專利名稱：炮口彈丸出膛速度測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量裝置，特別涉及一種用于火炮炮口彈丸速度的測量裝置。
背景技術：
火炮的彈丸炮口出膛速度是衡量火炮系統(tǒng)的重要指標，更是自動裝訂時間引信的必備參數(shù)。
在本發(fā)明之前，由于彈丸在炮口處處于高速狀態(tài)，因此伴隨著高溫、高壓、藥渣及煙塵的向外噴發(fā)，其環(huán)境是十分惡劣的，在這種狀況下要精確測量彈丸炮口出膛速度是非常困難的?，F(xiàn)在，通常采用的是間接測量方法，通過修正后計算出彈丸炮口出膛速度，如定距測時法、多普勒雷達法等。定距測時法包括天幕靶、聲靶、線圈靶、網(wǎng)靶、箔靶與電測時儀配合使用，這種測速方法費時費工，體積大且需要較大場地進行操作，還不能滿足炮種的更新?lián)Q代所帶來的彈種變化、彈丸炮口出膛速度更快以及炮口測速要求越來越高的現(xiàn)實情形。其改進型是線圈靶模式，在結構上進行了小型化，由線圈靶傳感器測量磁通量的變化來采集信號，結合電子處理器進行工作，而為了滿足抗沖擊、耐高溫、抗電磁干擾等性能要求，使得其體積仍然很大，存在著重量重、制造成本高等缺陷。采用多普勒雷達法測速，其最大的弱點是隱藏性差，在戰(zhàn)場上易受到攻擊。
如果采用定距測時法的光電對管傳感器，安裝在炮口上是可以彌補上述方法的不足的，且體積大大縮小、成本也很低。但是，由于炮口處的環(huán)境惡劣，如前面已經(jīng)闡述的炮口處伴隨著高溫、高壓、藥渣及煙塵的向外噴發(fā)，使得光電對管根本沒有實際使用價值和可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述各種測速方法的缺陷，研究、開發(fā)一種簡單、可靠且體積小、成本低又精確的彈丸炮口出膛速度測量裝置。
本發(fā)明的技術方案炮口彈丸出膛速度測量裝置，包括炮口及消煙筒結構，在消煙筒一側(cè)設置一孔，在此安裝光電發(fā)光管，在對應的消煙筒另一側(cè)也設置一孔，安裝光電接收管，形成一對光電對管，其主要技術特征在于在光電對管表面周圍設置多個小孔，與消煙筒上的孔連通。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于利用光電對管安裝在消煙筒上的孔，在光電對管表面周圍均勻打上多個小孔，并將這些小孔與消煙筒上的孔相連通，使彈丸從炮口高速出膛時在消煙筒內(nèi)所形成的強大負壓，將外面的新鮮空氣從光電對管表面周圍的小孔通過消煙筒上的孔帶入消煙筒，使新鮮空氣沖刷光電對管表面，不讓藥渣及煙塵污染光電對管表面，帶走藥渣及煙塵，保證光電對管的精確測量，同時輸入了外面的常溫空氣，而將高溫氣體也一同帶走，保證光電對管不產(chǎn)生誤差。本發(fā)明既解決了藥渣及煙塵污染的難題，又克服上高溫帶來的缺陷，做到一舉兩得。由此，在消煙筒上使用兩對光電對管進行更精確的測速變得簡便而實用，效果非常理想。而使用光電對管進行測速所帶來的體積小、成本低、使用方便和精確度高的特點得到了可靠應用和保證。


圖1——本發(fā)明的結構原理示意圖。
圖2——本發(fā)明光電對管小孔結構一種示意圖。
圖3——圖2中的A-A剖面圖。
圖4——本發(fā)明光電對管小孔結構另一種示意圖。
圖5——圖4中的B向視圖。
圖6——圖1中S1＞S2+S3時兩對光電對管波形圖。
圖7——圖1中S1＜S2+S3時兩對光電對管波形圖。
具體實施方式
如圖1所示，這是在炮口1的消煙筒2上安裝兩對光電對管3的測速裝置。
一對光電對管3(包括光電發(fā)光管、光電接收管)安裝消煙筒2距離炮口較近的位置，另一對安裝在距離炮口較遠(相對而言)位置，每一對都在消煙筒2兩側(cè)對應位置上，均在消煙筒2上打一個孔4。
如圖2、圖3和圖4、圖5所示，是在光電對管3表面周圍均勻打上多個小孔5，小孔5可以是2～8個為佳，小孔5直徑以1～3mm為佳；光電對管3表面周圍打上多個小孔5又分為二種形式。
圖2、圖3是一種形式，連接座6將光電對管3連接在消煙筒2上，因為連接座6與光電對管3表面連接成一體，形成光電對管3表面周圍，因此連接座6上也是多個小孔5與光電對管3的小孔5形成一體，與消煙筒2上的孔4連通；光電對管3外是管座8，固定光電對管3；在管座8與光電對管3之間設置隔熱材料7；在光電對管3的頂端是保護窗9，以石英玻璃、隔熱玻璃、藍寶石材料為佳；從圖中可看出，光電對管3表面周圍的多個小孔5與消煙筒2上的孔4連通。
圖4、圖5是另一種情形，即為了防止利用消煙筒2內(nèi)的負壓沖刷光電對管3的表面時存在死角，故在光電對管3的管座8四周均勻打上小孔5，光電對管3的表面周圍仍然打上小孔5。
以37高炮為例，炮口1處的氣壓達到53.6Mpa-293Mpa，在這樣大的氣壓下產(chǎn)生的氣流從炮口1進發(fā)出來的同時，在周圍形成一個強大的負壓氣流，使炮口1處氣流呈現(xiàn)喇叭狀，屬于氣體力學中的卷吸現(xiàn)象。
因為消焰筒2上開有一個孔4，當消焰筒2內(nèi)形成負壓，筒外干凈氣體將從光電對管3的小孔5再經(jīng)消煙筒2上的孔4處流入到消焰筒2內(nèi)，與高壓氣流一同射出消焰筒2外。因此，在光電對管3表面周圍設計的若干小孔5，均勻設置，在2～8個內(nèi)選擇，使負壓氣體充分流過光電對管組表面，從而使彈丸藥渣煙霧不可能流經(jīng)光電對管3的光學表面，還能將光電對管3表面的灰塵得到有效清潔。通過模擬試驗驗證取得良好效果。
當S1＞S2+S3時，兩對光電對管波形如圖6所示S1彈丸銅帶到彈頭前端面的長度S2兩組光電對管裝置之間距離
S3炮口到第一組光電管裝置的距離當彈丸穿過兩對光電對管3時，擋住了兩對光電對管3中的發(fā)光管、接收管通過消煙筒2上的孔4的通光，產(chǎn)生了兩組變化信號，根據(jù)這兩組變化信號的延遲時間，即可測得彈丸炮口出膛速度。而在二對光電對管3測得通光信號時，彈丸銅帶部分還沒有完全離開炮口1，因此此時無火焰及藥渣噴出而影響二對光電對管3的通光測量。
當S1＜S2+S3時，兩對光電對管波形如圖7所示當彈丸發(fā)射時，前一次發(fā)射的火焰會影響下一次的光電對管3對彈丸的測速嗎？仍然以37高炮為例，單管每分鐘可連續(xù)發(fā)射炮彈150發(fā)，每發(fā)炮彈之間的間隔時間t1為400ms，連發(fā)時產(chǎn)生的藥渣、火焰在消煙筒2內(nèi)從產(chǎn)生到消失的時間段內(nèi)，其濃度是不一致的，火焰的濃度也呈現(xiàn)濃淡相間的狀態(tài)。從彈道學可知，彈丸出膛時形成初次火焰、中間火焰和二次火焰，反應的全過程是在消煙筒2內(nèi)和消煙筒2筒口處進行的，但真正的火焰在消煙筒2筒口處出現(xiàn)。
彈丸射出炮口1到火焰消失時間t2大約是30～40ms，其火焰在初次火焰區(qū)域內(nèi)介質(zhì)幾乎不發(fā)光，其過程所需時間t3為9.8ms。
如果炮口1到第一對光電對管3的距離為25mm，而二對光電對管3的距離為100mm時，所需的總時間t4為0.16ms左右。
從以上分析可知，t1＞＞t2，說明連發(fā)時在第二發(fā)來臨時，火焰基本已經(jīng)消失，對光電對管3測速無太大影響。在S1＜S2+S3(圖7)時，第二對光電對管3可能有火焰影響，但從初次火焰到中間火焰區(qū)內(nèi)介質(zhì)幾乎不發(fā)光，藥渣的中等顆粒尺寸小于1u m，因此不足以影響光電對管3的光電效應，避免了第二火焰區(qū)產(chǎn)生的雜質(zhì)對通光性能產(chǎn)生的光噪音污染。所以，本技術方案是可行和有效的。但S1＜S2+S3時，距離較長，測量的準確性更高。
光電對管3以采用紅外激光光電對管為佳，發(fā)光二極管對管也可。
這種計算測量方式非常精確，通過計算機及軟件計算，可以得出精確的彈丸炮口出膛速度。
如果僅用一對光電對管3安裝在消煙筒2上，則彈丸炮口出膛速度是通過計算彈丸的彈頭、彈尾兩部分阻隔光電對管3通光的間隙來測量，其他原理與上述相同，并通過計算機及軟件來計算。但由于只有一對光電對管3測量，且彈丸之間存在著差異，所以測量的結果就可能不太精確，要比使用二對光電對管3的測量精確度要差一。不過，這種測量還是有實際應用價值的。
根據(jù)實際測量炮口彈丸出膛速度不同的精度要求，可以選擇使用一對或二對光電對管3進行測量。
本發(fā)明的技術方案也完全可以移用于民用產(chǎn)品需要測量高速狀態(tài)的情形。
權利要求1.炮口彈丸出膛速度測量裝置，包括炮口及消煙筒結構，在消煙筒一側(cè)設置一孔，在此安裝光電發(fā)光管，在對應的消煙筒另一側(cè)也設置一孔，安裝光電接收管，形成一對光電對管，其特征在于在每對光電對管表面周圍設置多個小孔，與消煙筒上的孔連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于在消煙筒另一位置上再安裝一對光電對管，形成二對光電對管。
3.根據(jù)權利要求1、2所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于每對光電對管均連接在連接座上，連接座連接在消煙筒上，連接座與光電對管連接形成光電對管表面周圍，多個小孔設置在連接座上，與消煙筒上的孔連通。
4.根據(jù)權利要求1、2所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于光電對管與管座的連接形成光電對管表面周圍，多個小孔設置在管座上，與消煙筒上的孔連接。
5.根據(jù)權利要求1、2所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于光電對管表面周圍設置的多個小孔是均勻設置的。
6.根據(jù)權利要求3所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于光電對管表面周圍設置的多個小孔是均勻設置的。
7.根據(jù)權利要求4所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于光電對管表面周圍設置的多個小孔是均勻設置的。
8.根據(jù)權利要求1所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于光電對管表面周圍的多個小孔的直徑以1～3mm為佳。
9.根據(jù)權利要求1所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于光電對管的保護窗材料以石英玻璃、隔熱玻璃、藍寶石為佳。
10.根據(jù)權利要求1所述的炮口彈丸出膛速度測量裝置，其特征在于光電對管是紅外激光光電對管、發(fā)光二極管對管。
專利摘要本發(fā)明涉及一種炮口彈丸出膛速度的測量裝置。本發(fā)明采用在光電對管表面周圍包括連接座或管座上設置多個小孔，與消煙筒上的孔連通。本發(fā)明利用彈丸從炮口高速出膛時在消煙筒內(nèi)所形成的強大負壓，將外面新鮮常溫空氣通過光電對管表面周圍小孔從消煙筒上的孔進入消煙筒內(nèi)，一來該新鮮空氣沖刷光電對管表面，使之不被彈丸噴出的藥渣及火焰遮擋而影響測量效果，同時也對光電對管進行降溫。解決了過去明知使用光電對管進行測量能夠帶來的好處，卻由于炮口處的高溫、藥渣及火焰等的惡劣環(huán)境使之不能應用的缺陷。本發(fā)明結構簡單、體積小，成本大大降低，且使用方便、測量精確度高。
文檔編號G01P3/68GK2766244SQ20042008078
公開日2006年3月22日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權日2005年8月30日
發(fā)明者酈龍 申請人:酈龍