本發(fā)明屬于沖擊試驗，尤其涉及一種基于反向制動的高過載加載裝置。

背景技術(shù)：

1、在彈體發(fā)射和侵徹等領(lǐng)域，彈上的電子設(shè)備通常需要經(jīng)歷持續(xù)時間達(dá)毫秒級、幅值上萬g(單位重力加速度)的沖擊，很可能會造成彈藥系統(tǒng)中電子元器件或結(jié)構(gòu)失效。為在研制階段充分驗證彈載設(shè)備的可靠性，降低實際應(yīng)用過程的風(fēng)險，需要開展相應(yīng)的沖擊試驗，考核其在高沖擊環(huán)境下的工作性能和生存能力。目前，傳統(tǒng)的高過載加速裝置通常直接采用動力源(如高壓氣體、火藥、電磁力等)對需要獲得高加速的物體進(jìn)行加速。這些方案均是采用直接加速被測對象的方式，采用電磁力需要系統(tǒng)瞬間產(chǎn)生極大的推力，功率可達(dá)數(shù)千兆瓦，設(shè)備規(guī)模非常龐大且造價極高；采用高壓氣體、火藥等方式則需要提供超高壓來實現(xiàn)高過載加載，其無法實現(xiàn)持續(xù)高壓并會降低試驗安全性。此外，為了準(zhǔn)確獲得試驗數(shù)據(jù)，防止彈載設(shè)備損壞，通常需要設(shè)計無損回收系統(tǒng)，而彈體所能承受的反向過載通常遠(yuǎn)小于所能承受的正向加速過載，因此很大程度上增加了無損回收設(shè)計的難度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種通過反向制動實現(xiàn)高過載且安全性高的基于反向制動的高過載加載裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

2、一種基于反向制動的高過載加載裝置，包括氣體發(fā)生器、釋壓裝置、發(fā)射體和導(dǎo)向筒，

3、發(fā)射體設(shè)置在防護(hù)彈倉內(nèi)，防護(hù)彈倉密封連接在導(dǎo)向筒位于釋壓裝置遠(yuǎn)離氣體發(fā)生器的一端；

4、導(dǎo)向筒的側(cè)壁上設(shè)有補(bǔ)氣加速裝置；

5、導(dǎo)向筒內(nèi)設(shè)有排氣段和與排氣段連接的反向制動加載段；

6、導(dǎo)向筒內(nèi)反向制動加載段設(shè)有一級反向過載加載結(jié)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)，二級反向過載加載結(jié)構(gòu)的平臺應(yīng)力大于一級反向過載加載結(jié)構(gòu)的平臺應(yīng)力；

7、發(fā)射體和防護(hù)彈倉在氣體發(fā)生器的氣體推動下撞擊一級反向過載加載機(jī)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)并利用撞擊實現(xiàn)反向過載。

8、在一實施方式中，所述一級反向過載加載結(jié)構(gòu)與二級反向過載加載結(jié)構(gòu)之間設(shè)有鋼性隔離板。

9、在一實施方式中，所述導(dǎo)向筒內(nèi)位于反向制動加載段開設(shè)有排氣孔且在其尾端設(shè)有后坐力支撐結(jié)構(gòu)。

10、在一實施方式中，所述釋壓裝置為釋壓膜片或剪切環(huán)，釋壓膜片或剪切環(huán)上開設(shè)有預(yù)制槽，所述防護(hù)彈倉外圍設(shè)置有密封槽，用于密封連接導(dǎo)向筒。

11、在一實施方式中，所述一級反向過載加載結(jié)構(gòu)、二級反向過載加載結(jié)構(gòu)及鋼性隔離板的質(zhì)量和小于發(fā)射體和防護(hù)彈倉的質(zhì)量和。

12、在一實施方式中，所述一級反向過載加載結(jié)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)為蜂窩結(jié)構(gòu)、薄壁圓筒結(jié)構(gòu)、薄壁方孔結(jié)構(gòu)或折紙結(jié)構(gòu)。

13、在一實施方式中，一級反向過載加載結(jié)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)均為等截面結(jié)構(gòu)。

14、在一實施方式中，所述氣體發(fā)生器內(nèi)設(shè)有加熱管，用于加熱氣體發(fā)生器內(nèi)的氣源，所述氣體發(fā)生器的端部設(shè)有注入管，用于加入氣源介質(zhì)，氣體發(fā)生器的壓力低于50mpa。

15、在一實施方式中，所述氣源介質(zhì)為固態(tài)co2或液態(tài)co2，所述加熱管為電加熱管，通過電加熱方式定容升溫升壓將固態(tài)co2或液態(tài)co2轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界co2。

16、在一實施方式中，還包括控制系統(tǒng)，用于控制氣體發(fā)生器和補(bǔ)氣加速裝置的釋放時序。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本申請的基于反向制動的高過載加載裝置，氣體發(fā)生器為發(fā)射體和防護(hù)彈倉提供初始推力，氣體發(fā)生器壓力達(dá)到釋壓裝置的極限壓力之時破裂并快速釋壓到導(dǎo)向筒中使發(fā)射體和防護(hù)彈倉一起加速前進(jìn)。在導(dǎo)向筒內(nèi)通過補(bǔ)氣加速裝置繼續(xù)為發(fā)射體提供推動力，在發(fā)射體和防護(hù)彈倉進(jìn)入反向制動高過載加載段后，利用排氣段將其后端高壓氣體快速排出；發(fā)射體和防護(hù)彈倉達(dá)到預(yù)設(shè)速度后撞擊一級反向過載加載結(jié)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)，二級反向過載加載結(jié)構(gòu)的平臺應(yīng)力大于一級反向過載加載結(jié)構(gòu)的平臺應(yīng)力；利用一級反向過載加載結(jié)構(gòu)實現(xiàn)發(fā)射體和防護(hù)彈倉具有不同上升沿的過載曲線，利用二級反向過載加載結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步壓縮，產(chǎn)生穩(wěn)定的反向過載，最后停止在反向制動加載段。上述裝置通過反向制動實現(xiàn)高過載加載，降低了對氣體發(fā)生器初始加載動力源的要求，可以通過較低的壓力(氣體發(fā)生器的壓力低于50mpa，通過延長導(dǎo)向筒的長度可以將氣體發(fā)生器的壓力控制到20mpa左右)、利用較長的行程將發(fā)射體加速到較高的速度，并利用撞擊實現(xiàn)反向過載，避免了在加速過程中使用超高壓裝置，因此對整個裝置的密封性要求大大降低，同時提升了測試安全性。本發(fā)明在正向加速過程中，可以根據(jù)所需加速距離采用中低壓氣體加速，在達(dá)到設(shè)定速度后進(jìn)行反向制動實現(xiàn)高過載加載，在加載完成后被測對象速度將降為零無需再額外配置無損回收系統(tǒng)，試驗全過程安全性將顯著提高。

技術(shù)特征：

1.一種基于反向制動的高過載加載裝置，包括氣體發(fā)生器、釋壓裝置、發(fā)射體和導(dǎo)向筒，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，所述一級反向過載加載結(jié)構(gòu)與二級反向過載加載結(jié)構(gòu)之間設(shè)有鋼性隔離板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向筒內(nèi)位于反向制動加載段開設(shè)有排氣孔且在其尾端設(shè)有后坐力支撐結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，所述釋壓裝置為釋壓膜片或剪切環(huán)，釋壓膜片或剪切環(huán)上開設(shè)有預(yù)制槽，所述防護(hù)彈倉外圍設(shè)置有密封槽，用于密封連接導(dǎo)向筒。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，所述一級反向過載加載結(jié)構(gòu)、二級反向過載加載結(jié)構(gòu)及鋼性隔離板的質(zhì)量和小于發(fā)射體和防護(hù)彈倉的質(zhì)量和。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，所述一級反向過載加載結(jié)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)為蜂窩結(jié)構(gòu)、薄壁圓筒結(jié)構(gòu)、薄壁方孔結(jié)構(gòu)或折紙結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，一級反向過載加載結(jié)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)均為等截面結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，所述氣體發(fā)生器內(nèi)設(shè)有加熱管，用于加熱氣體發(fā)生器內(nèi)的氣源，所述氣體發(fā)生器的端部設(shè)有注入管，用于加入氣源介質(zhì)，氣體發(fā)生器的壓力低于50mpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，所述氣源介質(zhì)為固態(tài)co2或液態(tài)co2，所述加熱管為電加熱管，通過電加熱方式定容升溫升壓將固態(tài)co2或液態(tài)co2轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界co2。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反向制動的高過載加載裝置，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，用于控制氣體發(fā)生器和補(bǔ)氣加速裝置的釋放時序。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于沖擊試驗技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于反向制動的高過載加載裝置，包括氣體發(fā)生器、釋壓裝置、發(fā)射體和導(dǎo)向筒，發(fā)射體設(shè)置在防護(hù)彈倉內(nèi)，防護(hù)彈倉密封連接在導(dǎo)向筒位于釋壓裝置遠(yuǎn)離氣體發(fā)生器的一端；導(dǎo)向筒的側(cè)壁上設(shè)有補(bǔ)氣加速裝置；導(dǎo)向筒內(nèi)設(shè)有排氣段和與排氣段連接的反向制動加載段；導(dǎo)向筒內(nèi)反向制動加載段設(shè)有一級反向過載加載結(jié)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)，二級反向過載加載結(jié)構(gòu)的平臺應(yīng)力大于一級反向過載加載結(jié)構(gòu)的平臺應(yīng)力；發(fā)射體和防護(hù)彈倉在氣體發(fā)生器的氣體推動下撞擊一級反向過載加載機(jī)構(gòu)和二級反向過載加載結(jié)構(gòu)并利用撞擊實現(xiàn)反向過載。上述裝置通過反向制動實現(xiàn)高過載且安全性高。

技術(shù)研發(fā)人員：魯寨軍,田嵐仁,袁可,張梓軒,范登科
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6