炸点深度对侵爆战斗部毁伤效果影响数值模拟

采用数值模拟方法,并结合试验分析对侵爆战斗部作用下的机场跑道毁伤效应进行研究,重点分析了炸点深度对侵爆战斗部作用下的机场跑道毁伤效应的影响。采用Lagrange算法与SPH算法转换可以实现侵彻效应和爆炸效应连续计算。研究表明:炸点深度对反跑道毁伤效果影响显著;炸坑面积随着炸点深度变化呈二次曲线变化;在弹靶确定条件下存在一最佳炸深,并可以通过本文方法得到。采用计算跑道各层吸收爆炸能量多少的方法可以对反跑道侵爆战斗部的毁伤效应进行机理分析。     

机场跑道内爆炸毁伤效应及工程化函数模型

针对反跑道弹药战斗部对机场跑道内爆毁伤效应评估的需求，为系统开展机场跑道在装药内爆载荷作用下的毁伤效应研究与构建工程函数模型，在量纲分析的基础上开展不同装药质量、不同装药埋深下的机场跑道内爆毁伤实验和数值仿真，探究装药量和装药埋深对机场跑道毁伤形态以及毁伤场参数的影响规律。研究结果表明：装药量一定时，有效毁伤半径R_ed随装药埋深的增加呈先增大、后减小的趋势；装药埋深一定时，毁伤效应参量随装药量的增加而增大；装药量和装药埋深的最适匹配可达到理想的毁伤效果。基于实验与数值仿真研究获得的弹坑形态和裂纹特征与跑道内爆炸作用机理分析，提出将毁伤模式和毁伤场特征参量相结合的评估方法来有效表征多层混凝土介质内爆毁伤效应，采用敞坑、隆起和隐坑3种毁伤模式来描述跑道的破坏形态，采用特征参量弹坑半径R_c、有效毁伤半径R_ed、最大爆腔半径R_ic,以及弹坑深度H定量描述跑道内爆毁伤场区域；结合大量仿真和实验数据拟合得到机场跑道内爆毁伤模式和毁伤场特征参量的工程化函数模型，可对机场跑道内爆毁伤效应进行快速预测。     

活性射流作用混凝土靶侵彻与爆炸效应研究

为分析活性药型罩配方、炸高对混凝土靶毁伤威力影响规律,开展了活性射流作用混凝土靶侵彻与爆炸联合毁伤效应研究。采用实验和数值模拟相结合的方法,对活性射流作用混凝土靶的典型毁伤模式进行探究,给出了配方与炸高对毁伤效应的影响特性。实验结果表明：活性射流作用下,混凝土靶呈现为显著的锥形爆坑和裂纹毁伤效应;气体产物量较高配方的活性射流对混凝土靶产生更强的毁伤效应;在1倍装药直径炸高下,炸坑直径可达10倍装药直径以上。基于有限元分析软件AUTODYN-3D平台开展了活性射流对混凝土靶侵彻与爆炸行为的数值模拟,揭示了炸高对毁伤效应的影响机理：随着炸高的增大,进入侵坑内部的活性材料随之减少,活性射流对混凝土的侵彻深度呈现先增大、后减小的趋势;当炸高为1倍装药直径时,活性射流动能侵彻与爆炸反应延迟匹配较好,侵彻与爆炸联合毁伤威力较强。数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

炸药装药在机场跑道中爆破效应数值模拟

为研究动能型侵爆弹在机场跑道中静爆破坏效应,采用非线性动力分析程序AUTODYN,对由混凝土面层、卵石层和压实土层构成的机场跑道进行了爆破数值模拟,对比分析了三层跑道爆炸漏斗坑尺寸、靶体各层损伤区域分布、峰值压力等情况,在此基础上,结合已有的试验结果,获得了爆炸破坏效应与影响参数之间的初步规律。分析结果可为弹体设计和跑道毁伤效应评估提供参考。     

侵彻子弹在机场跑道中的爆破实验研究

为研究侵彻子弹对机场跑道的毁伤效果,进行了侵彻子弹在各级机场跑道中的爆炸实验.实验结果表明,侵彻子弹在各级实验靶中最佳炸深时的破坏效果由大到小依次为沥青靶、二级靶、一级靶、特级靶;根据实验结果拟合得到炸深与爆坑半径的关系曲线,拟合曲线呈抛物线状,并得到可用于工程计算的公式;此外,拟合出单位炸深时爆坑半径与装药量的关系曲线.研究结果为侵彻子弹的引信设计提供了依据.     

侵爆战斗部对建筑毁伤威力影响因素分析

为了解钻地弹对建筑物的毁伤效应,对影响侵爆战斗部威力的因素进行分析。构建有限元模型和材料模 型,采用显式动力学软件AUTODYN,计算弹丸以不同速度侵彻、静爆和侵爆对混凝土建筑物毁伤效应,分析不同 速度下弹丸侵爆和静爆的区别,通过不同速度下混凝土建筑顶部裂纹扩展对比,得到数值模拟结果。计算结果表明, 该分析可以为战斗部的设计以及目标防护设计提供参考依据。     

装药埋深对机场跑道爆破效应影响数值模拟

为评估装药埋深对机场跑道爆破毁伤效应的影响,采用非线性动力分析程序对机场跑道进行了爆炸破坏数值模拟,对比分析了不同埋深下爆炸漏斗坑尺寸、爆腔半径、靶体各层损伤区域分布情况,计算表明,存在一个最佳爆深使得爆破漏斗坑体积达到最大值。初步给出了爆炸破坏参数与装药埋深的关系。     

杀伤爆破战斗部起爆方式对地面目标杀伤威力的影响

为提高杀伤爆破（简称杀爆）战斗部对地面目标的毁伤威力,利用靶场静爆试验和数值模拟方法开展了序贯起爆网络下的定向战斗部威力研究。基于LS-DYNA有限元程序分析不同起爆方式下杀爆战斗部的破片飞散规律,编写C语言程序获得有效破片落地时的分布密度和能量分布,结合毁伤概率法计算战斗部在落角、落速、落高不同运动参数下的有效毁伤面积。研究结果表明：偏心两线和偏心三线序贯起爆在定向方向的速度增益为20.3%、19.8%,序贯起爆可有效改善破片的飞散角,提高破片的落地动能和密度,进一步提高战斗部毁伤面积;偏心两线序贯起爆时战斗部的毁伤效能最高,有效毁伤面积增益最高可达809.1%;该毁伤面积计算方法可较好地反映出破片密度和动能对毁伤效能的影响,为不同起爆方式下杀爆战斗部的毁伤评估提供参考。     

杀爆战斗部破片对厚壁钢管的毁伤效应研究

采用静爆试验与数值仿真的方法,研究了杀爆战斗部破片对厚壁钢管的毁伤效应。根据Tresca准则和厚壁圆筒强度理论,给出了厚壁钢管的失效判据。研究了破片形状、着角、质量、速度等因素对毁伤效果的影响。研究结果表明,杀爆战斗部在厚壁钢管侧方或前方近处爆炸,形成的破片对厚壁钢管有较为明显的破坏效应。所给出的数据及对毁伤规律的分析,对厚壁钢管生存能力的分析和战斗部的设计与改进提供了参考依据。     

离散杆和EFP组合战斗部对飞机毁伤效应研究

为分析离散杆与EFP复合战斗部对典型战斗机毁伤效应,根据强度等效原则,采用动力学有限差分程序建立了数值模拟模型.采用流固耦合与接触算法,模拟了爆炸冲击波、离散杆条、EFP 3种毁伤元爆炸形成过程,以及典型弹靶交会条件下对飞机的联合毁伤效应.分析获得3种毁伤元对飞机各部分结构破坏、对油箱引燃概率的初步规律.研究结果对新型防空战斗部杀伤元素的设计及毁伤效应评估具有重要的参考价值.     

空地导弹对机场跑道毁伤效果评估

针对相同速度下不同着角对于侵彻爆炸坑半径的影响,分析空地导弹着角与机场跑道毁伤弹坑半径之间的关系。对空地导弹侵彻段深度及爆炸坑半径进行预期,讨论着角对侵彻深度带来的影响,结合经验公式给出着角与爆炸坑之间的计算公式。结果表明：该分析能更好地体现单一影响因素在侵彻段对于毁伤效果的影响,为下一步作战筹划提供参考。     

子母弹椭圆散布模型的建立与仿真

子弹落点抽样模型的构建是应用统计实验法进行子母弹毁伤效果评估的基础.依据子母弹子弹的实际散布特征,建立了在抛撒中心区域存在毁伤盲区、子弹呈椭圆环散布时的子弹抽样模型.然后,根据所建模型对机场跑道失效率和平均命中子弹头数进行了仿真评估,并针对仿真结果分析了椭圆散布对打击效果的影响.构建的子弹散布模型同时适用于椭圆散布与圆散布两种情形,可用来进行各种形式的子母弹落点模拟研究.     

聚焦战斗部与普通杀爆战斗部毁伤效能比较

针对高效毁伤空中目标需求,开展聚焦破片战斗部与普通战斗部对导弹目标毁伤效果比较研究。开发了破片式战斗部对空中目标毁伤评估仿真系统,对同样弹目交汇条件下,某导弹受聚焦战斗部与普通杀爆破片战斗部打击下所遭遇破片数及弹体毁伤情况进行了仿真计算;利用模拟实验,比较了聚焦战斗部与普通杀爆战斗部的破片-冲击波联合作用对目标的毁伤效果。聚焦破片式战斗部击中目标的破片数量明显增多,且能形成切割性毁伤;聚焦战斗部破片-冲击波联合作用毁伤效果要强得多。     

纤维增强攻坚战斗部爆炸威力试验研究

为对纤维增强攻坚战斗部毁伤威力进行有效评估,对裸装药、复合材料壳体、钢质壳体装药在空气及混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了对比试验研究.试验结果表明,同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压大于钢壳体装药而低于裸装药,且不会产生破片对远距离目标的杀伤;而钢质壳体装药爆炸破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.在混凝土靶中爆炸破坏效应方面,复合材料壳体装药阻抗匹配要比钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播.同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于钢壳体装药.     

侵撤子母弹对机场跑道封锁的毁伤仿真研究

分析了对机场跑道毁伤时侵撤子母弹抛撒半径的选择与确定方法，研究了瞄准点的选择，并在此基础上进行了机场跑道封锁毁伤的仿真计算及结果分析．     

飞航导弹子母弹对机场跑道封锁概率研究

针对飞航导弹子母弹打击机场跑道，建立了子母弹抛撒的椭圆散布模型．考虑子母弹精度的影响，研究了飞航导弹子母弹封锁机场跑道的概率，并与弹道导弹子母弹做了比较．分析了散布区域大小、形状和进入角对跑道失效率的影响，为武器系统设计和作战使用提供参考．     

杀爆战斗部设计专家系统研究

采用VC6.0编程语言、OpenGL 3D API图形库和数据库技术,开发了一种快速杀爆战斗部建模与威力分析的专家设计系统。该系统可对杀爆战斗部快速几何建模,特征参数自动计算,破片、冲击波威力参数计算与分析,用于杀爆战斗部方案快速设计和威力评估。