杀伤爆破战斗部杀伤威力的多目标优化

杀伤爆破战斗部杀伤威力一直是杀伤爆破战斗部设计中关注的技术指标之一.基于Stochastic随机破碎模型和破碎性试验对杀伤爆破战斗部威力参数进行研究,分析装药种类、弹体壁厚和弹体材料对杀伤爆破战斗部有效破片形成的影响规律.以弹体材料参数和弹体厚度为设计变量,以有效破片的数量和平均动能最大为优化目标,采用非支配排序遗传算法得到不同设计变量条件下的Pareto最优解集.结果表明:Stochastic随机破碎模型可以有效地反映战斗部形成有效破片的质量分布规律;基于代理模型和多目标遗传算法的战斗部杀伤威力优化方法,能够有效提高杀伤爆破战斗部的杀伤威力,优化结果可为杀伤爆破战斗部设计提供参考.     

基于物理杀伤面积的杀爆战斗部最佳炸高计算模型

为解决地面目标的多样性和随机性导致平均效率面积难以准确计算的问题,提出基于物理杀伤面积的杀 爆战斗部杀伤威力评定方法,并以此作为确定杀爆战斗部最佳炸高的依据。由给定的末端弹道参数及杀爆战斗部破 片参数,建立物理杀伤面积的计算模型,编制计算程序并以物理杀伤面积最大作为确定炸高的条件。计算结果表明： 导弹落速及导弹落角对杀爆战斗部最佳炸高均有较大影响。该方法可作为杀爆战斗部最佳炸高确立以及破片参数优 化的依据。     

基于射击线技术的杀爆战斗部杀伤面积计算

针对杀伤面积进行计算时,通常借助统计学原理建立破片的空间分布规律,并向目标方向投影,从而得到破片密度和杀伤面积,提出了采用射击线技术描述全部破片的飞行轨迹参数和威力参数,完成杀伤面积的计算;基于杀爆战斗部破片飞散参数,建立了破片弹道射击线模型;对杀爆战斗部的杀伤面积进行了计算,得到了杀伤面积与导弹落速、落角、炸高之间的变化关系;计算结果表明：在一定的落角和炸高时,随着导弹落速的增加,破片杀伤面积增大;一定的落速和炸高时,随着落角的增加,破片杀伤面积也增大;在设定落速为500 m／s 时,计算落角分别为20°、40°、60°、80°、90°均存在一个使杀伤面积最大的炸高,由此可确定杀爆战斗部的最佳炸高。     

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。     

反舰导弹聚能战斗部威力的试验,计算与研究

本文介绍反舰导弹聚能战斗部聚能破甲威力的模拟试验,地面静止威力试验,海上威力试验等。应用爆轰理论和聚能破甲威力经验公式,对聚能破甲威力,空中爆炸,水中爆炸和破片杀伤作用等做了计算。综合分析试验数据及计算结果,确定了此种战斗部对不同目标的威力半径。     

导弹破片战斗部对空中目标的杀伤概率计算

分析了导弹破片战斗部对空中目标的杀伤概率计算模型及其影响因素,介绍了制导误差规律、引信引爆点散布规律、引信引爆概率、目标坐标杀伤概率的计算模型,给出了积分区间的确定方法.以某拦截弹破片式战斗部杀伤战术弹道导弹为例进行了仿真计算,并对仿真结果进行了分析,结果表明增大战斗部破片的杀伤半径对提高战斗部的杀伤概率有利.     

基于ALE方法的预制破片战斗部数值研究

为了研究杀伤破片场的分布规律,采用ALE方法对预制破片战斗部在空气中的爆炸效应进行了数值研究。建立单层离散破片的战斗部有限元模型,对压力场的分布规律、破片的飞散特性进行了数值计算,并根据模拟结果拟合了破片的分布密度函数。计算结果与实验结果一致性很好,表明:采用该方法模拟预制破片战斗部的破片飞散过程具合理性和有效性。     

破片杀伤型战斗部对典型雷达目标的毁伤研究

提出了破片杀伤型战斗部毁伤典型相控阵雷达目标三维演示的必要性,详细建立了破片杀伤型战斗部破片对典型地面相控阵雷达目标的毁伤计算模型,并利用Matlab软件编写了三维毁伤演示程序．演示结果表明,该模型可以有效直观地对破片战斗部的毁伤效果进行评估,其程序核心可以作为计算导弹毁伤概率的基础．     

基于改进粒子群优化算法的近炸引信最佳炸高计算方法

针对近炸引信适时起爆战斗部关系到对目标有效攻击乃至高效毁伤的问题,提出研究引信与战斗部配合的最优关系计算方法。建立引信近炸时战斗部威力数学模型,依据粒子群优化算法分析相关参数之间的关系;利用欧拉距离法对惯性权重进行动态更新,得到改进粒子群优化算法,将其应用于数学模型中,获得引信与战斗部配合威力计算模型。通过仿真实验得出杀伤面积与引信近炸时炸高、弹丸落角的关系,确定引信与战斗部配合最佳威力的条件,计算最大杀伤面积、90%杀伤面积对应区间和对应炸高。结果表明：该方法是可行和有效的,比传统方法计算最大杀伤面积精度更高,比粒子群优化算法收敛速度更快,更能满足靶场试验和实战化射击对计算速度的需求。     

射击迹线技术在战斗部破片场仿真中的应用

为模拟战斗部破片的宏观可控性和微观随机性,建立了描述广义杀伤战斗部起爆及破片飞散的射击迹线仿真模型（Shot-line model),应用于几种典型的破片战斗部中,并通过视境仿真技术生成各破片场仿真场景,该模型将为战斗部设计,威力评定、目标毁伤等研究提供帮助。     

基于极限学习机的杀爆战斗部末弹道参数优化研究

为研究末弹道参数与杀伤面积之间的复杂关系,以达到优化末弹道参数的目的,对破片飞散过程进行分析,为描述破片飞行轨迹建立了破片飞散模型,得到破片的落点,然后通过统计地面有效破片数,求解战斗部在不同末弹道情况下的杀伤面积,得到1 225种末弹道组合下的杀伤面积,最后基于这些数据,利用极限学习机(ELM)得到1 903 993种末弹道组合的计算结果。计算结果表明:当极限学习机的激励函数采用sigmoid函数,隐藏节点数在200个以上时,决定系数能够达到0.9以上,求解时间远远小于1 s,求解得到的最优末弹道参数对应的杀伤面积从优化前的438.1 m²上升至优化后的541.2 m²。     

曲率半径对聚焦战斗部影响的数值仿真

针对侧表面曲率半径对破片聚焦战斗部飞散规律的影响,对不同曲率半径的预制破片聚焦战斗部的形成 及飞散过程进行数值模拟。应用数值模拟的方式,构建聚焦战斗部有限元模型,给出了不同曲率半径下预制破片形 成聚焦带的过程,通过破片飞散分布及速度分析,找出曲率半径对破片速度、破片密集度的影响规律。仿真结果表 明：侧表面曲率半径越大则破片初速越大,破片密集度降低;随着曲率半径的增大,破片速度的增长率逐渐减小。 该计算结果可为预制式聚焦战斗部的设计提供参考。     

不同起爆方式对聚焦战斗部性能影响的数值模拟

利用LS/DYNA软件,采用中心和偏心两种起爆方式引爆聚焦战斗部进行全模型三维数值模拟,得到该战斗部两种状态下的破片初速及其分布规律;在仿真模型中加入靶板,得到距战斗部中心6 m处的破片分布,结果显示破片在两种起爆方式下都能在靶板上形成聚焦带.通过统计得出,偏心起爆能使破片速度增益为20.3%,破片在6 m处带宽为1 m的密度增益为9.6%,飞散角和方向角基本一致.     

传爆管偏置对子弹预制破片战斗部威力的影响

为了给弹药总体和引信传爆序列设计提供参考,以某中型盘状子弹为对象,通过破片初速理论计算和ANSYS／LS-DYNA仿真,并结合试验,得到了传爆管不同偏置距离下子弹战斗部预制破片初速各向分布。结果表明：与中心传爆系统相比,偏心传爆系统离传爆管远的破片初速较高。随传爆管偏置距离增加,同一周向破片间初速差异变大。传爆管偏置9 mm时破片初速增益为－7.28％～8.28％,对子弹战斗部破片杀伤场轴对称性影响不大,因引信安全性设计所需的传爆管偏置结构可行。     

杀爆战斗部杀伤面积的数值计算

文中通过分析战斗部破片在空气中的飞行特性及空间分布规律．对杀爆战斗部的乐伤威力进行了数值计算，绘制了战斗部的等概率曲线及等分布密度曲线．并得到了不同落角、爆高情况下杀伤面积值。结果表明：不同落角都有一个杀伤面积峰值，且最大杀伤面积随落角的减小而减小。     

圆柱形预制破片爆炸驱动仿真研究

为获得更精确的预制破片初速计算模型及破片变形与内衬层破裂半径对初速的影响规律,进行一种圆柱形预制破片爆炸驱动仿真研究。通过分析预制破片战斗部的爆炸驱动过程,建立考虑内衬层破裂半径及破片变形量的预制破片理论初速计算模型,利用非线性动力学分析软件AUTODYN,采用Johnson-Cook本构模型和流固耦合算法,对圆柱形预制破片的爆炸驱动进行了仿真研究。仿真结果表明：随着内衬层厚度的增加,内衬层破裂半径增大,圆柱形预制破片的变形量减少。钢制破片及修正后的钨合金破片的理论初速与仿真结果吻合较好,验证了计算模型的正确性。该研究结果对预制破片战斗部的设计具有一定的参考意义。