体会产生交变的感生电动势(或涡旋电场),导体中的载流子在涡旋电场的作用下,形成环形感应电流,即涡流,如果金属导体的电阻非常小,产生的涡流会很大,能产生大量的焦耳热。当产生的热量通过金属导体作用于热感度低的发射药,可在很短的时间内,将其引燃,实现弹药的发射。
方案二:采用激光点火(起爆)技术,利用药剂在光能作用下的热起爆机理:当激光照射到含能材料上以后,一部分被反射和散射,剩余部分被一定深度的药剂吸收而转化为热能,产生热击穿或形成热点引爆含能材料。选取符合要求的发射药作为含能材料,用激光引燃发射药实现弹药的发射。
方案三:在发射管上开孔,设置接触电极,弹药使用电底火发火,将弹药电底火的两极与发射管上的接触电极可靠连接,通过外加电流,直接击发电底火,由电底火引燃发射药实现弹药发射。接触式点火方式如图1所示。
图1接触式点火方式示意图
方案一的设计同丁吴斌提出的点火方式类似,都运用电磁感应这一物理原理,其优点在于:发射管上无多余零部件的设置,结构简便;弹体与发射管之间相互独立,弹体发射时,在管内运动无干扰。同时,也存在一些弊端:一是电磁感应产生的电流微弱且不稳定,可靠性无法得到保证;二是临近排列的感应线圈在工作时相互干扰,无法有效控制,这是采用电磁感应存在的最大不足;三是产生电磁感应需要交变磁场,前提要有闭合线圈回路以及交变电流的输入,产生交变电流的装置复杂,使得制作成本高昂,不宜大量制造与应用。
方案二的设计在理论和技术上已经比较成熟,已经实际用运于宇宙航行及导弹技术上。然而用于激光点火的含能材料以及激光器、光纤耦合器、激光点火器等部件成本较高,系统设计结构复杂,本设计不予考虑。
方案三的设计思路简单自然,点火可靠,易于实现。其优点如下:结构简单,易于制作;互相独立,互不干扰;零部件少,成本低廉。
对比以上方案,方案一的设计存在电磁感应的相互干扰现象,可靠性不足。方案二的设计系统结构复杂,成本高昂。方案三的设计简单可靠,生产制作成本低。因此综合考虑,采用方案三作为爆炸式催泪武器发射系统的点火方式。
4设计的技术难点
超高射频武器系统发射的弹药多为初速较高的枪弹或炮弹,采用多发弹丸用发射药隔开排列在发射管内的结构,其结构形式相对简单且技术成熟。本设计的爆炸式催泪武器发射系统发射的弹药是催泪弹,是近距离作战使用的防暴弹弹种。一般防暴弹的射程较近,发射初速低,口径大,对射击精度的要求不高。由于爆炸式催泪武器发射系统采用的是在发射管内串联预装填多发催泪弹的结构,目前尚无实际可参考的设计结构。因此,其技术难点表现在:需设计一种安全可靠的弹药击发方式以及控制装置,确保弹药击发过程按照预定设计进行;需设计一种结构简单、装药合理的专用弹药以及与之配合使用的发射管等部件;需设计合理的排列组合形式,使设计的爆炸式催泪武器发射系统能发挥出最佳的驱散能力。
5 结语
本文结合超高射频武器系统的结构组成,提出适合低速防暴弹发射的爆炸式催泪武器发射系统结构,主要有串联预装填多发弹药的发射管模块、点火节点模块、发射平台和电子控制电路模块组成。结合武警部队的现实需求,提出爆炸式催泪武器发射系统预期的战术技术指标。通过分析弹药的点火方式,得出点火方式决定了专用催泪弹的结构,进而影响着整体的结构设计,并选择确立了简单可靠、易于实现的接触式点火方式,为爆炸式催泪武器发射系统的各部件的设计提供了前提和约束条件。
参考文献:
[1] 李三群,张朝伟,邓启斌,等.多级同步感应线圈炮的动态特性仿真[J].高电压技术.2009(12):3065-3070.
[2] 曹延杰,刘文彪,邹本贵,等.三级同步感应线圈炮内弹道过程仿真[J].弹道学报.2008(04):92-95.
[3] 曹延杰,刘文彪,张媛,等.单级感应线圈炮最佳初始位置仿真研究[J].计算机仿真.2006(12):9-11.