一种用于模拟超高速弹丸的致伤系统及致伤方法

本发明涉及高速弹丸致伤领域，具体涉及一种用于模拟超高速弹丸的致伤系统及致伤方法。

背景技术：

1、目前在煤气、石油和液化气等众多领域内都在使用管道或储蓄罐进行储蓄或运输，由于管道或储蓄罐内充斥有大量的高压气体，若煤气或储油储气罐发生爆炸，其罐体会在高速高压气体下分解成大量碎片，威胁人员生命安全，造成人员伤亡，若不采取及时有效的救治措施，则会加剧人员伤亡伤情。

2、另外，现代军事模拟训练环境下，其使用的杀伤性武器内装有火药，当密封环境内的火药被点燃后，膨胀的气体无法四散出去，则会把将密封的壳体撕碎，形成爆炸，爆炸后其内的弹片呈不规则形状在有效半径内向四面八方飞出大量的高速碎片，这些高速飞行的碎片会导致生物体损伤，若未采取及时有效的急救措施，则会严重威胁到生物体的生命体征状态。

3、针对上述由高速高压气体爆炸产生的大量高速碎片致生物体伤亡的情况，目前医护人员无法对生物体的致伤状态作出准确评估，同时也无法提供及时有效的抢救措施；因此为了使生物体在高速弹丸或碎片致伤状态下可以获得快速有效的抢救措施及抢救方案，需要设计一种可用于实验室内的模拟装置，以模拟还原在高速弹丸或碎片的打击下生物体的致伤状态，为医学研究提供较为真实的实验数据和实验状态。

技术实现思路

1、本发明的目的是为解决实验状态下，医护人员无法获取在高速弹丸或碎片打击下生物体的致伤状态，因此也无法提供有效的抢救措施及方案等问题，而提出一种用于模拟超高速弹丸的致伤系统及致伤方法。

2、为实现上述目的，本发明提出的技术解决方案为：

3、一种用于模拟超高速弹丸的致伤系统，其特殊之处在于：包括支撑组件和在支撑组件上依次同轴设置的发射驱动组件、泵浦管、弹丸安装座、发射管，以及实验舱和设置在实验舱内的检测装置；所述实验舱的一端对应发射管的位置设置有弹丸通孔；

4、所述发射驱动组件的驱动端与泵浦管的入口端连接；

5、靠近所述泵浦管的入口端设置有充气组件，用于向泵浦管内充入惰性气体；所述泵浦管内装配有与其相适配的活塞，用于压缩泵浦管内的惰性气体；

6、所述弹丸安装座与泵浦管的出口端连接，用于安装测试弹丸；弹丸安装座的发射端与发射管的入口端连接，发射管的出口端与所述弹丸通孔连接；

7、所述检测装置用于检测测试弹丸对生物体形成撞击时的速度和压力。

8、进一步地，靠近所述泵浦管的出口端设置有缓冲连接段，用于吸收活塞对发射管的撞击力；

9、所述缓冲连接段一端设置有与泵浦管出口端连接的缓冲连接法兰，缓冲连接法兰上间隔设置有n个缓冲垫和n-1个摩擦片，其中n≥2；缓冲连接段的另一端设置有与发射管入口端连接的发射连接法兰，弹丸安装座安装在缓冲连接段的另一端内。

10、进一步地，所述支撑组件包括由前至后依次固定设置在地面上的固定底座和发射端移动滑轨；

11、所述固定底座的上端面由前至后依次设置有驱动移动滑轨、第一固定支架和第二固定支架，所述驱动移动滑轨上设置有驱动移动支架，所述发射驱动组件设置在驱动移动支架上，且通过驱动移动支架可沿驱动移动滑轨移动；

12、所述泵浦管的两端分别通过第一固定支架和第二固定支架固定安装在固定底座上；

13、所述发射端移动滑轨上设置有发射管移动支架和实验舱移动支架；所述发射管设置在发射管移动支架上，且通过发射管移动支架可沿发射端移动滑轨移动；实验舱设置在实验舱移动支架上，且通过实验舱移动支架可沿发射端移动滑轨移动。进一步地，所述驱动移动滑轨的前端设置有驱动限位板，用于防止驱动移动支架滑出驱动移动滑轨；

14、所述发射端移动滑轨的后端设置有发射端限位板，用于防止发射管移动支架和实验舱移动支架滑出发射端移动滑轨。

15、进一步地，所述发射驱动组件为快开阀驱动装置。

16、进一步地，所述泵浦管的内径与发射管的外径相适配。

17、进一步地，所述检测装置包括受力测量系统和测速装置；

18、所述实验舱内设置有实验台，实验台上设置有受力测量系统，用于检测测试弹丸对生物体形成撞击时的压力；

19、所述测速装置设置在弹丸通孔的圆周方向，用于检测测试弹丸对生物体形成撞击时的速度；

20、所述实验舱的两侧开设有观察窗，用于观察生物体的撞击状态。

21、进一步地，所述实验舱远离弹丸通孔的一端上设置有真空模拟系统，用于实验舱模拟不同气压环境。

22、进一步地，所述实验舱内与远离弹丸通孔的一端上还设置有弹丸收集器，用于收集撞击后的测试弹丸碎片。

23、同时，本发明还提出了一种用于模拟超高速弹丸的致伤方法，基于上述一种用于模拟超高速弹丸的致伤系统，其特殊之处在于，包括以下步骤：

24、步骤一、将泵浦管内的活塞放置到预设位置，测试弹丸安装在弹丸安装座上；

25、步骤二、依次连接发射驱动组件、泵浦管、弹丸安装座、发射管和实验舱；

26、步骤三、通过充气组件向泵浦管内充入惰性气体，使泵浦管内的气体压力达到设定值；

27、步骤四、启动发射驱动组件驱动泵浦管内的活塞压缩泵浦管内的惰性气体，直至测试弹丸脱离弹丸安装座进入发射管内；

28、步骤六、测试弹丸通过发射管进入实验舱内，通过实验舱内的检测装置检测测试弹丸对生物体形成撞击时的速度和压力，得出测试弹丸的致伤规律，完成模拟超高速弹丸对生物体产生撞击时的致伤状态。

29、本发明的有益效果：

30、【1】本发明用于模拟超高速弹丸的致伤系统结构简洁，通过发射驱动组件为测试弹丸提供高速运动的动力，通过压缩泵浦管内的惰性气体提高测试弹丸的运动速度，使得测试弹丸以每秒数千米的出口速度对生物体造成受伤，以高度还原测试弹丸在高速运动下撞击生物体时的致伤状态。

31、【2】本发明通过在泵浦管的出口端上设置缓冲连接段，可以有效吸收活塞对发射管的撞击力，提高了致伤系统的安全性能和测试数据的有效性。

32、【3】本发明通过设置的发射端移动滑轨和驱动移动滑轨对发射驱动组件、泵浦管、发射管和实验舱进行组装，可以有效节省系统的装配时间，提高装配效率，保证系统结构装配的稳定性和可靠性，同时也便于系统结构的拆卸维修。

33、【4】本发明通过在实验舱上设置真空模拟系统可以模拟不同大气压环境下生物体的受伤规律，提高了系统模拟的适用范围，为医护人员针对不同环境下生物体的受伤情况提供有效的参考数据。

34、【5】本发明通过使活塞的直径与泵浦管的内径相适配，进而使得活塞在泵浦管内可以起到良好的密封作用，提高气体的压缩效率；在系统进行发射过程中，活塞通过泵浦管出口端上的缓冲连接段时，其缓冲连接段可以有效减少活塞对泵浦管和发射管的损伤。

35、【6】本发明通过快开阀驱动装置可以快速的为泵浦管内的活塞提供较大的驱动力，进而使其快速压缩泵浦管内的气体，从而产生发射待测弹丸的高速运动动力；同时，还可以通过控制快开阀驱动装置的驱动力，进而调节待测弹丸的运动速度，可以为致伤系统提供较为全面的测试数据，有效提高了系统的适用范围和实用性。