本發(fā)明屬于爆炸與沖擊動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種平衡炮上用于發(fā)射帶攻角彈體的前后定心式彈托的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：
平衡炮是一種用于模擬侵徹彈體終點(diǎn)彈道及毀傷效應(yīng)的常規(guī)試驗(yàn)加載裝置，通常采用彈托發(fā)射次口徑彈體。彈托的作用是在炮管內(nèi)對(duì)彈體起定心引導(dǎo)作用，傳遞火炸藥動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)彈體獲得較高速度。攻角指的是彈體速度方向與彈體軸線的夾角，目前平衡炮常用于發(fā)射不帶攻角的彈體，相配套的彈托結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍有限。發(fā)射帶攻角的彈體需要采用火箭撬，但火箭撬試驗(yàn)成本較高，一般比平衡炮試驗(yàn)要高出好幾倍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種前后定心式攻角彈托，使彈體在裝入平衡炮后預(yù)置一定角度，實(shí)現(xiàn)了彈體的帶攻角發(fā)射，顯著降低了試驗(yàn)成本，提高了平衡炮的通用性。本發(fā)明的技術(shù)方案是：所提供的平衡炮前后定心式攻角彈托包括前定心彈托和后定心彈托；所述前定心彈托和后定心彈托均為中心開(kāi)孔的圓柱體，外圓周直徑與炮管口徑相匹配，內(nèi)孔孔徑與彈體直徑相匹配；其中，外圓周的中心軸線與內(nèi)孔的中心軸線呈夾角θ，兩軸線的交點(diǎn)與彈體質(zhì)心重合；所述前定心彈托安裝于彈體中段，內(nèi)孔為通孔；所述后定心彈托安裝于彈體尾端，內(nèi)孔為盲孔。根據(jù)發(fā)射要求，并綜合考慮彈托結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和彈體安裝的匹配性來(lái)調(diào)整夾角θ的大小，便可以實(shí)現(xiàn)彈體的帶攻角發(fā)射。上述前定心彈托包括固定彈托和調(diào)整彈托；所述固定彈托和調(diào)整彈托均為圓環(huán)狀，固定彈托的內(nèi)圓周面用于固定彈體，固定彈托的外圓周面與調(diào)整彈托的內(nèi)圓周面通過(guò)螺紋連接，調(diào)整彈托的外圓周面與炮管接觸。上述調(diào)整彈托的厚度比固定彈托的厚度大一個(gè)螺距。多出的一個(gè)螺距厚度用來(lái)進(jìn)行圓周調(diào)整使前、后定心彈托相適配。上述前定心彈托和后定心彈托的外圓周面上各設(shè)置有一條與外圓周面中心軸線相平行的記號(hào)線。安裝時(shí)需要保證兩條記號(hào)線共線。上述前定心彈托和后定心彈托的朝向彈體頭部的端面上設(shè)有外圓倒角，方便整個(gè)發(fā)射彈體順利裝填入炮管內(nèi)。上述前定心彈托和后定心彈托的內(nèi)孔孔壁上均設(shè)置有細(xì)牙螺紋，對(duì)彈體進(jìn)行連接固定。上述后定心彈托未設(shè)置盲孔的端面與外圓周面的中心軸線垂直，保證整個(gè)彈體在發(fā)射過(guò)程中火炸藥作用力與炮管軸線平行，不產(chǎn)生徑向的作用力，以免因發(fā)射彈體受力不對(duì)稱(chēng)而增大彈托與炮管間的摩擦力。上述前定心彈托材質(zhì)為超硬鋁，后定心彈托材質(zhì)為超高強(qiáng)鋼，兼顧了彈托的重量和承受強(qiáng)度。上述固定彈托和調(diào)整彈托通過(guò)3mm螺距粗牙螺紋連接，保證整個(gè)前定心彈托的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而保證了發(fā)射過(guò)程中前定心彈托的完整性。上述固定彈托和后定心彈托的內(nèi)孔孔壁上設(shè)置1.5mm螺距細(xì)牙螺紋，在整個(gè)發(fā)射過(guò)程中主要起連接作用，當(dāng)彈體撞擊目標(biāo)靶板后能夠順利實(shí)現(xiàn)彈托的分離，減小對(duì)彈體的外彈道性能影響。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：(1)本發(fā)明將彈托設(shè)計(jì)為偏心結(jié)構(gòu)，在彈托的外圓周的中心軸心和內(nèi)孔的中心軸線間預(yù)置夾角θ，實(shí)現(xiàn)了彈體的帶攻角發(fā)射。(2)本發(fā)明將彈托設(shè)計(jì)成前、后兩部分，在滿(mǎn)足支撐強(qiáng)度的前提下，極大程度地減少了彈托的消極重量。(3)本發(fā)明將前定心彈托分解成固定彈托與調(diào)整彈托兩部分，在固定彈托裝配到位的情況下，通過(guò)調(diào)整彈托使前后定心彈托記號(hào)線重合，實(shí)現(xiàn)了攻角預(yù)置的裝配，同時(shí)也保證了前定心彈托的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。(4)本發(fā)明在前、后定心彈托的前端設(shè)計(jì)3mm×10mm倒角，即倒角的徑向?yàn)?mm，軸向?yàn)?0mm，這樣更方便發(fā)射彈體順利裝填炮管。(5)本發(fā)明前定心彈托采用超硬鋁作為主體材料，既減輕了彈托的消極重量，同時(shí)又保證了前定心彈托的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。(6)本發(fā)明后定心彈托采用超高強(qiáng)鋼作為主體材料，既能承受后端火炸藥的高壓，同時(shí)又保證了后定心彈托的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；(7)本發(fā)明通過(guò)改變前后定心彈托內(nèi)孔直徑及預(yù)設(shè)攻角，可以適用不同尺寸、不同攻角的彈體，通用性強(qiáng)。附圖說(shuō)明圖1為平衡炮前后定心式攻角彈托三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為平衡炮前后定心式攻角彈托二維剖面示意圖；圖3為彈體攻角下傾裝配示意圖；圖4為固定彈托結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的A-A剖面視圖；圖6為調(diào)整彈托示意圖；圖7為圖6的B-B剖面視圖；圖8為后定心彈托示意圖；圖9為圖8的C-C剖面視圖。圖10為彈體攻角上傾裝配示意圖；附圖標(biāo)記如下：1-前定心彈托，2-后定心彈托，3-固定彈托，4-調(diào)整彈托，5-固定彈托內(nèi)孔孔壁，6-固定彈托外圓周面，7-調(diào)整彈托內(nèi)孔孔壁，8-調(diào)整彈托倒角，9-調(diào)整彈托記號(hào)線，10-后定心彈托內(nèi)孔孔壁，11-后定心彈托倒角，12-后定心彈托記號(hào)線，13-后定心彈托后端面，14-定心彈托外圓周面軸線，15-內(nèi)孔軸線，16-彈體，17-彈體凸起，18-彈體質(zhì)心，19-炮管，20-火炸藥高壓氣體。具體實(shí)施方式彈托是一個(gè)受力很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，受后端火炸藥高壓氣體作用，驅(qū)動(dòng)其帶動(dòng)彈體在炮管內(nèi)運(yùn)動(dòng)。彈托必須具備一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證在最?lèi)毫訔l件下的完整性，不至于破壞，這樣才能正確引導(dǎo)彈體在炮管內(nèi)運(yùn)動(dòng)。彈托是發(fā)射彈體的重要部件，但它屬于“非戰(zhàn)斗部件”，所以在彈托的設(shè)計(jì)過(guò)程中，在能起到支撐作用的前提下，應(yīng)從結(jié)構(gòu)和材料出發(fā)，最大限度減少它的消極重量。對(duì)于帶攻角發(fā)射的彈體，彈托設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮攻角的預(yù)置?；谏鲜隹紤]，本發(fā)明前后定心式攻角彈托采用偏心結(jié)構(gòu)，前后定心彈托與彈體之間采用細(xì)牙螺紋連接，彈托外圓周面軸線與內(nèi)孔軸線之間預(yù)設(shè)夾角θ；前定心彈托由固定彈托和調(diào)整彈托組成，之間采用粗牙螺紋連接，通過(guò)調(diào)整彈托來(lái)實(shí)現(xiàn)彈體預(yù)置攻角的裝配。參見(jiàn)圖1-3，本發(fā)明的較佳實(shí)施例由前定心彈托1和后定心彈托2組成。前定心彈托1安裝于彈體16的中段，其內(nèi)孔為通孔；后定心彈托2安裝于彈體16的尾端，其內(nèi)孔為盲孔。前定心彈托1由固定彈托3和調(diào)整彈托4構(gòu)成。固定彈托3的結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示，固定彈托內(nèi)孔孔壁5上設(shè)計(jì)有細(xì)牙螺紋，固定彈托外圓周面6上設(shè)計(jì)有粗牙螺紋。調(diào)整彈托4的結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示，調(diào)整彈托內(nèi)孔孔壁7上設(shè)計(jì)有粗牙螺紋，朝向彈體頭部的斷面上設(shè)計(jì)有調(diào)整彈托倒角8，外圓周面最頂端設(shè)置有調(diào)整彈托記號(hào)線9。固定彈托3通過(guò)外圓周面上的粗牙螺紋與調(diào)整彈托4相連，又通過(guò)內(nèi)孔內(nèi)壁上的細(xì)牙螺紋對(duì)彈體16進(jìn)行固定。調(diào)整彈托4的厚度比固定彈托3的厚度大一個(gè)螺距，以便對(duì)調(diào)整彈托4的位置進(jìn)行調(diào)整，使之與后定心彈托2相對(duì)應(yīng)。后定心彈托2的結(jié)構(gòu)如圖8和圖9所示，后定心彈托內(nèi)孔孔壁10上設(shè)計(jì)有細(xì)牙螺紋，用于對(duì)彈體16的尾端進(jìn)行固定。朝向彈體頭部的斷面上設(shè)計(jì)有后定心彈托倒角11，外圓周面最頂端設(shè)置有后定心彈托記號(hào)線12，后定心彈托后端面13與后定心彈托2外圓周面軸線14垂直，保證整個(gè)彈體在發(fā)射過(guò)程中火炸藥作用力與炮管軸線平行，不產(chǎn)生徑向的作用力，以免因發(fā)射彈體受力不對(duì)稱(chēng)而增大彈托與炮管間的摩擦力。進(jìn)一步的，連接固定彈托3和調(diào)整彈托4的粗牙螺紋的螺距可以設(shè)計(jì)為3mm，保證整個(gè)前定心彈托的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而保證了發(fā)射過(guò)程中前定心彈托1的完整性。前定心彈托1和后定心彈托2的內(nèi)孔孔壁上可以設(shè)計(jì)1.5mm螺距的細(xì)牙螺紋，在整個(gè)發(fā)射過(guò)程中主要起連接作用，當(dāng)彈體撞擊目標(biāo)靶板后能夠順利實(shí)現(xiàn)彈托的分離，減小對(duì)彈體的外彈道性能影響。前定心彈托1和后定心彈托2前端的倒角可以設(shè)計(jì)為3mm×10mm，方便發(fā)射彈體順利裝填入炮管。參見(jiàn)圖3和圖10，本發(fā)明可以通過(guò)調(diào)整裝填方式控制攻角上傾或者下傾。本發(fā)明的具體使用方式為：如圖3所示，首先將后定心彈托2與彈體16進(jìn)行連接，直到后定心彈托不能再擰緊為止，這樣使得彈體16的尾端就完全頂?shù)胶蠖ㄐ膹椡?上；然后將固定彈托3與彈體16進(jìn)行連接，直到固定彈托3右端頂?shù)綇楏w凸起17上；最后將調(diào)整彈托4裝配到固定彈托3上，當(dāng)調(diào)整彈托4的右端面開(kāi)始超出固定彈托3的右端面后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并觀察調(diào)整彈托記號(hào)線9是否與后定心彈托記號(hào)線12共線，兩記號(hào)線用肉眼觀察共線后停止，最后借助直尺或激光器進(jìn)行精確調(diào)整后結(jié)束。在將整個(gè)裝配好的發(fā)射彈體裝填入炮管19時(shí)，確保記號(hào)線與炮管19的相應(yīng)位置對(duì)齊。彈體16的發(fā)射過(guò)程中，在火炸藥高壓氣體20的驅(qū)動(dòng)下，受炮管和彈托的約束，速度方向與炮管19的中心軸線重合，因此彈體的速度方向V與彈體軸線形成θ夾角，實(shí)現(xiàn)彈體帶攻角發(fā)射的目的。安裝這種彈托結(jié)構(gòu)的彈體，能適應(yīng)203mm～450mm各系列口徑的平衡炮結(jié)構(gòu)，發(fā)射帶攻角的彈體。