西方国家的空心弹技术

空心弹具有阻力小、准确度和精度高、对目标侵彻能力强、成本低廉、发射武器后坐较小、勤务处理性能好等一系列优异的性能特性和使用特性。本文回顾了空心弹技术发展历史，分析了空心弹技术的研究现状，详细介绍和讨论了改善阻力特性、采用高性能弹托、提高威力、增加曳光功能、空心枪弹、作为训练模拟超速脱壳穿甲弹的外弹道、采用空心弹技术的全新武器弹药系统等一系列空心弹技术问题，还汇集了西方国家空心弹技术实践中的５．６ｍ     

金属厚靶的超高速碰撞开坑实验

介绍了对高速球形弹丸撞击金属厚靶的开坑现象所进行的实验研究。最高弹速为７．５ｋｍ／ｓ；弹靶材料有７种组合：硬铝打硬铝，钢打钢，黄铜打黄铜，钢打硬铝，硬铝打钢，钢打纯铜和硬铝打铅。用量纲分析归纳前６种（即铅靶除外）情况，得到坑深Ｐ和弹径Ｄｐ之比值的经验关系是 Ｐ／Ｄｐ＝０．２７４（Ｐｐ／Ｐｔ）＾０．７２５（ｖ／√Ｙｔ／Ｐｔ）＾２／３其中ｖ是弹速，Ｐｐ和Ｐｔ是弹和靶的材料密度，Ｙｔ是靶板材料的动态屈用     

尼龙弹带坡膛挤进过程中应力应变分析

详细分析计算了ＭＣ尼龙弹带坡膛挤进过程中的应力、应变及形变分布和变化．以某长杆尾翼稳定脱壳穿甲模拟弹药分析模型，并考虑挤进过程中的形变阻尼和摩擦作用进行了计算。计算结果与实验基本符合，从而提出一种改进的弹托结构。     

新型有翼弹托脱壳机理研究

为了最大限度地减小脱壳弹弹托的消极质量，本文研究了一种新型有翼弹托结构，其质量比传统“马鞍形”弹托减小了1／4.文中分析了这种有翼弹托的脱壳机理，计算了其脱壳力，对该弹托的脱壳过程进行了数值仿真。最后对采用该有翼弹托的脱壳弹进行了靶场试验，结果表明，这种有翼弹托可以保证脱壳弹在炮膛内的闭气与运动稳定性，在出炮口后能够迅速、可靠地脱壳。     

脱壳穿甲弹弹托分离干扰的实验研究

介绍了尾翼稳定脱壳穿甲弹（ＡＰＦＳＤＳ）在Ｍ＝４．５时，弹托与弹身分离过程中的超音速流场气动特性，给出沿弹托，弹身母线上压力分布，分析了弹托对弹身的机械干扰和气动干扰。     

非零攻角下空心弹阻力特性研究

为了研究攻角对空心弹阻力特性的影响,应用Fluent软件仿真3种典型空心弹结构方案空气动力流场,分析攻角对空心弹流场构型的影响,得到了不同马赫数、不同攻角下的阻力系数.结果表明:外锥形空心弹在16°攻角以内均未发生阻塞;混合锥形空心弹和内锥形空心弹临界阻塞速度随着攻角增大而变大,当攻角大于8°时,临界阻塞速度急剧增大.内锥形空心弹结构方案阻力系数受攻角影响较大,建议慎重选用;外锥形空心弹结构方案阻力系数受攻角影响较小,建议优先选用.空心弹阻力系数随着攻角的增大而增大,当攻角大于4°时,阻力系数增加很快;不带一次项的二次函数式可以较为准确的描述混合锥形空心弹和外锥形空心弹阻力系数与攻角的关系.     

非零攻角下空心弹阻力特性研究

为了研究攻角对空心弹阻力特性的影响,应用Fluent软件仿真3种典型空心弹结构方案空气动力流场,分析攻角对空心弹流场构型的影响,得到了不同马赫数、不同攻角下的阻力系数.结果表明:外锥形空心弹在16°攻角以内均未发生阻塞;混合锥形空心弹和内锥形空心弹临界阻塞速度随着攻角增大而变大,当攻角大于8°时,临界阻塞速度急剧增大.内锥形空心弹结构方案阻力系数受攻角影响较大,建议慎重选用;外锥形空心弹结构方案阻力系数受攻角影响较小,建议优先选用.空心弹阻力系数随着攻角的增大而增大,当攻角大于4°时,阻力系数增加很快;不带一次项的二次函数式可以较为准确的描述混合锥形空心弹和外锥形空心弹阻力系数与攻角的关系.     

弹箭文摘

弹箭文摘导弹的旋转鼓形纤维布放器发射时产生起始拉伸力和排气的航空飞行器（１０）采用的纤维布放器包括：缠绕着一定长度的纤维（１８）的空心圆柱形绕线管（２０），装置（２６）将该绕线管（２０）安装在飞行器（１０）内，绕线管可以围绕与纤维（１８）布放方向成横...     

一体化弹丸脱壳数值仿真研究

一体化弹丸的弹体、弹托的连接方式和结构参数直接影响着其脱壳进程,进而影响其飞行稳定性和效能。为研究一体化弹丸膛口初始弹道的行为状态,建立了一体化弹丸脱壳流场模型,基于流体力学控制方程和外弹道六自由度(6DOF)运动方程,在Fluent中利用光顺法和局部重构法的动网格技术,对一体化弹丸的弹托在空气动力作用相对于弹体分离的流场进行了数值模拟,得到了在整个过程中流场分布和相关的气动参数。该仿真结果为一体化弹丸的结构设计提供参考。     

弹箭文摘

弹箭文摘空心装药的药形罩组件空心装药有一个封闭式管形外壳，外壳的前端周边用包层把药柱的前凹穴封起来；这样，药柱（２２）的整个长度都由一个金属套管（２５）所包封住，金属套管（２５）在外壳（２０）内轴向调节并由包层（２３）密封着。引信（２６）保持在闭合的...     

空心弹的阻力特性与气动外形数值分析

为了得到具有最小阻力系数的空心弹外形,基于雷诺平均方程以及二阶AUSM 格式,对不同空心弹气动外形的二维流场以及气动力进行了数值计算,得到了不同外形条件下空心弹的内外流场特性,以及阻力系数变化曲线与最小阻力系数的空心弹气动外形。另外,分别对具有最小阻力系数的空心弹与常规空心弹的超声速流场进行了数值模拟,对比分析了二者流场结构的异同,数值验证了具有最小阻力系数弹型的减阻效果,可为相关研究提供参考。     

金属圆锥体对侵彻弹丸的导偏效果预测模型研究

研究射弹的运动姿态变化规律对攻击和防护都有十分重要的意义。研究了弹丸受到偏转力作用下的动力学过程,分析弹丸各运动参数的改变规律;深入分析弹丸撞击并侵彻金属圆锥体现象,建立了实心圆锥体对侵彻弹丸的导偏效果预测模型;分析比较空心金属圆锥体与实心金属圆锥体对弹丸导偏过程的差异,利用调整系数对实心圆锥体导偏效果预测模型进行修正,得到了空心圆锥体导偏效果预测模型;利用试验数据对空心圆锥体导偏效果预测模型进行了计算验证,结果表明吻合情况良好。     

空心侵彻弹侵彻金属靶板的细观损伤行为研究

本文研究了三种钢制截卵形空心侵彻弹侵彻45#钢板的细观损伤机制.靶道试验后对侵彻弹的细观观察结果表明:当侵彻弹以较低速度撞击靶板并保持弹体结构的完整时(发生小变形),其主要细观损伤控制机制为微孔洞机制;当侵彻弹以较高速度撞击靶板,在弹体头部或头部与弹身交接处发生大变形或断裂破坏时,绝热剪切损伤机制为其细观损伤机制.材料的绝热剪切敏感性是侵彻弹毁伤威力和变形破坏的主要细观控制参量.透射电镜(TEM)观察发现绝热剪切带为转变带,带内发生了动态再结晶转变.     

暴雨环境下的弹丸气动特性数值模拟

为了研究暴雨条件对弹丸气动性能的影响,本文采用计算流体力学方法对极端暴雨条件下的弹丸气动特性开展数值模拟,通过求解三维定常可压缩的Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型来计算流场,利用双向动量耦合的Eulerian-Lagrangian方法对流场中离散的雨滴粒子进行轨迹追踪,并考虑由于气流湍流引起雨滴粒子的随机扩散效应以及雨滴粒子与弹丸表面的相互作用,分析了攻角和液态含水量对M910弹丸和某120 mm迫弹气动参数的影响。研究结果表明,暴雨环境对两种弹丸的升力系数均有较大的影响,当马赫数为0.7时,M910弹丸升力系数最大下降了14.5%,120 mm迫弹升力系数最大下降了21.9%,并且影响程度随着攻角的增大而逐渐降低; 两种弹丸的阻力系数受暴雨影响较小; 由于尾翼的原因,暴雨对迫弹(尾翼弹)的影响程度高于M910弹丸(旋转弹); 弹丸表面形成的不均匀水膜层以及雨滴粒子碰撞导致弹丸边界的动量损失是影响弹丸气动性能的主要原因。     

不同头部形状弹体侵彻混凝土的试验研究

为研究弹体头部形状对侵彻性能的影响,对不同弹头部形状的弹体侵彻混泥土进行试验研究。设计平头型和卵形型2种不同类型的头部结构,基于DOP(depth of penetration)方法进行试验对比分析。结果表明：卵形结构弹体具有更好的侵彻性能,其稳定侵彻弹洞平直、弹道稳定、弹体结构抗弯刚度良好,卵形弹体头部越尖,侵彻性能越好。该研究可为弹体结构设计提供一定帮助。     

三角形截面弹丸的飞行性能研究

通过靶道试验对比,研究了三角截面杆弹和圆形截面弹的飞行性能.利用试验数据判读处理出弹丸的飞行速度降曲线和章动曲线,拟合得到弹芯的主要气动力和力矩系数,试验分析了三角形截面弹和圆形截面弹的气动特性和性能.研究结果表明,三角截面杆弹具有较小的阻力特性和较好的飞行稳定性;在低转速条件下,三角截面杆弹具有较强的马格努斯效应,抗干扰能力较差;三角截面杆弹相对于圆形截面弹具有较大的升阻比、较好的机动性,三角形截面可应用于有控弹箭的外形.     

空心弹体侵彻金属靶板的数值模拟和实验研究

采用动力有限元方法和弹道枪加载实验技术进行了两种材料 (35CrMnSi和贝氏体钢 )的空心弹体垂直侵彻A3金属靶板的对比研究 ,分析了弹、靶材料典型的宏观变形破坏过程和微观组织结构。实验结果表明 ,当撞击速度较低时 ,弹体头部发生镦粗变形 ;当撞击速度较高时 (80 4m/s、798m/s) ,两种材料的弹体头部则均有质量侵蚀现象 ,35CrMnSi侵蚀略少于贝氏体钢 ,弹体头部均有绝热剪切带出现 ;贝氏体钢可成为一种新型穿甲弹弹体材料     

弹带对高速旋转弹丸气动特性影响的数值模拟

为了研究弹带对高速旋转弹丸气动特性的影响,采用2阶Roe差分格式求解三维Navier-Stokes方程,湍流模型为SST k-ω模型。采用滑移网格技术处理弹体旋转引起的运动边界。以文献［6］进行风洞实验的155 mm无弹带弹丸为算例,数值计算结果与风洞实验数据吻合良好。分别对含弹带与无弹带弹丸在不同来流马赫数与攻角条件下的绕流场开展数值模拟,得到二者流场结构图谱及气动特性差异。分析结果表明：两种弹丸计算模型在弹带之前的压力分布基本一致,但弹带将诱导弹丸气动阻力面积增大,阻力系数有一定程度的升高,而且在弹带之后二者的压力分布差异较大;弹带因素对旋转弹丸气动特性的影响不可忽略。     

刻槽弹体旋转侵彻混凝土效应试验研究

为研究刻槽弹体旋转侵彻混凝土靶的侵彻性能,利用14.5 mm滑膛枪发射平台,进行了非旋转的卵形弹体与刻槽弹体侵彻砂浆混凝土靶试验研究,同时利用14.5 mm线膛枪发射平台,进行了旋转的卵形弹体和刻槽弹体侵彻砂浆混凝土靶和石灰石混凝土靶试验研究。两种发射平台对比试验结果表明：采用卵形弹体头部刻槽和旋转侵彻的方法,使对混凝土目标的破坏从单一的挤压破坏变为挤压与环向剪切联合作用的破坏模式,达到了减少轴向阻力和提高侵彻威力的作用;相比于砂浆混凝土靶,石灰石混凝土靶具有较强的抗侵彻能力。     

空心弹空气阻力特性计算与数值仿真

应用Fluent软件仿真空心弹典型设计方案简化模型的空气动力流场,得到了其阻力系数与马赫数的关系,运用Matlab软件数值求解空心弹外弹道质心运动微分方程组,得到了弹道顶点和落点诸元。将以上所得阻力系数和弹道诸元与公式计算结果进行对比表明：在来流马赫数为2.0~4.4时,无弹带结构的简化空心弹模型用两种方法所得外弹道诸元结果相差很小;弹丸头部前缘厚度在可信区间内对阻力系数影响较小,但弹带结构对阻力系数的影响较大;工程设计时,受弹带结构影响,某空心弹简化模型阻力系数计算公式不太适合于工程问题求解,此时应以数值仿真为佳。