高压气体驱动轻气炮毫秒级快开阀的设计与应用

快开阀是暂冲式风洞中常见的重要部件,其性能优劣直接影响风洞的性能指标。作为弹道靶超高速发射器之一的高压气体驱动轻气炮,是一种以单级或多级高压气体为驱动能源的超高速模型加载设备。高压气体驱动轻气炮的快开阀是一个锥形阀门,控制着气室内高压气体的释放,需实现毫秒级开启。本文研究了应用于高压气体驱动轻气炮快开阀的设计技术,首先,通过对快开阀的内弹道流场进行数值模拟,分析阀体结构和阀门开启度对气炮内流场的影响规律,确定快开阀的理想气流通道和阀门开启度设计。其次,建立快开阀的动力学模型,通过动力学模型的数值模拟,研究快开阀在不同工况下开启的加速度、速度和位移的运动学性能,并通过多参数迭代优化快开阀的结构设计。最后,进行DN25和DN100毫秒级快开阀的二级轻气炮发射试验验证,获得了分别采用N2、He和H2气体在10~30 MPa驱动压力时快开阀开阀过程的阀体后压力曲线,测得DN25快开阀在30 MPa高压H2驱动时,开启时间约为1 ms,可实现最高6.27 km/s的模型发射能力。

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本文档关键词:毫秒,驱动,高压,气体,轻气炮