钨球破片对相控阵雷达典型部件的侵彻特性研究

通过对相控阵雷达系统结构的分析,建立了相控阵雷达天线和箱体等易损部件的等效模型。分析了钨球破片杀伤元对相控阵雷达的毁伤机理,并对靶板等效关系和破片极限速度的经验公式与试验数据进行对比分析,计算得到了不同直径钨球破片对相控阵雷达典型易损部件的侵彻特性。结果表明:雷达易损部件对钨球破片的抗毁伤能力随钨球破片直径的增大而显著提高。为反辐射导弹战斗部的设计提供了参考依据。     

高速破片侵彻液舱的速度衰减特性

为分析高速破片侵彻液舱速度衰减特性,开展不同形状破片高速侵彻系列仿真研究.仿真模型包含方形破片、球形破片、平头破片、圆头破片4种不同破片形状,并模拟了各种形状破片在不同初始速度下的速度衰减过程.仿真结果与文献[14]中的试验结果进行对比,验证了仿真方法在超空泡条件下预报破片速度衰减的准确性.对仿真速度衰减结果进行分析,结合破片速度衰减理论公式,获得各计算工况下破片速度衰减阻力系数.通过对比破片阻力系数发现:球形和圆头破片较方形和平头破片有着更小的阻力系数和更强的侵彻性能;相同形状破片阻力系数随着破片尺寸参数的增大而逐渐减小.     

不同海拔高度下破片速度衰减模型的修正方法

采用流体力学软件FLUENT研究了不同初始速度(≤2500 m·s^-1)和海拔高度(≤20 km)下破片阻力系数,对不同海拔高度下破片速度衰减模型进行修正,并开展相应的低气压破片速度衰减特性试验,验证了修正模型的准确性。结果表明:初速700 m·s^-1的球型破片和初速1000 m·s^-1的长方体破片使用修正后速度衰减模型计算结果与试验结果吻合度较高,误差均小于5%,且修正后的速度衰减模型计算精度比修正前的模型提高了10%左右。该修正后的破片速度衰减模型可用于计算阻力系数随海拔高度变化对破片速度衰减系数的影响,提高破片速度的计算精度,从而进一步提升破片战斗部威力评估的准确性。     

偏心起爆定向战斗部威力研究

为研究偏心起爆定向战斗部毁伤威力,推导了偏心起爆点对侧延长线附近有限角度内应用的偏心起爆破片初速公式,并设计钨柱和钨球两种预制破片偏心起爆定向战斗部进行了试验验证。结果表明,所推导公式可用于偏心起爆定向战斗部计算。设计的偏心起爆战斗部的速度增益,钨柱破片为10.9%,钨球破片为19.8%。钨球破片初速、破片球面分布密度、毁伤概率均高于钨柱破片。     

几种钨合金破片垂直侵彻装甲钢板极限穿透速度研究

文中从理论和实验两个方面研究了战斗部中典型的预制破片钨球、钨柱和钨块对装甲钢板的侵彻性能；分析了钨柱、钨块破片因着靶姿态不同存在着不同的极限穿透速度；给出了不同着靶姿态侵彻阻力面的理论模型，推导出了计算极限穿透速度的公式，并计算了三种典型预制破片的极限穿透速度，与测试的弹道极限进行了对比。     

钨合金球形破片侵彻低碳钢的弹道极限速度计算模型

为得到更大速度适用范围的钨合金球形破片侵彻低碳钢板弹道极限速度计算模型,分析不同着靶速度下钨合金球形破片侵彻低碳钢板的侵彻破坏特征,建立了包含弹、靶主要力学参数的弹道极限速度计算模型,模型系统考虑破片刚性、塑性、侵蚀以及破碎侵彻等情况;根据模型求解需要,针对钨合金破坏特征建立对应速度阈值的计算方法;基于已有试验数据,应...     

不同材质靶板抗破片侵彻等效关系实验研究

文中在试验建立钨球对2π装甲钢板和LY12CZ铝合金板的极限穿透速度公式的基础上，通过量纲分析、依据极限穿透速度相等的原则建立了不同材质靶板抗破片侵彻的厚度等效关系，与实验结果符合得较好。     

双钨球破片同时冲击柱壳装药起爆响应规律

针对双钨球破片冲击起爆柱壳装药问题,采用LS-DYNA数值模拟软件和Lee-Tarver点火与增长模型,建立双钨球破片冲击起爆柱壳装药数值计算模型,分析炸药不同点火与增长模型参数对破片冲击起爆装药计算结果的影响.研究双破片同时撞击产生的冲击波相互作用过程及其对破片临界起爆速度的影响机制,获得不同破片间距下的临界起爆速度.结果表明:同种炸药、不同Lee-Tarver模型参数计算得到的临界破片速度相差较大,模型参数的选取严重影响计算结果的准确性;与单破片相比,双破片同时冲击装药产生的冲击波叠加效应使破片临界起爆速度更低,装药更容易被起爆,这是叠加冲击波压力峰值及其持续时间共同作用的结果.     

球形破片侵彻有限厚靶板的模型建立与计算

描述了球形破片侵彻有限厚靶板的侵彻过程，建立了反映侵彻速度和侵彻深度间关系的分析模型．依据空穴膨胀理论计算侵彻阻力，依据Ａ－Ｂ模型将侵彻过程进行分解，并给出了各过程的侵彻方程，基于该模型研究了程序代码，以钨球对钢板、钨球对铝板分别模拟．球形破片对靶板进行了实例计算，并和试验结果进行了比较．     

钨球及六棱钨柱破片侵彻Q235叠层靶特性研究

为研究破片形状及质量对其侵彻性能的影响和靶板分层方式对其抗侵彻性能的影响,采用12.7 mm标准弹道枪发射质量为8.05 g、直径为9.4 mm的钨球以及质量为12 g、尺寸为内切圆Φ 9 mm×9.5 mm的六棱钨柱,分别撞击材料为Q235的3种不同结构靶板。通过试验和R-I公式得出了钨球及六棱钨柱破片侵彻3种不同结构Q235靶的弹道极限。在此基础上,验证了选用模型及参数的有效性;并采用数值模拟方法研究了相同质量下两种不同形状破片侵彻Q235靶性能的差异性。研究结果表明,破片侵彻靶板的性能不仅与破片形状、靶板分层结构有关,还与破片侵彻靶板的速度以及破片质量有关。六棱钨柱侵彻靶板性能与其着靶姿态以及靶板结构有关。在质量相同以及一定侵彻速度的条件下,球形破片侵彻靶板的能力高于六棱柱破片,叠层靶比相同厚度单层靶能够提供更好的抗六棱柱破片侵彻的能力。     

平板破片的飞散速度及衰减规律

建立平板破片的速度衰减规律模型．将阻力系数作为马赫数的线性函数,对破片质量和等效面积进行修正,得到了衰减规律的修正公式,做出平板破片的速度衰减曲线,并与未进行修正且阻力系数取常数的模型进行对比分析．     

钨破片形状对穿甲速度影响的数值模拟研究

研究不同形状破片在穿甲过程中,速度、动能变化曲线有着重要意义。以钨破片为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA有限元计算方法,对比分析球形、立方形、圆柱形钨破片穿甲速度、动能衰减曲线。结果表明：立方形钨破片速度、动能衰减最大,对后效毁伤效能有较大影响。该研究结论可对战斗部威力设计、破片研制提供一定参考依据。     

高超音速导弹爆炸破片飞散特性建模分析

为研究高超音速导弹爆炸破片的飞散特性,基于导弹的破片静爆实验数据,在三维球坐标系下推导出导弹破片的动态和静态飞散密度的比函数表达式,建立了破片的三维动态数量分布模型。以半经验公式求得破片数量分布的特解,结合破片分布的Mott通解表达式,求得破片质量分布模型。对于不同类型的爆炸破片,分别以飞行距离和飞行时间描述其运动方程,通过将破片运动的非线性微分方程转换为Bernoulli方程和Riccati方程的形式,建立了破片动态飞散速度的解析解模型。在此基础上,建立了高超音速导弹爆炸破片的杀伤场模型,为近程武器系统的作战应用提供了重要的技术参考。     

低速陶瓷球侵彻明胶研究

为研究低速陶瓷球侵彻明胶运动规律,通过试验和数值模拟方法,测量了不同直径陶瓷球的冲击速度和侵彻明胶深度; 采用能量守恒模型,计算球形破片侵彻明胶深度; 结合试验结果与理论结果进行验证计算。研究发现:对于球形破片侵彻明胶,利用该文的理论分析模型计算出的侵彻深度与试验结果吻合较好; 基于理论模型的可靠性,发现低速陶瓷球侵彻明胶,其直径是影响侵彻深度的主要因素; 将陶瓷球、钨球、钢球的侵彻能力进行对比,综合考虑侵彻深度和最大空腔半径,结果表明陶瓷球更适合作为毁伤元。     

小型预制破片的速度衰减和侵彻深度的研究

本文在大量试验基础上建立了方片形、圆柱形、三角形、球形破片的阻力系数公式、速度衰减公式和对红松木板的侵彻公式。应用本文的公式和图表,能够简单可靠的对杀伤半径进行预测和计算,并可供预制破片优化设计时参考。     

杆状破片对A3钢板的极限穿透速度研究

首先用经验公式分析了杆状破片对A3钢板的极限穿透速度,然后利用25mm滑膛炮系统取代实弹靶场静爆进行了试验研究．统计得出了杆状破片对A3钢板的极限穿透速度试验值,二者基本吻合,可为今后类似研究提供有益借鉴．     

立方体预制破片战斗部破片初速计算模型

为了建立立方体破片的初速计算模型,运用AUTODYN软件分析已有试验的爆炸驱动过程,将其分为爆炸产物不泄露和泄露两阶段,基于系列假设、冲量定理和修正的爆炸产物压强公式建立了全过程的立方体破片速度计算模型。该模型给出的破片初速值与试验结果吻合较好,并反映出立方体预制破片的初速还与周向破片数量及驱动过程中破片的最大周向形变量有关。     

预制破片-EFP双毁伤元聚能装药性能研究

设计了一种可形成尾翼EFP和破片两种毁伤的聚能装药结构,利用LS-DYNA有限元分析软件对比分析选用钨球、钢球、铜球3种材料预制破片所形成双毁伤元威力的影响,并通过试验测试其侵彻性能。结果表明:药型罩下边缘粘附球形破片可形成带尾翼的EFP和具有高初速的破片群;带尾翼EFP的长径比较传统EFP提高30%,并且具有良好的密实性;钢球和药型罩结合的双毁伤元聚能装药形成的破片能量最高,钢球速度比钨球提高125%、比铜球提高10%,试验结果与仿真结果一致,说明仿真结果可靠。     

柱形破片对多层间隙靶侵彻试验研究

对钨合金柱形破片侵彻多层铝合金间隙靶板进行了试验研究,模拟预制破片弹中杀伤元对目标的侵彻特性.分析了破片质量、着靶速度对多层靶板侵彻能力的影响,获得了基础试验数据,并结合工程计算模型,拟合得到了靶板侵彻层数随破片质量、着靶速度的数学方程.该拟合方程可用于评估长径比为1且正侵彻的钨柱形破片的侵彻能力,对预制破片弹的破片选择提供实用参考.     

EFP/预制破片复合战斗部结构设计与分析

为增大毁伤面积并提高侵彻能力,设计不同结构的爆炸成型弹丸(explosively formed penetrator,EFP)/预 制破片复合战斗部,综合挡环结构及预制破片钨球的排布方式,得到4 种方案。应用ANSYS/LS-DYNA 对战斗部 成型过程进行数值模拟,通过不同战斗部结构方案分析,研究挡环结构及预控破片排布方式对毁伤元成型过程和毁 伤效果的影响。结果表明：当挡环顶部与药型罩底部处于同一平面时,形成的EFP 速度更高、长径比更大、长度更 长,且内圈钨球的轴向速度更高;采用内圈钨球26 枚、外圈钨球32 枚的钨球排布方式的战斗部,其内、外圈钨球 发散角更大,能形成具有良好侵彻能力且密度均匀的破片场,仿真与实验结果一致。