轨道式电磁炮材料性能测试平台制造技术

本申请公开了一种轨道式电磁炮材料性能测试平台，具有电枢，导轨，电路系统和机架；机架包括安装部和装夹部，安装部包括左挡板、右档板、后挡板和底座，底座和左档板之间设置第一导轨安装槽，底座和右挡板之间设置第二导轨安装槽，每条导轨安装槽具有各自的前挡块和后挡块，前挡块设置弹簧且对应的后挡块设置电源端子，两条导轨安装槽之间可拆卸式的安装电枢。本发明专利技术提供了一种能够在实验室模拟轨道电磁炮的真实发射、对轨道电磁炮在发射过程中的电枢性能和轨道性能，电磁炮发射后的电枢性能和轨道性能进行测试的轨道式电磁炮材料性能测试平台。

Material performance test platform of track electromagnetic gun

【技术实现步骤摘要】
轨道式电磁炮材料性能测试平台
本专利技术涉及一种能够对轨道式电磁炮的轨道、电枢等组件的材料和性能进行测试的测试平台。
技术介绍
轨道电磁炮是根据电磁感应定律制作而成，两轨道相互平行，发射组件沿着轨道轴线方向滑动，电枢接受洛伦兹力的作用推动弹丸向炮口做加速运动，从而将电磁能转换成动能。其中轨道和电枢是轨道电磁炮的核心组成部分，轨道起到传导电流和导向电枢和弹丸的作用，为了保证电路的良好接触，轨道与电枢需要紧密接触。电磁轨道炮发射过程中，轨道与电枢表现为高速滑动电接触过程，因此轨道中流过的电流幅值很大，兆安级的电流使轨道表面产生高温，且在高强磁场环境下轨道之间受到强大的排斥力，因此轨道所采用的材料需要经过耐磨损、抗烧蚀、抗形变和高导电的性能试验。目前实验室关于轨道的磨损烧蚀等性能试验的研究主要基于模拟仿真和材料级别测试，无法对服役状态下的轨道性能进行测试，也难以提供轨道服役性能的试验结果，对于工程技术及制造工艺上存在的电能效率低、轨道磨损、电枢刨削等一系列问题的研究也难以依靠模拟仿真和材料级别测试获得突破性的进展，因此制约了轨道电磁炮在性能上的提高和突破。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够在实验室模拟轨道电磁炮的真实发射、对轨道电磁炮在发射过程中的电枢性能和轨道性能，电磁炮发射后的电枢性能和轨道性能进行测试的轨道式电磁炮材料性能测试平台。轨道式电磁炮材料性能测试平台，具有电枢，导轨，电路系统和机架；机架包括安装部和装夹部，安装部包括左挡板、右档板、后挡板和底座，底座和左档板之间设置第一导轨安装槽，底座和右挡板之间设置第二导轨安装槽，每条导轨安装槽具有各自的前挡块和后挡块，前挡块设置弹簧且对应的后挡块设置电源端子，或者前挡块设置电源端子且对应的后挡块设置弹簧，两条导轨安装槽之间可拆卸式的安装电枢。测试导轨装入导轨安装槽时，弹簧将导轨向电源端子抵紧，使导轨与电源端子稳定接触，使电流电压稳定地输入导轨。左挡板和底座、右挡板和底座稳定的装夹住导轨的两侧，如此，每条导轨的前后左右和底部共五个方向的自由度被限制。本测试平台工作时，将导轨装入导轨安装槽中，当两条导轨的材料相同时，导轨装入任意一个导轨安装槽内均可。若两条导轨的材料不同，就对导轨作出标记，再放入导轨安装槽内。将电枢安装于底座上，导轨和电枢、炮弹安装完毕后，分别对导轨和电枢通电，产生的脉冲电流通过导轨形成垂直于底座向下的磁场，电枢通过电流形成垂直于磁场方向的洛伦兹力，电枢受到洛伦兹力沿着导轨高速运动直到停止。在电磁炮发射过程中，监测电枢性能，电枢性能包括：电枢运动速度、加速度、平稳性和温度等；电磁炮发射试验后，将电枢、导轨拆下，测试导轨和电枢的烧蚀磨损情况。以不同的材料进行试验，或者同一种材料不同次数的试验后再进行轨道和电枢的烧蚀磨损测试，判断电磁炮发射对于不同材料的导轨和电枢的损耗，也可以测试不同材料对电枢的电磁转换效率。机架的安装部用于放置导轨和电枢，机架的装夹部用于固定安装部进而固定导轨和电枢，测试导轨固定在导轨安装槽中，电枢放置在导轨安装槽之间，电枢与导轨接触并导电连接，导轨与后挡块的导电连接件接触并导电连接，导电连接件与电路系统通电连接，接通电路系统为装置提供电源，产生的脉冲电流通过导轨形成垂直于底座向下的磁场，电枢通过电流形成垂直于磁场方向的洛伦兹力，电枢受到洛伦兹力沿着导轨高速运动直到停止，装夹部松开安装部，进而实现导轨和电枢的拆卸分离，采集发射数据并观察导轨和电枢的烧蚀磨损情况，从而完成轨道电磁炮的性能和材料测试。进一步，装夹部由一个和、或多个U型结构的装夹装置组成，U型装夹装置包含U型固定板和紧固件，紧固件包含吸盘式按压件、螺栓和螺母，螺栓穿过U型固定板侧面的螺纹孔并通过螺母与U型固定板连接,吸盘式按压件通过螺母固定在螺栓上，螺栓设置有与螺母相适配的外螺纹。装夹部的吸盘式按压件和螺栓一起通过螺纹孔连接在U型固定板上，当向里旋转螺栓时，螺栓带着吸盘式按压件沿着水平方向往安装部移动，直到U型固定板和吸盘式按压件与安装部接触并紧固，从而实现对安装部的固定，当向外旋转螺栓时，螺栓带着吸盘式按压件沿着水平方向远离安装部移动，从而松开对安装部的固定。进一步，前挡块为长方块绝缘材料，且设置有弹簧，弹簧与测试导轨接触，前挡块设置有通孔，螺钉穿过通孔将前挡块垂直紧固于导轨安装槽的一端。弹簧安装于两块前挡块上，前后挡块通过自攻螺钉垂直紧固在底座上方的导轨安装槽上，从而实现测试导轨能够可拆卸的固定于导轨安装槽上，并与后挡块的导电连接件紧密接触，同时方便导轨的安装与取出，从而方便观察发射后的导轨表面烧蚀情况，提高试验效率。前后挡块设置有通孔，方便前后挡块固定安装于导轨安装槽上，同时避免自攻螺钉打孔时留下杂质，并防止直接钉入螺钉造成的前后档块变形。进一步，后挡块设置有导电连接件，导电连接件包含内接触铜片和外接触铜片，内铜片的截面积小于导轨的截面积，内铜片通过螺钉连接在后挡块上，内接触铜片弯折成90度角，内铜片一端固定在后挡块的顶面，内铜片的另一端紧贴后挡块的前侧，铜片的边缘与后挡块的边缘对齐放置，内接触铜片上叠放有外接触铜片，通过自攻螺钉将外接触铜片、内接触铜片和后挡块在垂直方向上连接紧固。后挡块设置有导电连接件，能方便与外电路连接，内铜片通过螺钉连接在后挡板上，螺钉的一端为连接圆环形外铜片的粗导线，通过螺钉实现粗导线、铜片和后挡块的垂直紧固连接。内铜片的截面积小于导轨的截面积，从而避免在大电流下空隙处产生的电火花，提高了导电铜片的使用寿命和能量利用率。进一步，底座为中间凸起两侧凹陷的长方板，试验导轨放置于底座两侧的导轨安装槽处，电枢放置于两条导轨安装槽之间，左右档板夹紧底座的两侧。进一步，试验导轨可拆卸式的安装于导轨安装槽处，导轨放置于导轨安装槽上并紧贴左右侧档板，导轨的宽度大于导轨安装槽的宽度，导轨一端顶住前发射挡块的弹簧，导轨的另一端顶住后发射挡块的铜片，导轨与后发射挡块的铜片能够实现电连接，试验导轨和电枢接触式连接。导轨的宽度大于导轨安装槽的宽度，提高左右挡板对导轨的预紧效果。进一步，装夹部可拆卸式固定机架，机架的底座位于左右侧挡板之间，左右侧挡板夹紧固定底座，前后挡块位于导轨安装槽的两端，底座中央为向上凸起设计，左右挡板贴合导轨放置，并通过钢制U型装夹装置可拆卸式紧固左右侧挡板，导轨，电枢和底座。底座中央向上凸起设计从而防止导轨在预紧后出现向内收合变形。进一步，电路系统包括电源供电系统，电源储能系统和电路控制系统；电源供电系统由直流电源模块和升压模块组成；电源储能系统由电解电容器组成，电容器组连接的高精度智能盘面表中储存的电流数据导入计算机，记录电流脉冲信号信息；电路控制系统包括点动式开关和远程开关，盘面表和电阻箱；直流电源模块和升压模块为整个电路系统提供电能，并通过升压对电源储能系统进行充电，通过电压表对充电放电的电压进行实时监测，功率计的两输出端口利用粗铜芯导线与铜制导轨连接，连接端的粗导线为铜制圆环片，检测发射电路中的电流大小，并可导出数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道式电磁炮材料性能测试平台，具有电枢，导轨，电路系统和机架；其特征在于：机架包括安装部和装夹部，安装部包括左挡板、右档板、后挡板和底座，底座和左档板之间设置第一导轨安装槽，底座和右挡板之间设置第二导轨安装槽，每条导轨安装槽具有各自的前挡块和后挡块，前挡块设置弹簧且对应的后挡块设置电源端子，两条导轨安装槽之间可拆卸式的安装电枢。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道式电磁炮材料性能测试平台，具有电枢，导轨，电路系统和机架；其特征在于：机架包括安装部和装夹部，安装部包括左挡板、右档板、后挡板和底座，底座和左档板之间设置第一导轨安装槽，底座和右挡板之间设置第二导轨安装槽，每条导轨安装槽具有各自的前挡块和后挡块，前挡块设置弹簧且对应的后挡块设置电源端子，两条导轨安装槽之间可拆卸式的安装电枢。


2.如权利要求1所述的轨道式电磁炮材料性能测试平台，其特征在于：所述的装夹部由一个和、或多个U型结构的装夹装置组成，U型装夹装置包含U型固定板和紧固件，紧固件包含吸盘式按压件、螺栓和螺母，螺栓穿过U型固定板侧面的螺纹孔并通过螺母与U型固定板连接，吸盘式按压件通过螺母固定在螺栓上，螺栓设置有与螺母相适配的外螺纹。


3.如权利要求1所述的轨道式电磁炮材料性能测试平台，其特征在于：所述的前挡块为长方块绝缘材料，且设置有弹簧，弹簧与测试导轨接触，前挡块设置有通孔，螺钉穿过通孔将前挡块垂直紧固于导轨安装槽的一端。


4.如权利要求1所述的轨道式电磁炮材料性能测试平台，其特征在于：所述的后挡块设置有导电连接件，导电连接件包含内接触铜片和外接触铜片，内铜片的截面积小于导轨的截面积，内铜片通过螺钉连接在后挡块上，内接触铜片弯折成90度角，内铜片一端固定在后挡块的顶面，内铜片的另一端紧贴后挡块的前侧，铜片的边缘与后挡块的边缘对齐放置，内接触铜片上叠放有外接触铜片，通过自攻螺钉将外接触铜片、内接触铜片和后挡块在垂直方向上连接紧固。


5.如权利要求1所述的轨道式电磁炮材料性能测试平台，其特征在于：所述的底座为中间凸起两侧凹陷的长方板，试验导轨放置于底座两侧的导轨安装槽处，电枢放置于两条导轨安装槽之间，左右档板夹紧底座的两侧。


6.如权利要求1所述的轨道式电磁炮材料性能测试平台，其特征在于：所述的试验导轨可拆卸式的安装于导轨安装槽处，导轨放置于导轨安装槽上并紧贴左右侧档板，导轨的宽度大于导轨安装槽的宽度，导轨一端顶住前发射挡块的弹簧，导轨的另一端顶住后发射挡块的铜片，导轨与后发射挡块的铜片能够实现电连接，试验导轨和电枢接触式连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：余健，施其良，施苏展，谢宏斌，王宏涛，方攸同，刘嘉斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33