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一級輕氣炮氣體隨著彈丸運動不斷膨脹,彈底壓力不斷下降,難以達到超高速,所以需要發展多級輕氣炮。在高速撞擊實驗中,彈丸出口速度大于1.5km/s后，一般考慮采用二級輕氣炮，主要由壓縮級和發射級組成，工作原理： 首先對泵管、發射管及靶艙抽真空，在高壓氣室內充入高壓氮氣，然后再 往泵管中充入一定量的氫氣。 (a) 擊發階段：高壓氣室發射機構被擊發，活塞在高壓氮氣的推動下壓縮 彈后氣室的氫氣。 (b) 彈丸發射階段：彈后氣室的氫氣壓力達到一定值，膜片破裂，膜片后 面的彈丸和彈托被高速發射。 (c) 彈托分離和測速階段：彈托被彈托分離器攔截，彈丸繼續向前飛行并 通過測速裝置，測速信號被存儲示波器記錄，用于計算彈丸速度。 (d) 彈丸撞擊靶件階段：彈丸撞擊安裝于靶艙內的靶件，其瞬態過程可被閃光 X 射線高速成像系統和光學高速攝影機記錄。 
（1）二級輕氣炮系統研制 （2）測控系統研制：炮口測速、膛壓測試、應變測試、位移測試、撞擊力測試 
