起爆方式及隔爆层对杀爆战斗部破片初速的影响

为了揭示起爆方式及隔爆层对杀爆战斗部破片初速的影响规律,指导威力可调杀伤战斗部设计,运用AUTODYN-3D软件,计算了不同起爆方式、隔爆层厚度及材料下复合装药预制破片战斗部破片初速。结果表明：装药条件一致时,2种起爆方式得到的破片毁伤元速度差异明显,隔爆层厚度取4、 6、8、10和12 mm时,采用内外3点起爆方式破片速度比中心单点起爆分别提高16%、15%、13%、11%和8%。尼龙和聚氨酯隔爆效果较好,铝隔爆效果较差。     

基于图像处理的破片场三维测试方法

针对靶板法人工检靶效率低、人为误差大以及无法实现破片场三维测试的问题,利用摄影测量技术,提出灰度加权重心法计算破片穿孔位置坐标,采用基于单点标志的靶板轮廓识别和编码标志的大范围、位姿改变靶板三维拼接,二维坐标到三维空间坐标转换,实现了破片场的三维空间测量,通过设计试验,验证了方法的可靠性,结果表明：采用该方法破片尺寸大于3 mm识别率为100%,且准确获取了破片相对于爆心位置的三维坐标,实现了破片场三维测试,与人工检靶比较测试效率提高了10倍以上。此结论可为破片战斗部爆炸威力场的精确测试提供技术支撑,具有一定的工程应用价值。     

装备战场损伤试验布局设计仿真研究

装备战场损伤试验存在实施难度大,试验效率低的问题。为提高试验效能,采用AUTODYN,建立预制破片战斗部有限元仿真模型,模拟了战斗部爆炸及预制破片飞散的过程,仿真结果同实弹试验所采集数据基本吻合,验证了所用模拟方法的有效性。通过分析破片侵彻靶板的损伤规律,建立了球形破片撞击靶板损伤相图,结合破片飞散规律,建立了试验布局参考相图。研究结果表明:预制破片战斗部的爆炸及对装备的打击过程,能够通过数值仿真方式准确的进行模拟,从而大大减少试验费用;所建立的试验布局参考相图,能够为试验布局的设计和优化提供一定的参考。     

圆柱形装药驱动轴向预制破片飞散特性

为了增强柱形战斗部轴向威力,在无壳柱形战斗部底面布置单层离散的预制破片。开展圆柱形TNT装药驱动轴向预制破片飞散试验,获得预制破片的最大初速、飞散角等特征参数;运用LS-DYNA软件对装药驱动预制破片过程进行数值模拟,阐述预制破片群飞散过程;对装药驱动整体平板理论计算公式进行改进,获得预制破片的最大初速。结果表明:破片初速理论计算结果、数值计算结果和试验结果吻合良好;随着与装药底部中心距离的加大,破片初速、径向飞散角分别近似呈“抛物线”减小、增大;试验实测、理论计算得到的破片最大初速值超过2500 m/s,试验实测的径向飞散角最大约为22°,而周向飞散角则普遍较小,均值在5°以内。     

反舰利器——C801反舰导弹

C801导弹采用了半穿甲爆破杀伤战斗部和新型机电延时引信。这种战斗部是利用导弹飞行时的动能穿入舰内爆炸,其超压作用,比在舰外爆炸要大得多,可以使小型导弹具有足够的战斗威力,重量、体积显著减少,实现战斗部小型化。一九七八年九月,三院总体设计部委托五О一三厂研制这种新型战斗部,三院三线基地工厂研制机电式触发延时引信。五О一三厂为完善战斗部设计,先后进行了药型罩装药试验、战斗部模拟穿甲试验和环境试验,战斗部地面静态爆炸威力试验以及战斗部与引信联合地面静态爆炸试验,结果达到了战术技术要求。三院三线基地工厂为满足战斗部两点同时起爆．起爆时间差为几微秒的技术要求,在主任设计师李印山主持下,研制成功具有三级独立保险的触发延时引信,达到国际同类型导弹引信的技术水平。这种战斗部和引信经动态穿甲试验表明,战斗部威力和引信强度以及引信延迟时间都满足战术技术要求。     

地空导弹对地面的附带损伤问题研究

研究了地空导弹爆炸时战斗部破片对地面人员附带损伤的问题,选取了破片对人体的杀伤准则,通过分析破片的空中运动特性,对导弹战斗部爆炸时的破片飞散规律进行了探讨,建立了破片散布的数学模型,并在典型的给定计算条件下进行了仿真分析.仿真结果表明,地空导弹在不同高度爆炸时,可计算出对地面人员的有效杀伤破片数量、破片杀伤面积和平均密度以及导弹的安全高度.     

装药结构对破片初速影响特性

为了满足低附带战斗部的毁伤效果,将炸药与破片混合形成新型混合装药模式。在混合装药模式中,为了研究不同装药结构对破片初速的影响特性,设计了3种不同装药结构并进行数值模拟和试验;对比发现,数值模拟与试验结果规律吻合,破片的初速与装药结构有一定的关系。根据试验数据拟合了3种不同装药结构中破片最大速度曲线对比图,通过分析得出:不同装药结构中,炸药与破片分层越多,爆轰瞬间,相邻炸药所产生爆轰效果会发生叠加,爆轰波对破片的驱动效果会增强,则破片的初速也就越大。     

破片对反辐射导弹战斗部毁伤效能仿真

分析了“哈姆”反辐射导弹目标特性及破片对其毁伤模式,建立了破片对反辐射导弹战斗部毁伤效能模型,研究了不同质量破片对反辐射导弹战斗部的穿透能力和引爆能力。仿真及试验结果表明：单枚破片质量为15g,速度在1700m/s以上,就足以对反辐射导弹战斗部达到解体性毁伤,它为未来反导弹药战斗部设计提供了重要参考。     

可变形定向破片战斗部模型试验和数值模拟研究

基于可变形定向破片战斗部的作用原理,设计了试验结构模型,并对其进行了静爆试验研究。根据试验结果,建立了有限元分析模型,利用LS-DYNA程序对可变形定向战斗部变形过程以及破片的飞散过程进行了数值模拟。结果表明,在目标方向破片密度和速度都有较大幅度增益,数值模拟与试验结果比较吻合。     

某型防空导弹杀伤概率评估

基于防空导弹战斗部爆炸后的杀伤特征,对战斗部爆炸后产生的有效破片、破片飞行速度、破片对目标的覆盖面积进行了分析,建立了防空导弹杀伤概率评估模型。采用仿真弹道数据,对打击目标F-16战斗机应用s im u link仿真工具绘出了杀伤概率曲线,其结果与实际分析相一致,验证了评估模型的可用性。     

活性破片飞散特性及毁伤效应研究

为了掌握活性破片的空间飞散特性及毁伤效能,采用数值仿真与试验相结合的方法研究了某预制活性破片战斗部在爆炸作用下的飞散特性,得到了活性破片的空间分布和初始速度分布参数的有关数据,分析了活性破片对靶板的毁伤规律.结果表明:活性破片战斗部在起爆300 μs后,70％的活性破片速度分布在1 500～2 000 m/s;50％的...     

超声速反舰导弹空爆对舰艇的安全威胁研究

为研究超声速反舰导弹的空爆威力场及其对水面舰艇的安全威胁,选取典型水面舰艇和超声速半穿甲反舰导弹为研究对象,建立了超声速反舰导弹战斗部的空爆威力场模型、毁伤元素对舰艇的作用、毁伤律模型及水面舰艇的等效靶模型等。通过所建立的模型及仿真计算方法,得到了超声速反舰导弹空爆产生的冲击波及破片等毁伤元素对舰艇、舰面装备及人员等的安全威胁距离。结果表明,超声速反舰导弹的空爆炸点距离在300 m及以上时,导弹空爆产生的毁伤元素对舰艇不能造成任何形式的毁伤,并进一步分析了不同距离处毁伤元素对水面舰艇的毁伤效应,由此进一步提出了舰载末端反导舰炮武器系统对超声速反舰导弹的安全拦截距离。     

防空导弹杀伤概率评估方法研究

根据防空导弹主要打击对象的共同特点假定一个目标 ,通过分析战斗部爆炸后产生的有效破片、破片覆盖面、破片总数和平均面密度 ,应用simulink绘出了防空导弹杀伤概率仿真曲线。     

瞄准式战斗部威力半径与起爆延时研究

瞄准式战斗部的最佳起爆延时与传统周向均匀战斗部有很大区别,相关研究很少,因此需要对其进行系统研究。通过静爆试验得到瞄准式战斗部破片的分布数据,并据此计算出了战斗部静态条件下的威力半径。利用导引头失效前某一时刻所测参数和引信探测到目标初始时刻的参数,结合最佳起爆距离研究结论,通过计算剩余飞行时间,推导出了战斗部的最佳起爆延时。仿真计算结果验证了模型的正确性,同时得出,为避免引信探测到目标前目标就运动到最佳起爆距离处的情况出现,破片束静态锥角应大于等于8.2°。     

多功能战斗部药型罩结构参量研究

为研究药型罩结构对多功能弹威力性能的影响规律,在考虑高锥型药型罩的锥角2α、壁厚δ和内圆弧半径γ三个结构参量之间的交互作用以及战斗部破甲深度和破片速度2个威力指标的基础上,采用正交实验方法,依据正交表分别建立多功能战斗部侵彻45#钢靶的有限元模型,运用LS-DYNA软件数值模拟并采用加权评分法研究各结构参量对战斗部威力性能的综合影响。结果表明：30 mm多功能战斗部药型罩的最佳结构为“2α=85°、δ=0.6 mm、γ=2 mm”,此时战斗部破甲深度达84 mm,破片平均速度为601 m/s。研究结果可为增强微型多功能弹药威力以及正交实验方法在弹药结构研究中的应用提供借鉴和参考。     

杆式射流侵彻45钢靶数值分析及试验研究

杆式射流的毁伤效能与侵彻穿深和侵彻孔径紧密相关。为解决大穿深小孔径而导致后效毁伤下降的问题,采用LS-DYNA对战斗部威力进行数值仿真,以药型罩壁厚和罩高为主要变量对聚能装药战斗部结构进行一次优化,综合考虑典型装甲目标防护能力,选出一个最优的穿深和孔径匹配方案,并以此方案为基准方案进行二次优化,得到一种等壁厚球缺紫铜药型罩优化方案,并进行静爆试验对最终优化方案的仿真精度进行验证。实验结果表明,最终优化方案的杆式射流侵彻体对45钢的侵彻深度为121 mm,入孔直径为26.3 mm,出孔直径为21.8 mm,后效靶毁伤严重,杆式射流侵彻体和靶体二次破片能够引燃柴油油盒、木箱和棉被等易燃物,数值仿真结果与试验数据误差较小。该研究方法和结论可为聚能杆式射流战斗部的结构设计及优化提供参考。     

榴弹模拟弹综合威力分析

榴弹作为打击空中目标的弹种之一,其破片与冲击波威力是评价毁伤能力的重要一环。参考意大利奥托·梅莱拉127 mm榴弹,设计榴弹模拟弹,分析其综合威力。采用实验、数值仿真与经验公式相结合的方法,分析破片速度、破片空间分布规律和冲击波超压。实验结果表明,榴弹模拟弹飞散方向角为93.67°,飞散角为65.42°,破片初速为1 451 m/s。仿真和计算结果表明,飞散角的理论计算值与实验值相对差较小;破片速度理论值与实验值相对差不超过20%;冲击波超压理论值、仿真值与实验值相对差不超过15%。     

利用MSC/DYTRAN程序仿真分析导弹战斗部立方体破片的侵彻威力

对反辐射导弹的破片杀伤战斗部中较为常见的立方体破片的 3种典型姿态侵彻 (尖端、棱边及正面侵彻 ) 4mm厚 94 5钢的侵彻过程进行仿真数值计算 .通过仿真计算 ,结合实验结果比较 ,得出结论 :不同初始侵彻姿态的立方体破片在侵彻过程中 ,由于旋转角速度的作用及稳定性的要求 ,破片的侵彻姿态将趋于正面侵彻 .不同姿态的侵彻 ,侵彻威力相差不大     

不同时序破片和冲击波在对天线的复合毁伤分析

为了能清楚地了解杀伤爆破战斗部爆炸预制破片和冲击波对雷达天线阵面靶板的复合毁伤特性,采用LS-DYNA3D动力有限元软件,对破片和冲击波在不同时序下对天线阵面等效靶板的复合毁伤作用过程进行了一系列数值模拟研究,描述了两者在不同时序下对靶板的复合毁伤过程中的基本现象,分析了靶板某典型节点的位移变化规律,揭示了破片和冲击波作用靶板的不同时序对靶板损伤变形的影响。研究表明:破片和冲击波对装备部件的复合毁伤效应,不是二者毁伤效应的简单叠加,而存在特殊的作用机理,且这与二者到达目标的时序有关。所得结果不仅促进了损伤机理的研究与发展,而且还对杀伤爆破战斗部结构的优化具有参考价值。     

起爆方式对子母式战斗部破片速度影响的数值分析

为研究起爆方式对子母式战斗部破片速度分布及增益的影响,利用LS-DYNA软件对子母式战斗部的爆炸进行了数值模拟,并就不同起爆方式对破片速度分布及增益的变化进行了对比分析与研究.结果表明,两端同时偏心起爆的方式为最优起爆方式,破片速度增益最大;其次是偏心线起爆;最后是一端偏心起爆,可为战斗部设计提供参考.