发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于高压空气构建的垂直弹射缩比试验装置，弥补现有技术的不足，为空气弹射专业提供试验平台，实现对弹射物系统在发射过程中的加速度、压力及温度等参数的实时测量，完成在发射筒内的近似匀加速、低载荷垂直弹射缩比试验。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案：一种基于高压空气构建的垂直弹射缩比试验装置，该装置包括：高压空气供应系统、弹射系统和测控系统，所述高压空气供应系统包括：通过管线依次连接的：空气压缩机1、充气阀2、干燥机3、高压气罐4、截止阀5、快速阀6、调节阀7；所述弹射系统包括：支架9、拉断杆10、进气封头11、活塞12、导向轮13、弹射物14和发射筒15，所述支架9用于支撑发射筒15，发射筒15为中空的筒状，发射筒15底部设置进气封头11，进气封头11底部通过管线连接调节阀7；所述活塞12设置于发射筒15内部，初始状态活塞12位于发射筒15底部，活塞12与进气封头11之间通过拉断杆10连接并形成密闭空腔；通过进气封头11底部的管线给该密闭空腔加压，当压力达到阈值时，拉断杆10断裂，活塞弹射；所述导向轮13设置于弹射物14的侧壁，使弹射物14在弹射过程中不与发射筒15内部接触；所述测控系统分别采集发射筒15内的压力、温度、弹射物14的加速度，并分别控制截止阀5、快速阀6、调节阀7的开起和关闭。

进一步的，所述截止阀5采用电动球阀，全开闭时间不大于30s；所述快速阀6采用“Z型平衡式”结构型式，启闭时间不大于1.5s；所述调节阀7采用“V型”球阀，阀芯位移通过气动执行结构精确闭环控制，满足弹射筒内压力的基本恒定，全行程开闭时间不大于2s；所述管道系统8采用镀锌钢，管径不大于DN80；

一种用于所述装置的弹射方法，该方法包括：

步骤1：空气压缩机1提前将气体通过充气阀2及干燥机3注入高压储气罐4内，形成高压弹射动力源；

步骤2：接到测控系统16的发射预备指令后，打开电动截止阀5，待截止阀5到位后，预制调压阀7，预制完毕后依次打开快速阀6、调压阀7，高压气体沿管道系统8快速进入发射筒15内，在发射筒15底部活塞12与进气封头11之间的密闭空腔建立弹射压力；

步骤3：随着高压储气罐4内压缩空气快速而持续注入密闭空腔，密闭空腔不断升高；当压力作用到拉断杆10上的拉力达到设计拉断力时，拉断杆10断裂，活塞12开始推动弹射物14一起沿发射筒15运动并出筒，弹射过程中测控系统16实时采集发射筒15内的压力、温度、以及弹射物14上的加速度，弹射物14出筒后，测控系统16依次关闭快速阀、截止阀及调压阀。

与现有技术相比，本发明具有如下增益效果：

(1)本发明为空气弹射相关专业特别是高压空气弹射专业提供试验平台，模拟的弹射过程，并实时测量弹射物系统在发射筒内的加速度及转动情况、筒内温度、压力等参数，实现发射筒内弹射物系统发射过程的动态特性研究，为理论分析提供了对比数据，最终实现了发射筒内发射过程的缩比试验。

(2)本发明通过气动执行结构精确控制调压阀的阀芯位移，实现了很短时间内调压阀的闭环控制，满足了弹射物系统近似匀加速及低载荷运动的需求，有效降低了弹射物系统运动过程中的冲击；

(3)本发明将数据采集系统、加速度传感器及陀螺仪固定在弹射物系统上，实现了离线采集，有效降低了加速度传感器及陀螺仪等设备的损坏率，提高了系统的经济性。