本發(fā)明涉及靜電，特別是涉及一種材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、飛行器高速飛行時，不可避免的與周圍物質(zhì)發(fā)生碰撞摩擦而帶上靜電，當飛行器靜電量級達到一定程度時會發(fā)生靜電放電(esd)，放電能量通過傳導(dǎo)、輻射耦合方式對機載設(shè)備產(chǎn)生復(fù)雜靜電效應(yīng)，從而影響飛行器的飛行安全。

2、為研究高速飛行器產(chǎn)生的靜電放電對機載電子設(shè)備影響的規(guī)律，首先要對靜電帶電量級、極性等特點進行研究。飛行器高速飛行過程中，其表面蒙皮材料與冰晶、砂礫等材料摩擦充電，摩擦充電后會帶上多少靜電這與飛行體的表面材料、飛行速度和碰撞顆粒(冰晶、砂礫等)有關(guān)。由于無法進行飛行器實際飛行過程的測試，需要設(shè)計一種地面模擬實驗裝置來研究飛行器高速飛行過程中的摩擦起電規(guī)律。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置及方法，可準確模擬飛行體飛行過程中的摩擦起電規(guī)律。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，包括：依次設(shè)置的彈丸噴出裝置、彈丸飛行軌道、接地環(huán)、第一法拉第筒、彈丸摩擦區(qū)和第二法拉第筒；

4、所述彈丸噴出裝置用于將被測彈丸噴出；所述彈丸飛行軌道、所述第一法拉第筒、所述彈丸摩擦區(qū)和所述第二法拉第筒均設(shè)置在所述被測彈丸的飛行軌道上；所述接地環(huán)的一端與所述彈丸飛行軌道靠近所述第一法拉第筒的一端連接；所述接地環(huán)的另一端接地；被測材料設(shè)置在所述被測彈丸上；所述彈丸飛行軌道用于對所述被測彈丸進行加速；經(jīng)過加速后的所述被測彈丸依次經(jīng)過所述第一法拉第筒、所述彈丸摩擦區(qū)和所述第二法拉第筒；所述第一法拉第筒和所述第二法拉第筒均用于感應(yīng)所述被測彈丸的電荷；所述彈丸摩擦區(qū)用于對所述被測材料進行摩擦實驗。

5、可選地，還包括彈丸夾具；所述彈丸夾具用于在所述彈丸飛行軌道內(nèi)夾持所述被測彈丸并在所述彈丸飛行軌道的出口處釋放所述被測彈丸。

6、可選地，所述彈丸夾具為金屬夾具。

7、可選地，所述彈丸噴出裝置為氣體軌道炮或者電磁炮。

8、可選地，還包括速度測試儀，所述速度測試儀設(shè)置在所述彈丸飛行軌道和所述第一法拉第筒之間；所述速度測試儀用于監(jiān)測加速后的所述被測彈丸的速度。

9、可選地，還包括第一靜電測試儀和第二靜電測試儀；

10、所述第一靜電測試儀與所述第一法拉第筒連接；所述第二靜電測試儀與所述第二法拉第筒連接。

11、可選地，還包括示波器；所述示波器分別與所述第一靜電測試儀和第二靜電測試儀連接。

12、可選地，所述彈丸摩擦區(qū)包括摩擦區(qū)外殼、風扇、帶孔擋板、漏斗和碰撞顆粒物；所述風扇設(shè)置在所述摩擦區(qū)外殼內(nèi)；所述漏斗設(shè)置在所述摩擦區(qū)外殼的一側(cè)并通過所述帶孔擋板與所述摩擦區(qū)外殼連接；所述碰撞顆粒物通過所述漏斗填充至所述摩擦區(qū)外殼內(nèi)。

13、可選地，所述風扇的數(shù)量為四個，分別設(shè)置在所述摩擦區(qū)外殼的四個角內(nèi)。

14、一種材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬方法，所述材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬方法應(yīng)用于所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，所述材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬方法包括：

15、彈丸噴出裝置將被測彈丸噴出；

16、彈丸飛行軌道對所述被測彈丸進行加速；

17、第一法拉第筒感應(yīng)加速后的所述被測彈丸的電荷；

18、彈丸摩擦區(qū)對所述被測彈丸進行摩擦實驗；

19、所述第二法拉第筒感應(yīng)摩擦后的所述被測彈丸的電荷。

20、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

21、本發(fā)明提供的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，包括：依次設(shè)置的彈丸噴出裝置、彈丸飛行軌道、接地環(huán)、第一法拉第筒、彈丸摩擦區(qū)和第二法拉第筒；所述彈丸噴出裝置用于將被測彈丸噴出；所述彈丸飛行軌道、所述第一法拉第筒、所述彈丸摩擦區(qū)和所述第二法拉第筒均設(shè)置在所述被測彈丸的飛行軌道上；所述接地環(huán)的一端與所述彈丸飛行軌道靠近所述第一法拉第筒的一端連接；所述接地環(huán)的另一端接地；被測材料設(shè)置在所述被測彈丸上；所述彈丸飛行軌道用于對所述被測彈丸進行加速；經(jīng)過加速后的所述被測彈丸依次經(jīng)過所述第一法拉第筒、所述彈丸摩擦區(qū)和所述第二法拉第筒；所述第一法拉第筒和所述第二法拉第筒均用于感應(yīng)所述被測彈丸的電荷；所述彈丸摩擦區(qū)用于對所述被測材料進行摩擦實驗。通過接地環(huán)將被測彈丸的初始電量進行歸零，從而實現(xiàn)準確模擬飛行體飛行過程中的摩擦起電規(guī)律。

技術(shù)特征：

1.一種材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，包括：依次設(shè)置的彈丸噴出裝置、彈丸飛行軌道、接地環(huán)、第一法拉第筒、彈丸摩擦區(qū)和第二法拉第筒；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，還包括彈丸夾具；所述彈丸夾具用于在所述彈丸飛行軌道內(nèi)夾持所述被測彈丸并在所述彈丸飛行軌道的出口處釋放所述被測彈丸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，所述彈丸夾具為金屬夾具。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，所述彈丸噴出裝置為氣體軌道炮或者電磁炮。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，還包括速度測試儀，所述速度測試儀設(shè)置在所述彈丸飛行軌道和所述第一法拉第筒之間；所述速度測試儀用于監(jiān)測加速后的所述被測彈丸的速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，還包括第一靜電測試儀和第二靜電測試儀；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，還包括示波器；所述示波器分別與所述第一靜電測試儀和第二靜電測試儀連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，所述彈丸摩擦區(qū)包括摩擦區(qū)外殼、風扇、帶孔擋板、漏斗和碰撞顆粒物；所述風扇設(shè)置在所述摩擦區(qū)外殼內(nèi)；所述漏斗設(shè)置在所述摩擦區(qū)外殼的一側(cè)并通過所述帶孔擋板與所述摩擦區(qū)外殼連接；所述碰撞顆粒物通過所述漏斗填充至所述摩擦區(qū)外殼內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，其特征在于，所述風扇的數(shù)量為四個，分別設(shè)置在所述摩擦區(qū)外殼的四個角內(nèi)。

10.一種材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬方法，其特征在于，所述材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬方法應(yīng)用于權(quán)利要求1-9任意一項所述的材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置，所述材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種材料超高速條件與顆粒摩擦起電地面模擬裝置及方法，涉及靜電領(lǐng)域，裝置包括依次設(shè)置的彈丸噴出裝置、彈丸飛行軌道、接地環(huán)、第一法拉第筒、彈丸摩擦區(qū)和第二法拉第筒；所述彈丸飛行軌道、所述第一法拉第筒、所述彈丸摩擦區(qū)和所述第二法拉第筒均設(shè)置在所述被測彈丸的飛行軌道上；所述接地環(huán)的一端與所述彈丸飛行軌道靠近所述第一法拉第筒的一端連接；經(jīng)過加速后的所述被測彈丸依次經(jīng)過所述第一法拉第筒、所述彈丸摩擦區(qū)和所述第二法拉第筒；所述第一法拉第筒和所述第二法拉第筒均用于感應(yīng)所述被測彈丸的電荷；所述彈丸摩擦區(qū)用于對所述被測材料進行摩擦實驗。本發(fā)明能準確模擬飛行體飛行過程中的摩擦起電規(guī)律。

技術(shù)研發(fā)人員：胡小鋒,周帥,王雷,魏明,王瑩瑩
受保護的技術(shù)使用者：中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2