某型活性破片毁伤后效试验研究与分析

从活性破片的毁伤机理和毁伤模式出发,研究了单枚活性破片的杀伤概率与破片空间分布密度的关系;并通过试验的方法获得了活性破片对屏蔽燃油和炸药的毁伤能力。在此基础上分析和计算了某型导弹战斗部装填活性破片对轻型装甲车辆油箱和导弹发射车的毁伤威力。     

一种用于评价和计算杀伤威力的数学模型

建立了一种预制破片战斗部对地面目标杀伤作用场参数的计算模型.运用空间坐标系变换实现了各坐标系参数的变换;推导了在弹体坐标系下战斗部任何一处破片着地的特征参数,利用破片能量和密度准则确定了对地目标杀伤的区域形状和面积.本模型可用于战斗部方案论证中的方案选择及其产品的杀伤威力计算和评价。     

某新型破片材料在低附带毁伤弹药中的应用研究

根据低附带毁伤战斗部对破片材料的要求,在传统金属材料破片研究的基础上,探究某新型非金属Ce材料破片的近场杀伤效能及远场附带杀伤距离。在同种装药结构与配比度的情况下,研究了两种材料的破片比动能随飞行距离的变化规律。利用LS-DYNA软件进行模拟,对比两种破片的初速;并探究新型Ce材料的毁伤威力过程。研究表明,威力场内Ce球形破片杀伤动能比钨破片高,过渡场杀伤威力迅速衰减,过渡场外杀伤动能几乎为零。因此低附带毁伤弹药可选用Ce材料球形破片作为杀伤元。     

活性破片终点毁伤威力试验研究

针对活性破片终点毁伤威力问题,采用试验研究的方法,分析了活性破片的击穿能力、引燃能力和引爆能力. 结果表明,2.5 g活性破片在870 m/s以上碰撞速度条件下,能可靠击穿8 mm厚LY12硬铝,侵孔直径约为自身直径的1.6~2.0倍;10 g活性破片以大于800 m/s左右速度击穿10 mm厚LY12硬铝板后,可靠引燃航空煤油;10 g活性破片以大于960 m/s左右速度击穿6 mm厚A3钢板后,可靠引爆战斗部装药. 结合活性破片击穿能力可知,活性破片贯穿一定厚度靶板并达到其起爆阈值,就能引燃燃油或引爆装药.      

活性破片能量输出特性实验研究

针对活性破片毁伤威力评估问题,提出了一种动态测量活性破片能量输出特性的方法,采用弹道发射的方式,实验测量了3种不同配方活性破片的能量输出特性.结果表明,活性破片在强碰撞载荷作用下会发生爆炸性反应并释放大量化学能,能量释放率与碰撞速度密切相关,当活性破片以约1500m/s的速度与目标碰撞时,所释放的化学能约为动能的5倍, 大幅提高了毁伤目标的能力.     

战斗部侧弦攻击舰船内爆毁伤能力评估

建立了舰船内爆毁伤的静爆试验方法,并基于该方法建立了数值模型。通过实验分析与数值模拟,获取了战斗部内爆产生的冲击波超压和破片毁伤参数,分析了冲击波超压对主、临舱室人员的毁伤情况及破片的主要毁伤范围,为战斗部对相同舰船目标的毁伤威力及毁伤评估提供参考依据。     

爆炸冲击波与杀伤破片对飞机目标相关毁伤效应的研究

本文以小型导弹战斗部为研究对象,研究了破片杀伤作用和爆破作用对飞机目标的相关毁伤效应问题,并依据实验结果,应用数理统计方法给出了“杀爆相关毁伤准则”的工程计算式。计算式可用来评价和计算有关战斗部的威力效应,可供战斗部设计时应用。     

活性破片对钢板侵彻性能的实验研究

进行了弹道枪发射实验,研究了活性破片对钢板侵彻性能和毁伤效应。测量破片穿透不同厚度钢板的临界速度,采用高速摄影仪观察破片侵彻钢板过程和反应现象。实验结果表明,活性破片在497~1374 m/s速度范围内,撞击钢板时发生了反应,并伴随有强烈的燃烧、爆炸现象。在战斗部设计关心的1 500~2 200 m/s范围内,活性破片对典型的6 mm厚等效钢板具有足够的侵彻能力;且穿孔直径大于惰性钢破片。聚合物基体材料的强度低和撞靶反应是造成活性破片侵彻穿甲能力弱于钢破片的主要原因。活性材料强度和密度相对钢靶较低,导致撞击靶板过程中发生较大的镦粗变形以及侵靶过程中反应对靶孔产生径向膨胀效应使穿孔孔径增加。     

基于层次分析-模糊综合评价法的相控阵雷达毁伤评估

为了评估反辐射战斗部对相控阵雷达的毁伤能力,将层次分析法和模糊综合评价法用于毁伤效能评估中,建立了冲击波和破片毁伤效应模型.结合典型相控阵雷达,建立了战斗部对相控阵雷达的毁伤效应评估模型和毁伤评估评价指标体系,给出了评价指标的量化等级.通过计算,给出了典型相控阵雷达在特定条件下的量化计算结果.      

杀爆战斗部对导弹阵地的毁伤效能研究

为评价战斗部对目标的毁伤能力,根据防空导弹阵地的功能和结构特性,建立了目标等效模型,确定了破片和冲击波对目标的毁伤判据.利用Monte-Carlo方法建立了导弹战斗部的单发毁伤概率模型,计算分析了终点弹道参数对毁伤概率的影响规律.结果表明,随圆概率偏差(CEP)和爆高的增加,毁伤概率下降.研究结果可为战斗部设计及作战使用提供参考.     

缓冲材料对活性破片战斗部爆炸驱动影响分析

为研究活性破片战斗部爆炸驱动作用行为,采用数值模拟与试验相结合的方法,获得了缓冲层材料及厚度对活性破片战斗部爆炸驱动行为的影响特性.数值模拟结果表明,随着缓冲层厚度的增加,活性破片飞散速度明显降低,4种缓冲材料中,软铝缓冲层对活性破片初速影响最大,且破片初速随缓冲层厚度的增加基本呈线性下降趋势,尼龙和凯夫拉缓冲层对破片初速影响较小;随着缓冲层厚度的增加,活性破片所受载荷明显降低,其中软铝降载荷效果最好,其次为凯夫拉.综合考虑活性破片速度和破片完整性、安定性要求,选择凯夫拉缓冲层较好.最后,通过活性破片战斗部地面静爆试验对数值模拟结果有效性进行了验证,试验结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好.      

起爆方式对双聚焦战斗部性能的影响

为了分析起爆点数量和位置对双聚焦式战斗部破片飞散特性的影响,对某型号的双聚焦式破片战斗部进行了数值仿真,仿真结果与试验值具有较好的一致性,对比分析了采用不同起爆方式时破片的飞散特性. 研究结果表明,轴向起爆时改变起爆点的位置和数量对破片初速影响小,对聚焦效果影响大;采用偏心起爆时,破片初速与起爆半径成正比关系,起爆点的周向夹角对破片飞散特性影响小,偏心轴向上起爆点数量和位置影响较大. 适当改变起爆点位置和数量能优化破片飞散,增强聚焦带对目标的毁伤作用.      

线性聚焦式杀伤战斗部设计及破片飞散特性

为进一步提升杀伤战斗部破片聚焦效应，开展了线性聚焦式杀伤战斗部设计及破片飞散特性研究. 基于破片线性聚焦原理，研究了破片排布方法. 引入装药长度修正系数，建立了等冲量装药曲线理论模型，掌握了线性聚焦式杀伤战斗部破片驱动及速度分布特征，揭示了战斗部装药长度及其修正系数对破片平均飞散速度、速度分布幅值、速度分布标准差等飞散特性参数影响规律. 结果表明，装药长度一定时，随修正系数增加，破片平均速度增大，速度分布幅值、标准偏差均降低，修正系数一定时，随装药长度增加，破片平均速度、速度分布幅值和标准偏差均增加. 研究结果可为聚焦杀伤战斗部设计提供新的技术途径.      

防护材料对爆炸驱动反应破片的影响

 研究了反应破片战斗部在爆轰驱动下反应破片的加载过程。利用AUTODYN-3D有限元计算软件,针对含能破片战斗部作用的特点,建立了破片抛射速度和主装药、隔爆层、破片等参数的数学模型,模拟了主炸药的起爆、爆轰波的传播、防护材料的作用及对破片的初始驱动过程;通过研究不同防护材料对爆炸冲击波的衰减特性,在满足反应破片抛射初速的前提下保证破片不破坏且有足够的抛射速度;对爆炸驱动过程进行理论分析和数值模拟,验证所设计的防护材料对反应破片的防护性能;对理论计算和数值模拟结果进行比较,并分析各影响因素,结论可为含能破片战斗部结构设计提供依据。     

离散杆式战斗部对飞机的毁伤工程计算

离散杆式战斗部是一种特殊的预制破片战斗部,该文通过对典型空中目标的选取及易损性分析,建立离散杆式战斗部对目标的毁伤计算模型。该计算模型包括离散杆坐标系和离散杆杀伤元素场的建立、动态交汇分析计算、侵彻计算、部件毁伤概率和目标毁伤概率计算。在该计算模型的基础上,以某歼击机为例,编制计算程序进行分析计算,结果表明,离散杆式战斗部对目标有较好的毁伤能力。     

活性破片引爆屏蔽装药机理研究

采用弹道实验对活性破片引爆屏蔽装药作用行为进行研究,且与同质量钨合金破片引爆能力进行对比,并基于AUTODYN-2D平台对破片冲击起爆屏蔽装药行为展开数值模拟研究,通过数值模拟与实验结果的对比得到活性破片引爆屏蔽装药机理.结果表明,10g活性破片在1 287m/s以上碰撞速度下,能可靠引爆设有10mm厚LY12硬铝或6mm厚A3钢面板的注装B炸药,而同质量钨合金破片在1 527m/s碰撞速度下,只能造成屏蔽装药碎裂而不能将其引爆.活性破片撞击金属面板后,自身在装药内部发生的剧烈化学反应是其引爆装药的主控机制,这显著降低了破片引爆屏蔽装药所需的动能.