一种单兵发射筒后座力冲量测试装置及方法与流程

本发明涉及弹体发射测试，尤其涉及一种单兵发射筒后座力冲量测试装置及方法。

背景技术：

1、单兵发射筒是一种便携式的火箭发射器，通常由单个士兵携带和操纵，其主要作用是发射火箭弹或导弹，用于对付敌方装甲车辆、建筑物或空中目标。单兵发射筒通常具有简单的操作方式和相对轻便的设计，使得士兵能够在战场上快速部署和使用。在单兵火箭弹或导弹的发射过程中，助推其弹体出筒的发射发动机对发射筒不可避免产生反作用力，这种反作用力即为发射筒的后座力，其直接作用在射手的肩部，后座力大小和持续时间之间的乘积为冲量，是影响射手安全性的重要指标，因此，针对发射筒后座力冲量的测试是验证发射安全性必不可少的步骤。

2、如现有专利公开号cn112649205a公示的一种冲量测试装置、系统及测试方法，其主要针对火箭发动机冲量测试，利用数据采集分析器获取发动机点火时预紧钢带发生的位移变化量，计算实际推力值，并记录推力变化时长，从而得到冲量值。

3、又如现有专利公告号cn112504035b公示的火箭弹动不平衡测试装置，其主要针对火箭弹自身由于结构或质量的不匀称，造成火箭弹自转轴向的的动不平衡测量。

4、目前，常规的冲量测试装置一般包含压力传感器、计时单元、数据采集设备等，如现有专利公告号cn201945248u公示的微后座力武器发射时后座动量测试装置，系统较为复杂。针对单兵发射时的冲量测试，由于其作用力时间短，变化快，普遍的设备难以准确采集到有效数据。

5、另外，针对影响单兵发射安全性的测试，主要集中在后座力大小测量方面，对于发射安全性评估更为准确的冲量指标，没有一套成熟的方法或设备区测量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种结构简单易实现，测量方式有效的单兵发射筒后座力冲量测试装置及方法。

2、本发明的技术方案是：一种单兵发射筒后座力冲量测试装置，包括发射筒，其特征在于，还包括机架、用于安装所述发射筒的摆臂、用于将所述摆臂安装于机架上的连接支架，所述摆臂与连接支架铰接，所述连接支架上设置刻度盘，所述摆臂上设置有指针，铰接的所述摆臂摆动时，使其上的指针指向于所述刻度盘上的某一值以得到摆动角度θ。

3、优选的，所述摆臂的下端设有调节板，所述调节板上设有腰型孔，所述腰型孔在摆臂的摆动方向上延伸，所述腰型孔上安装有转接板，所述转接板上安装有发射筒。

4、优选的，所述转接板包括本体和连接于所述本体上的多个安装座，所述本体通过螺栓与调节板连接，所述发射筒置于所述安装座上，所述安装座的高度使发射筒与本体之间形成用于放置点火线路的安装腔。

5、优选的，所述机架在摆臂摆动方向的后端设置有发射口。

6、优选的，所述机架包括矩形架和置于所述矩形架上端的梯形架，所述梯形架上小下大，所述梯形架的上端铰接所述摆臂。

7、优选的，所述摆臂上设有第一安装孔，所述第一安装孔中设置有轴承套，所述连接支架上设有与所述第一安装孔同轴线的第二安装孔，所述第二安装孔中安装有固定轴，所述固定轴的一端伸入所述轴承套中，并在所述固定轴与轴承套之间设置轴承。

8、优选的，所述固定轴包括依次连接的安装板、第一轴、第二轴和第三轴，所述第一轴、第二轴和第三轴的直径依次递减以形成阶梯轴；所述第一轴安装于第二安装孔中，所述安装板与连接支架的外表面贴合固定；所述轴承套内设有台阶面，所述第二轴的一端及第三轴伸入轴承套中，所述轴承套装于所述第三轴上，且所述第二轴的端面与轴承的内圈抵接，所述台阶面与轴承的外圈抵接。

9、本发明还提供一种单兵发射筒后座力冲量测试方法，采用上述的单兵发射筒后座力冲量测试装置进行，包括如下步骤：

10、步骤一，调整测试装置的位置，以使其上的指针指向刻度盘上的0°位置；

11、步骤二，将配重弹、发射发动机装入发射筒中；

12、步骤三，再将转接板放置在摆臂的调节板上，并调整转接板再调节板上的位置，以调节发射筒及其内配重弹的重心，使指针指向刻度盘上的0°位置；

13、步骤四，架设高速摄像机，镜头聚焦在刻度盘和指针上；

14、步骤五，连接发射发动机点火线路进行点火试验，摆臂受到发射筒的作用向配重弹出筒的反方向摆动，所述高速摄像机记录摆动的最大角度θ；

15、步骤六，根据最大角度θ计算发射筒后座力的冲量值。

16、优选的，步骤六中，忽略风阻和轴承的摩擦力，根据冲量定理和能力守恒定律，按如下公式(1)计算发射筒后座力的冲量值：

17、

18、其中：i为发射筒后座力冲量；

19、f为发射筒后座力；

20、t为发射筒后座力作用时间；

21、m为被测对象的总重量；

22、g为重力加速度；

23、l为被测对象中心至摆转中心距离；

24、θ为摆转的最大角度。

25、与相关技术相比，本发明的有益效果为：

26、一、本发明利用冲量定理和能量守恒定律，采用摆臂转动获得最大势能的实施方案，通过计算得到冲量值，避免了使用传感器、计时单元、数据采集等一系列昂贵复杂的测试设备，结构简单易实现；

27、二、机架可采用铝型材拼装结构，极大的减轻了重量和制造成本，特别是摆臂组件的轻质化结构在保证刚度的前提下减少了附加质量对测试的影响，且铝型材的机架易于拼装；

28、三、采用发射筒安装配重弹和发射发动机，以模拟真实发射场景，并通过观测摆转角度，使得冲量测试结果更为直观，数据更具说服力；

29、四、使用刻度盘和指针显示摆转角度，并通过高速摄像机记录数值的测试方法，避免了常规测试中需要设计一套控制指针暂定的机构，使测试装置更加简单、可靠。

1.一种单兵发射筒后座力冲量测试装置，包括发射筒(5)，其特征在于，还包括机架(1)、用于安装所述发射筒(5)的摆臂(4)、用于将所述摆臂(4)安装于机架(1)上的连接支架(8)，所述摆臂(4)与连接支架(8)铰接，所述连接支架(8)上设置刻度盘(2)，所述摆臂(4)上设置有指针(3)，铰接的所述摆臂(4)摆动时，使其上的指针(3)指向于所述刻度盘(2)上的某一值以得到摆动角度θ。

2.根据权利要求1所述的单兵发射筒后座力冲量测试装置，其特征在于，所述摆臂(4)的下端设有调节板(7)，所述调节板(7)上设有腰型孔(71)，所述腰型孔(71)在摆臂(4)的摆动方向上延伸，所述腰型孔(71)上安装有转接板(6)，所述转接板(6)上安装有发射筒(5)。

3.根据权利要求2所述的单兵发射筒后座力冲量测试装置，其特征在于，所述转接板(6)包括本体(61)和连接于所述本体(61)上的多个安装座(62)，所述本体(61)通过螺栓与调节板(7)连接，所述发射筒(5)置于所述安装座(62)上，所述安装座(62)的高度使发射筒(5)与本体(61)之间形成用于放置点火线路的安装腔(63)。

4.根据权利要求1所述的单兵发射筒后座力冲量测试装置，其特征在于，所述机架(1)在摆臂(4)摆动方向的后端设置有发射口(101)。

5.根据权利要求1所述的单兵发射筒后座力冲量测试装置，其特征在于，所述机架(1)包括矩形架(102)和置于所述矩形架(102)上端的梯形架(103)，所述梯形架(103)上小下大，所述梯形架(103)的上端铰接所述摆臂(4)。

6.根据权利要求1所述的单兵发射筒后座力冲量测试装置，其特征在于，所述摆臂(4)上设有第一安装孔(43)，所述第一安装孔(43)中设置有轴承套(12)，所述连接支架(8)上设有与所述第一安装孔(43)同轴线的第二安装孔(83)，所述第二安装孔(83)中安装有固定轴(9)，所述固定轴(9)的一端伸入所述轴承套(12)中，并在所述固定轴(9)与轴承套(12)之间设置轴承(11)。

7.根据权利要求6所述的单兵发射筒后座力冲量测试装置，其特征在于，所述固定轴(9)包括依次连接的安装板(91)、第一轴(92)、第二轴(93)和第三轴(94)，所述第一轴(92)、第二轴(93)和第三轴(94)的直径依次递减以形成阶梯轴；所述第一轴(92)安装于第二安装孔(83)中，所述安装板(91)与连接支架(8)的外表面贴合固定；所述轴承套(12)内设有台阶面(121)，所述第二轴(93)的一端及第三轴(94)伸入轴承套(12)中，所述轴承(11)套装于所述第三轴(94)上，且所述第二轴(93)的端面与轴承(11)的内圈抵接，所述台阶面(121)与轴承(11)的外圈抵接。

8.一种单兵发射筒后座力冲量测试方法，采用如权利要求1-7任一项所述的单兵发射筒后座力冲量测试装置进行，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的单兵发射筒后座力冲量测试方法，其特征在于，步骤六中，根据冲量定理和能力守恒定律，按如下公式(1)计算发射筒后座力的冲量值：