烯薄膜14位于活塞15远离发射管16的一侧，可以对加速管13进行密封，从而防止爆轰管2和调节管3内部的氢氧混合气体进入加速管13的内部。
25.其中，试验箱18的内部设置有钢化玻璃49，试验箱18的底部且与钢化玻璃49的正下方固定连接有安装架23，安装架23的顶部固定连接有激光测速器24，安装架23的顶部且位于激光测速器24的一侧固定连接有高速摄像机27，调节管3内壁的顶部与底部且位于高速摄像机27的正上方均设置有透镜25，试验箱18的内部且位于透镜25的正上方设置有灯珠26，可以对弹丸17的射速一级状态进行检测，从而方便工作人员进行观察并获取测验数据。
26.其中，氧气瓶29和氢气瓶30的输出端均固定连接有第一导管31，且对应第一导管31的一端均与接气筒33固定连接，两个第一导管31上均设置有第一电磁阀32，两个接气筒33向靠近的一侧均固定连接有第二导管38，两个第二导管38均与混合筒40固定连接，两个第二导管38的外部均设置有第二电磁阀39，可以控制氧气瓶29与氢气瓶30的开闭，从而方便采集氢气以及氧气，在第二电磁阀39的作用下，可以将接气筒33的内部气体输送至混合筒40内部，从而进行氢氧混合。
27.其中，接气筒33的内部镶嵌有亚克力板36，接气筒33的外部且位于亚克力板36的一侧等距设置有刻度线37，可以参照刻度线37配合亚克力板36对密封板34的位置进行精准调节，能保证采集气体的精准性。
28.其中，底板1的顶部且位于放置架28远离气泵42的一侧固定连接有真空泵51，真空泵51的输入端固定连接有排气管45，排气管45远离真空泵51的一端固定连接有电磁三通阀46，电磁三通阀46的一侧固定连接有第四导管47，第四导管47的一端延伸至试验箱18的内部，电磁三通阀46远离第四导管47的一侧固定连接有第五导管48，第五导管48远离电磁三通阀46的一端延伸至爆轰管2的内部，通过电磁三通阀46控制第四导管47和第五导管48与排气管45的连通，同时在真空泵51的作用下即可对爆轰管2和试验箱18内部进行抽真空状态，从而避免残留空气对测试产生影响。
29.其中，底板1的顶部且位于气泵42远离放置架28的一侧固定连接有混合筒40，点火器4、激光测速器24、灯珠26、高速摄像机27、第一电磁阀32、第二电磁阀39、气泵42、电磁三通阀46和真空泵51分别通过导线与电控箱50电性连接，可以对设备进行集中控制，从而方便工作人员进行操作。
30.具体的，在进行爆轰前，先根据测试需求对可燃气体的空间进行调节，推动调节管3在爆轰管2的内部进行滑动，从而改变调节管3与爆轰管2之间整体的空间，调节管3在移动的过程中配合第一固定环5推动横杆7在第二固定环6的内部滑动，调节完毕后通过滑板9将其底部的插块11插入插槽12中，在弹簧10的作用下可以持续对滑板9进行挤压，从而防止插块11从插槽12内部移出，此时第一固定环5即可被横杆7固定在此处，能防止爆轰时调节管3出现位移，随后根据氢氧的进气量分别对两个接气筒33的储气空间进行调节，转动接气筒33内部的调节螺栓35，此时调节螺栓35带动密封板34在接气筒33的内部滑动，通过接气筒33上的亚克力板36配合刻度线37可以对密封板34的位置进行查看，从而保证气体进入的精准性，随后将氧气瓶29和氢气瓶30上第一导管31上的第一电磁阀32打开，此时氢气和氧气分别进入对应的接气筒33中，进入完毕后关闭第一电磁阀32，并将第二导管38上的第二电磁阀39开启，此时两个接气筒33内部的氢气和氧气通过第二导管38进入混合筒40中，与此同时将气泵42开启，在连接管43的作用下带动氢氧气在混合筒40内部流动，由于混合筒40内部设置有螺旋绞龙41，此时即可使氢气和氧气进行混合，通过气泵42配合第三导管44将混合后的氢氧气输送至爆轰管2与调节管3之间，随后关闭气泵42，通过电控箱50控制点火器4点火，此时爆轰管2和调节管3内部的氢氧混合气体点燃发生爆轰气体，爆轰气体将加速管13中的聚乙烯薄膜14撕裂并推动活塞15在其内部快速移动，当活塞15向发射管16靠近时，在压力的作用下推动弹丸17进行高速运动，从而使其从弹丸17中进入试验箱18的内部，进入试验箱18内部的弹丸17依次经过激光测速器24、高速摄像机27，并击穿钢板22进入截弹箱20内部的填料21中，通过灯珠26配合透镜25对试验箱18内部进行补光，通过激光测速器24可以对弹丸17的射速进行检测，通过高速摄像机27可以对弹丸17的动作进行拍摄记录，且钢板22可以根据测试需求进行更换，测验完毕后将密封帽19取下，此时即可对钢板22、填料21和弹丸17进行处理，随后将密封帽19再次安装在试验箱18上，并通过电磁三通阀46控制第四导管47和第五导管48与排气管45的连通，同时在真空泵51的作用下即可对爆轰管2和试验箱18内部进行抽真空状态，从而避免残留空气对测试产生影响。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。