利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法与流程

1.本发明属于超高速模型发射、侵彻等高过载领域，公开了一种利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法。


背景技术：

2.目前，电子设备抗高过载考核的主要方法是锤击或者撞击模式，就是利用落锤、摆锤或者霍普金森杆撞击等方式，对待测的电子设备进行直接或间接的单次或者多次冲击，通过监测电子设备在冲击过程中（或者冲击过程前后）的工作状态来考核电子设备的抗高过载性能。这种锤击或者撞击模式产生的过载加速度峰值一般在数千g到数万g，加载持续时间一般在十微秒量级。
3.通过采用冲击过载整形等方式，能够进一步延长锤击或者撞击模式的加载时间到毫秒级，但是，加速度峰值会下降到数千g、数百g甚至更低，原因在于锤击或者撞击模式产生的过载加载能量不足。采用锤击或者撞击模式进行电子设备抗高过载考核，往往会出现电子设备虽然通过了抗过载实验考核，却在真实应用过程中失效的现象。
4.为了弥补现有的电子设备抗过载考核环境加载能量不足的问题，当前，亟需发展一种利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法，用以测评电子设备的抗高过载性能。
6.本发明的利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法，包括以下步骤：s1.明确超高过载考核环境需求；基于试验模型的质量、结构和抗高过载性能考核环境需求，明确构建超高过载考核环境所需的过载加速度幅值和加载时间；s2.分析二级轻气炮内弹道；根据超高过载考核环境的构建需求和试验模型的质量、结构，对于预先选定的固定尺寸的二级轻气炮开展内弹道计算分析，以加速度曲线的半脉宽或者1/3脉宽超过预定加速度幅值为目标，确定二级轻气炮发射试验模型的发射速度；s3.确定二级轻气炮装填参数；根据二级轻气炮发射的试验模型和发射速度，确定二级轻气炮的装填参数，装填参数包括装药量、活塞质量、充气量和膜片尺寸；s4.进行过载加速度曲线整形；根据超高过载考核环境所需的过载加速度幅值和加载时间，确定过载曲线整形目标；如果需要降低过载加速度峰值、延长加载时间，则通过填充或者灌封缓冲材料进行过载加速度曲线整形；
s5.进行超高过载考核测试；组装试验模型，封闭试验模型外壳，将电子设备安装并固定在试验模型内腔的高过载环境构建空间内，在试验模型的剩余内腔空间中安装并固定包括配套电源在内的电路模块，在试验模型内腔灌封的缓冲材料，并将试验模型安装在二级轻气炮内发射，获得过载加速度和加载时间曲线，验证超高过载考核环境是否满足需求；如果满足需求，则设计结束，否则重复s2~s4，直至满足需求。
7.本发明的利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法，能够构建过载加速度超10000g、加载时间为10ms量级的高过载考核环境，适用于电子设备抗高过载考核，具有工程应用价值。
附图说明
8.图1为本发明的利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法的流程图；图2为实施例1的钝头体模型结构示意图；图3为实施例1的钝头体模型经冲击过载整形后获得的过载曲线。
9.图中，1.超高过载考核环境区域；2.缓冲材料；3.试验模型外壳；4.电路模块。
具体实施方式
10.为使本发明所述设计方法和优点更加清楚，在此针对本发明的提出利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法，建立钝头体模型的抗高过载考核环境设计方法实施例，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
11.实施例1：
12.本实施例的试验模型为钝头体模型，具体结构见图2，钝头体模型具有封闭的模型外壳3，模型外壳3的中心设置高过载环境构建空间1，模型外壳3内的剩余空间内安装并固定配套电源等电路模块4。
13.如图1所示，本实施例的利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法，包括以下步骤：s1.明确超高过载考核环境需求；基于试验模型的质量、结构和抗高过载性能考核环境需求，明确构建超高过载考核环境所需的过载加速度幅值和加载时间；钝头体模型的质量1kg，要求钝头体模型内的高过载环境构建空间1的过载加速度幅值为15000g
±
5000g、加载时间不低于10ms。
14.s2.分析二级轻气炮内弹道；根据超高过载考核环境的构建需求和试验模型的质量、结构，对于预先选定的固定尺寸的二级轻气炮开展内弹道计算分析，以加速度曲线的半脉宽或者1/3脉宽超过预定加速度幅值为目标，确定二级轻气炮发射试验模型的发射速度；本实施例的二级轻气炮口径为120mm，以加速度曲线的半脉宽超过15000g为目标，
确定钝头体模型的发射速度为3.0km/s。
15.s3.确定二级轻气炮装填参数；根据二级轻气炮发射的试验模型和发射速度，确定二级轻气炮的装填参数，装填参数包括装药量、活塞质量、充气量和膜片尺寸；本实施例根据1kg重的钝头体模型设置装填参数。
16.s4.进行过载加速度曲线整形；根据超高过载考核环境所需的过载加速度幅值和加载时间，确定过载曲线整形目标；如果需要降低过载加速度峰值、延长加载时间，则通过填充或者灌封缓冲材料进行过载加速度曲线整形。
17.s5.进行超高过载考核测试；组装试验模型，封闭试验模型外壳3，将电子设备安装并固定在试验模型内腔的高过载环境构建空间1内，在试验模型的剩余内腔空间中安装并固定包括配套电源在内的电路模块4，在试验模型内腔灌封的缓冲材料2，并将试验模型安装在二级轻气炮内发射，获得过载加速度和加载时间曲线，验证超高过载考核环境是否满足需求；如果满足需求，则设计结束，否则重复s2~s4，直至满足需求。
18.本实施例获得如图3所示的钝头体模型整形后过载曲线，图3显示，本实施例建立了过载加速度幅值超过10000g、加载时间超过20ms的超高过载考核环境，验证了本发明的有效性。


技术特征：
1.利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.明确超高过载考核环境需求；基于试验模型的质量、结构和抗高过载性能考核环境需求，明确构建超高过载考核环境所需的过载加速度幅值和加载时间；s2.分析二级轻气炮内弹道；根据超高过载考核环境的构建需求和试验模型的质量、结构，对于预先选定的固定尺寸的二级轻气炮开展内弹道计算分析，以加速度曲线的半脉宽或者1/3脉宽超过预定加速度幅值为目标，确定二级轻气炮发射试验模型的发射速度；s3.确定二级轻气炮装填参数；根据二级轻气炮发射的试验模型和发射速度，确定二级轻气炮的装填参数，装填参数包括装药量、活塞质量、充气量和膜片尺寸；s4.进行过载加速度曲线整形；根据超高过载考核环境所需的过载加速度幅值和加载时间，确定过载曲线整形目标；如果需要降低过载加速度峰值、延长加载时间，则通过填充或者灌封缓冲材料进行过载加速度曲线整形；s5.进行超高过载考核测试；组装试验模型，封闭试验模型外壳（3），将电子设备安装并固定在试验模型内腔的高过载环境构建空间（1）内，在试验模型的剩余内腔空间中安装并固定包括配套电源在内的电路模块（4），在试验模型内腔灌封的缓冲材料（2），并将试验模型安装在二级轻气炮内发射，获得过载加速度和加载时间曲线，验证超高过载考核环境是否满足需求；如果满足需求，则设计结束，否则重复s2~s4，直至满足需求。

技术总结
本发明属于超高速模型发射、侵彻等高过载领域，公开了一种利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法。本发明的利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法包括明确超高过载考核环境需求；分析二级轻气炮内弹道；确定二级轻气炮装填参数；进行过载加速度曲线整形；进行超高过载考核测试。本发明的利用二级轻气炮发射过程构建超高过载考核环境的方法，能够构建过载加速度超10000g、加载时间为10ms量级的高过载考核环境，适用于电子设备抗高过载考核，具有工程应用价值。具有工程应用价值。具有工程应用价值。


技术研发人员：文雪忠 李晶 龙耀 姜林 柯发伟 黄洁
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：2023.08.14
技术公布日：2023/9/13