起爆方式对偏心式定向战斗部破片速度分布的影响研究

为了揭示起爆方式对偏心式定向战斗部破片速度分布及增益的影响,文中运用数值模拟的方法对一端起爆、两端同时起爆和线起爆方式下偏心式定向战斗部的爆炸过程进行了研究.研究表明,两端两点同时起爆时破片的速度增益比中心起爆时高28.1%,且高速度破片在周向上的分布角度宽,为最优的起爆方式.     

基于偏心起爆的战斗部形状对破片密度的增益研究

为寻求同时解决定向战斗部对破片速度和杀伤密度增益的方法,以普通圆柱形战斗部为对照组,建立正六棱柱战斗部的三维模型。利用LS-DYNA对二者破片在端面中心、沿母线方向的偏心四点、八点3种起爆方式下的驱动过程进行模拟,评价破片的分散程度。结果表明:棱柱形战斗部的破片在目标方向的密度显著提升,是等径等高圆柱形战斗部的1.76倍;结合修正的格尼公式对棱柱形战斗部破片初速的估算,以及对破片单元速度数据的统计,分析得出偏心四点、八点起爆对棱柱形战斗部破片平均速度的增益分别为10.4%、21.2%;六棱柱战斗部与圆柱形战斗部在同一起爆方式下速度增益的效果相近。     

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。     

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。     

滑块式定向战斗部增益研究

为提高战斗部在目标方向上的破片密度,设计了一种新型滑块式定向战斗部。建立了该滑块式定向战斗部与普通偏心起爆定向战斗部的有限元模型,运用数值模拟和静爆试验相结合的方法研究了该定向战斗部的破片数目和速度增益。结果表明,该滑块式定向战斗部与相同质量和装药量的普通偏心起爆定向战斗部相比,在定向方位90°角度范围内破片数目增益38.8%,初速减小3%。     

偏心起爆方式对棱柱形定向战斗部破片飞散规律的影响

为了研究起爆方式对棱柱形定向战斗部破片飞散规律的影响,采用LS-DYNA软件模拟研究了六棱柱定向战斗部分别用面偏心一线、面偏心两线、面偏心三线、棱偏心一线及棱偏心两线起爆时的破片飞散速度、破片方向角,结果表明,偏心起爆可以明显提高定向区域内的破片飞散速度,且破片束基本分布在25°左右的径向范围内,棱偏心两线同步起爆时,对目标方位破片最大飞散速度增益可达29.73%,采用棱偏心两线序贯延时起爆可使轴向方向角改变量达6.77°。     

爆轰波定向战斗部起爆参数研究（英）

为了优化爆轰波定向战斗部的性能,研究了不同的偏心起爆形式.利用试验验证过的流体动力学仿真模型研究了偏心一线起爆不同起爆点数、偏心两线不同夹角和偏心三线不同夹角等对战斗部破片速度、飞散的影响.结果表明:对于本研究对象,在一条起爆线上布置4个起爆点是足够的;对于偏心两线起爆,两线之间夹角60°可在定向侧产生最高的速度增益,达38.37％;同样对于偏心三线起爆,夹角45°时的破片速度增益最大,达39.36％.定向方向的破片速度增益是爆轰到破片的传播距离(时间)和爆轰压力共同作用的结果.     

起爆方式对战斗部毁伤作用的影响

用数值模拟和试验两种方法研究了破片轴向预制战斗部在中心单点起爆与平面多点同步起爆两种起爆方式下的毁伤作用。结果表明：装药端面中心位置处破片速度最高、抛射角为零,沿径向方向破片速度大致呈抛物线趋势衰减,而抛射角逐渐增大;相对于中心单点起爆方式,平面多点同步起爆方式下战斗部定向方向增益区域内的破片速度、密度增益明显,增益区相对爆山的锥角越小增益越明显。     

可变形战斗部破片增益研究

通过试验得到可变形战斗部破片飞散分布规律,运用LS-DYNA对可变形战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行数值模拟,得到与试验吻合较好的结果;对相同结构口径的偏心起爆战斗部、周向均匀战斗部的爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟。结果表明,在给定破片飞散角度内可变形战斗部整体性能优于偏心起爆战斗部。     

一种异面棱柱战斗部威力特性的数值模拟

为了提高战斗部在不同弹目交会距离下的毁伤概率,模拟了一种平面和凸面交错布置的异面棱柱战斗部结构,分析了不同面上所形成破片束的飞散形态和威力参数。研究结果表明,该结构战斗部可以形成两种威力特性的破片束,即速度高而飞散角小的破片束和速度低而覆盖范围大的破片束,可分别用于打击不同弹目距离下的目标;偏心多点起爆可提高平面破片平均速度21.68%,减小飞散角3.38°,在提高起爆点对侧破片威力的同时不改变异面战斗部可形成两种不同威力破片束的性质;侧向两线起爆在保证破片速度不降低的情况下可获得4.94°的平面破片束偏转角,高于其它起爆方式,可在大弹目交会距离下实现对目标的末端瞄准,提高目标毁伤概率。     

基于LS-DYNA计算结果的破片战斗部虚拟打击仿真

为了完整描述破片战斗部打击轻装甲目标的全过程,建立了破片战斗部打击仿真系统.该系统实现了基于LS-DYNA计算结果的动态破片场生成,使用射击迹线仿真模型确定了破片的飞行弹道,采用THOR模型分析了目标的侵彻毁伤.该系统使用标准C++和glut库进行程序编译,实现了虚拟打击仿真的三维漫游显示.以某战斗部为例进行了算例分析,并与试验进行了对比,结果表明,仿真与试验的破片着靶总数基本一致,但在分布上有一定的差别;利用该系统进行战斗部设计和评估能够减少靶场试验次数和降低试验费用.     

破片战斗部对武装直升机目标的威力评估

为评估破片战斗部对武装直升机的威力,提出了一种将目标舱段等效划分为几何/结构舱段、要害舱段和非要害舱段3种类型的易损性模型,针对不同的舱段类型制定了不同的毁伤评估准则和毁伤概率计算方法.引入基于THOR方程的射击线仿真,考虑了空气阻力导致的破片着靶点漂移效应,以及破片对多层舱段的穿透破坏作用.利用对起爆位置均匀抽样仿真...     

单兵火箭弹炸高优化的数值模拟与试验研究

为研究杀伤战斗部的空炸威力,建立战斗部有限元模型和破片着地坐标计算模型,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对战斗部动态起爆过程进行了数值模拟。根据模拟得到的破片初速和飞散方向,结合破片在空气中的速度衰减公式以及对无防护有生目标的78 J动能杀伤标准,计算出有效杀伤破片在地面的坐标,并对不同炸高条件下有效杀伤破片在地面目标靶上的分布情况进行分析。研究结果表明：炸高为8 m左右时,战斗部满足杀伤威力指标要求;仿真结果与试验结果基本吻合。     

聚焦战斗部对战斗机毁伤效能计算模型

针对聚焦战斗部的设计需要,文中对聚焦战斗部对战斗机的毁伤效能进行了评估。通过对飞机目标进行易损性分析,建立目标毁伤模型,以战斗部单发命中毁伤概率为评估指标,采用蒙特卡洛法对聚焦战斗部的终点效应进行了评估。通过对计算结果的分析,可得到该型战斗部的命中毁伤概率随导弹相对于目标速度的超出值的减小而减小,随圆概率偏差的减小而增大,随引信启动时间的增大而减小,与理论分析结果相一致。     

侵爆战斗部对钢筋混凝土靶的侵彻能力计算方法

为研究侵爆战斗部对钢筋混凝土靶的侵彻能力,采用试验与数值仿真相结合的方法,开展了战斗部高速侵彻钢筋混凝土靶板的研究。通过对战斗部穿透靶板后剩余速度的对比,验证了有限元模型的正确性,并研究了命中位置对战斗部侵彻能力的影响,提出一种计算侵爆战斗部对钢筋混凝土靶侵彻能力的方法。研究结果表明:战斗部与钢筋有接触时的侵彻能力明显下降,新方法基于战斗部对靶板3个典型位置侵彻的极限穿透速度得到战斗部平均极限穿透速度,更为全面地考虑了命中位置和弹靶尺寸的影响。     

不同起爆方式下离散杆战斗部爆炸驱动杆条的数值研究

利用ANSYS建立了离散杆战斗部三维有限元模型,采用非线性动力分析软件LS-DYNA,应用Lagrange 算法,对离散杆式战斗部的杆条在三种不同起爆方式爆炸载荷作用下的驱动过程和离散杆的飞散过程进行了模拟.研究发现:中心轴起爆使杆条环整体速度较大且毁伤目标可靠性最高;模拟结果与参考文献数据一致,为离散杆战斗部设计提供了有益借鉴.     

基于Matlab 的破片战斗部快速设计

针对快速进行破片战斗部方案设计的需求,基于Matlab 平台开展破片战斗部快速设计。依据破片战斗部 结构特征及威力参数模型,选取破片战斗部的6 个基本特征进行战斗部方案结构描述,建立破片战斗部快速设计系 统,应用工程模型进行破片战斗部威力参数计算和分析,实现对破片战斗部设计方案的快速评价和优化。结果表明, 该设计系统可应用于破片战斗部快速设计和威力分析。     

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。