【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于火炮发射冲击载荷，具体为一种极端冲击载荷加载装置。
技术介绍
1、火炮发射时，火药燃气作用于弹丸上推动弹丸高速运动的同时，其反作用的炮膛合力也同时作用于炮身上，对其产生巨大的冲击载荷，该极端冲击载荷的作用过程及其规律对火炮的摇架、反后坐装置、上架、大架等结构设计至关重要，是决定火炮发射稳定性、可靠性、安全性等的关键。因此，研究可快速构建且试验条件要求低的火炮发射过程冲击载荷作用试验方法和装置，是支撑火炮高效设计与验证的重要手段。
2、传统的火炮冲击载荷的试验研究方法主要是采用火炮实际发射进行验证，该方法能够真实、准确的验证火炮极端冲击的作用过程及其对结构的影响。但是，由于其必须构建完整的火炮发射装置才能进行相应的试验验证，装置构建周期长、成本高，且需要发射弹丸，试验条件复杂、试验场地要求高，且存在安全性风险，难以满足前期原理验证要求，特别是无法为初步设计提供试验验证条件，制约火炮的优化设计。
3、液压人工后坐试验系统是一种模拟火炮复进试验装置，该系统将液压油缸装到火炮复进机前段，利用高压液体推动复进机内带活塞的复进杆向后移动带动火炮后坐，当火炮后坐到预定位置后，液压系统快速卸载，炮身在复进机内受压缩的气体的作用下自动开始复进。该方法虽然能够使火炮后坐并模拟复进过程，但是由于其采用液压加载，无法模拟火炮发射过程中的冲击载荷，只能用于复进机的设计验证。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种极端冲击载荷加载装置，利用炮口制退器作用原理，采用反向安装
2、实现本专利技术目的的技术方案为：一种极端冲击载荷加载装置，包括：气体密闭闩体、装药结构、燃气腔室、推动力产生装置、载荷加载连接器，所述气体密闭闩体设置在燃气腔室的底部，所述装药结构设置在燃气腔室内，且与气体密闭闩体相邻，所述推动力产生装置用于在高压燃气作用下产生瞬态作用的极端冲击载荷，所述载荷加载连接器设置在燃气腔室，通过载荷加载连接器与被测试的受力装置连接，将极端冲击载荷按要求的载荷加载方向传递到被测试装置上。
3、优选地，所述推动力产生装置采用冲击式或反作用式炮口制退器结构，且用前端挡板封闭制退器的中央弹孔，只留有侧孔，用于在高压燃气作用下产生瞬态作用的极端冲击载荷。
4、优选地，所述装药结构包括药筒、固体发射装药、压力释放孔，所述药筒设置在燃气腔室内部，与气体密闭闩体相邻，所述固体发射装药设置在药筒内，所述压力释放孔设置在药筒远离密闭闩体的一端。
5、优选地，通过对固体发射装药和压力释放孔进行调节，形成期望的加载力曲线。
6、优选地，通过对固体发射装药和压力释放孔进行调节，形成期望的加载力曲线的具体方法为：
7、依据发射装药燃烧方程计算发射药燃烧比与产生压力的关系
8、
9、其中，ψ为火药已燃百分数，χ，λ，μ为火药形状特征量，z为火药已燃相对厚度，t为时间，u1为燃速常数，p为燃气压力，n为燃速指数，e1为1/2火药起始厚度；
10、通过控制发射装药药型和压力释放孔的流量控制燃气压力，燃气压力作用于推动力产生装置的火药燃气前端挡板和制退器结构作用面上，产生相应的作用力；
11、设前端挡板和制退器结构作用面总面积等效到燃气腔室轴向方向上的面积为s，则产生的冲击载荷为f(t)＝pa(t)s，其中pa(t)为推动力产生装置口部压力随时间变化值，f(t)为冲击载荷随时间变化值，即加载力曲线。
12、本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
13、本专利技术提供的一种极端冲击载荷加载装置能够实现与火炮弹丸发射真实过程规律一致的冲击载荷加载，相比真实的火炮射击试验，不用发射弹丸，由于没有从火炮身管中飞出的高速弹丸，所以对试验场地没有靶道、弹丸落点控制、掩体等复杂要求，大幅降低了试验组织难度，提升了试验安全性，提高了试验效率。
14、本专利技术采用的药筒上带有压力释放孔的装药结构，能够实现发射药燃烧过程控制及其压力调节，通过发射药量和压力释放孔大小的调节，可以实现不同极端冲击载荷曲线的加载，相比传统的液压人工后坐试验系统或静态加载试验方法，能够实现与火炮射击过程相吻合的动态载荷加载，加载真实度更高，可调节性更强。
15、本专利技术提供的推动力产生装置带有前端挡板，能够直接与身管喷出的高压燃气作用，大幅增大高压燃气作用面积，产生更大的反向冲击力，相比传统的制退器作用力大幅增加，可以解决极端冲击载荷模拟加载峰值难以提高的问题。
16、本专利技术提供的载荷加载连接器可以根据需要与不同的装置连接，相比真实射击试验或者液压人工后坐试验系统等具有灵活性更高、适用范围更广的优势，可以扩展应用于模拟火箭、导弹等发射过程不同阶段中的大推力载荷作用。
17、下面结合附图对本专利技术做进一步详细的描述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种极端冲击载荷加载装置，其特征在于，包括：气体密闭闩体、装药结构、燃气腔室、推动力产生装置、载荷加载连接器，所述气体密闭闩体设置在燃气腔室的底部，所述装药结构设置在燃气腔室内，且与气体密闭闩体相邻，所述推动力产生装置用于在高压燃气作用下产生瞬态作用的极端冲击载荷，所述载荷加载连接器设置在燃气腔室，通过载荷加载连接器与被测试的受力装置连接，将极端冲击载荷按要求的载荷加载方向传递到被测试装置上。
2.根据权利要求1所述的极端冲击载荷加载装置，其特征在于，所述推动力产生装置采用冲击式或反作用式炮口制退器结构，且用前端挡板封闭制退器的中央弹孔，只留有侧孔，用于在高压燃气作用下产生瞬态作用的极端冲击载荷。
3.根据权利要求1所述的极端冲击载荷加载装置，其特征在于，所述装药结构包括药筒、固体发射装药、压力释放孔，所述药筒设置在燃气腔室内部，与气体密闭闩体相邻，所述固体发射装药设置在药筒内，所述压力释放孔设置在药筒远离密闭闩体的一端。
4.根据权利要求1所述的极端冲击载荷加载装置，其特征在于，通过对固体发射装药和压力释放孔进行调节，形成期望的加载力曲线
5.根据权利要求1所述的极端冲击载荷加载装置，其特征在于，通过对固体发射装药和压力释放孔进行调节，形成期望的加载力曲线的具体方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种极端冲击载荷加载装置，其特征在于，包括：气体密闭闩体、装药结构、燃气腔室、推动力产生装置、载荷加载连接器，所述气体密闭闩体设置在燃气腔室的底部，所述装药结构设置在燃气腔室内，且与气体密闭闩体相邻，所述推动力产生装置用于在高压燃气作用下产生瞬态作用的极端冲击载荷，所述载荷加载连接器设置在燃气腔室，通过载荷加载连接器与被测试的受力装置连接，将极端冲击载荷按要求的载荷加载方向传递到被测试装置上。
2.根据权利要求1所述的极端冲击载荷加载装置，其特征在于，所述推动力产生装置采用冲击式或反作用式炮口制退器结构，且用前端挡板封闭制退器的中央弹孔，只留有侧孔，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，钱林方，佟明昊，陈光宋，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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