反应装甲爆轰压力对穿甲弹运动速度的影响

文中研究了反应装甲爆轰产物压力对穿甲弹运动速度的影响。通过理论计算得到爆轰压力对穿甲弹的速度几乎没有影响．说明影响穿甲弹姿态及速度变化主要由反应装甲飞板和弹的碰撞造成的。     

读编往来

山东读者徐春伟问：穿甲弹穿甲后爆不爆炸？它是怎样杀伤乘员和毁伤仪表的？答：以坦克炮使用的稳定尾翼脱壳穿甲弹为例，其穿甲弹芯通常由密度大于钢一倍以上的钨、铀合金制成，不会爆炸。穿甲弹芯在穿装甲的过程中，动能迅速转变为热能，热能把金属破片加热至极高的温度，然后熔化的金属飞溅出去，长杆弹芯逐渐缩短，最后一段弹芯与装甲碎片一起飞进狭小的坦克舱内，杀伤人员、毁伤设备，甚至引燃、引爆弹药造成二次效应。     

剖艉翼稳定脱壳穿甲弹

穿甲弹是依靠自身动能穿透装甲硬目标的弹种，故又称动能弹，是主要的反坦克弹种之一。就穿甲弹的种类而言，有普通穿甲弹、次口径穿甲弹、旋转稳定脱壳穿甲弹和尾翼稳定脱壳穿甲弹。目前大中口径火炮配用的穿甲弹主要是尾翼稳定脱壳穿甲弹。     

贫铀穿甲弹头部参数对均质装甲侵彻能力的影响

试验结果表明，在弹形和质量基本相同的情况下，钨头铀体杆式穿甲弹比整体铀合金杆式穿甲弹穿透相同均质装甲的极限穿透速度要小。文中就此试验结果对铀合金杆式穿甲弹侵彻均质装甲的过程进行了分析，说明“钨头”在开坑阶段起到重要作用，为今后铀合金杆式穿甲弹的结构优化设计提供了一个新的技术叙径。     

弹芯尺寸对于反导穿甲弹引爆能力的影响

文中使用Autodyn-2D对穿甲弹冲击起爆导弹战斗部的过程进行了模拟,通过改变弹径、弹长和平头直径比并对不同工况进行分别计算,分析了以上因素对临界起爆速度的影响。利用分析结果设计了有利于引爆的220 g穿甲弹弹芯尺寸。设计结果为:弹径取16~18 mm,对应的弹长为49.1~62.2 mm。     

毁伤过程中弹板破坏机制的研究

研究了用93W?105模拟弹以1400m/s左右的速度侵彻四种回火状态的603、675、685钢装甲和弹体的破坏方式.研究过程发现,穿深、坑口和坑底直径都可以成为描述装甲钢抗弹性能的参数.另外坑口和坑底直径与材料抗弹性能有密切联系.研究中还发现,侵彻过程中钨合金穿甲弹发生了绝热剪切,绝热剪切产生的高温可以使钨发生融化并使装甲发生过烧.用钢穿甲弹进行实验,钢弹也出现绝热剪切,这证实侵彻过程中弹体受到的破坏主要是绝热剪切.     

玻璃纤维复合装甲抗侵彻性能数值模拟

为了研究玻璃纤维复合装甲在穿甲弹侵彻下的抗弹性能,根据某型坦克的首上装甲结构特点和其材料的抗弹特性,采用LS-DYNA数值仿真的方法,分析了不同着角下复合装甲的侵彻深度变化以及不同纤维层厚度下弹丸的速度变化、能量损失情况,发现玻璃纤维层厚度为16 mm时,该复合装甲抗弹效果最佳,着角大于20°则无法击穿复合靶板。拟合出侵彻深度随着角的变化曲线; 采用水平等效密度的方法计算出了该装甲的抗弹能力,得出了该装甲的抗弹性能相当于150均质装甲钢,可以为其他装甲结构的设计提供支撑。     

轻型陶瓷复合装甲结构研究进展

针对轻型装甲车辆所受主要威胁,综述了抗小型穿甲弹(APP)和高速破片轻型陶瓷复合装甲的结构、抗弹机理和抗弹性能。详细讨论了双层陶瓷复合装甲的材料与厚度匹配、粘结层的厚度与强度和存在的主要问题;简要介绍了轻型陶瓷复合装甲的新结构和新材料,建议加强陶瓷复合靶板的边界效应、抗多次打击能力和功能梯度材料(FGM)以及金属封装陶瓷复合装甲的研究。     

钨合金穿甲弹侵彻装甲反向喷溅金属流的性态

通过解剖钨合金穿甲模拟弹侵彻装甲钢时在装甲钢中留下的弹坑发现 ,当装甲是 2 0 0℃回火态时 ,弹坑坑口直径大于弹杆直径 ,弹坑内没有留下反向喷溅金属流的残留物 ;当装甲是 4 70℃回火态时 ,在坑口附近出现反向喷溅金属流的堆积物。由于出现这些堆积物使坑口直径小于弹体直径。坑口附近的堆积物曾是熔化了的装甲 ,在堆积物中还有没有熔化、呈块状的装甲颗粒 ,在堆积物中没有钨或钨合金的痕迹。这些结果表明 ,侵彻过程中穿甲弹的挤压是将装甲液体化 ,凿是将装甲凿成颗粒 ,使其成为反向喷溅的金属流 ,即液态金属和颗粒的混合物     

穿甲弹打击双层防护甲板数值模拟计算

介绍了ANSYS／LS-DYNA程序的特点，并应用ANSYS／LS-DYNA分析技术对穿甲弹打击双层均质防护甲板进行了数值分析，得到了穿甲弹打击防护甲板后靶弹的变形和应力图，同时还获取了穿甲弹打击防护甲板后的速度、加速度变化曲线和规律，为硬目标打击引信设计中的参数优化及抗高过载加速度传感器的选择提供了理论依据。     

爆炸式反应装甲对长杆体侵彻的干扰作用

根据爆炸式反应装甲与长杆体相互作用的物理现象,研究了反应装甲干扰长杆体侵彻主装甲的机理,建立了长杆体与爆炸式反应装甲相互作用的理论模型.采用长杆体斜侵彻半无限靶板的分析模型,计算出杆体对主装甲的侵深和最终行程.实验研究表明,采用本模型计算的侵深和行程与实验结果基本一致.影响反应装甲对长杆体干扰的主要因素有反应装甲厚度、弹着点位置以及杆体直径.     

环形及线形聚能装药侵彻体对长杆式穿甲弹穿甲过程干扰的试验和数值模拟

为进一步提高聚能型爆炸反应装甲防护性能,增强坦克在战场上的生存能力,设计一种以环形聚能装药结构为基本结构的新型爆炸反应装甲,来拦截高速长杆式穿甲弹（简称长杆弹）。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对环形爆炸成型结构干扰钨合金长杆弹穿甲过程进行数值模拟,分析了环形爆炸成型侵彻体成型过程及干扰长杆弹穿甲过程机理。在相同条件下,与线形爆炸侵彻体干扰长杆弹穿甲过程进行了对比。结果表明：环形聚能装药结构爆炸成型侵彻体具备更高的防御性能,长杆弹有效侵彻深度与线形装药结构相比降低32.5%,弹坑长度增加10.4%,且在环形爆炸侵彻体干扰下长杆弹弹杆断裂、偏航;模拟结果与试验结果吻合良好。     

带装甲钢背板的钢纤维混凝土靶抗侵彻试验及数值模拟研究

为了研究钢纤维混凝土抗侵彻性能,对带装甲钢背板的高强度钢纤维混凝土靶进行12.7 mm 穿甲弹、长杆弹高速撞击侵彻试验。根据背靶侵彻深度试验结果,采用防护系数评估复合靶的抗侵彻性能。采用细观离散元模型Lattice Discrete Particle Model、弹塑性模型和Johnson-Cook屈服准则分别描述钢纤维混凝土、弹体和装甲钢靶的材料力学响应,建立了混凝土侵彻问题的有限元-离散元耦合数值仿真模型。通过对比钢纤维混凝土破坏形态和背靶侵彻深度,验证仿真模型对于钢纤维混凝土侵彻问题的适用性。针对3种代表性侵彻工况,模拟分析复合靶间隙以及钢纤维含量对于侵彻响应的影响。仿真结果表明：相比含间隙的复合靶,无间隙的约束条件能够明显减小背靶侵彻深度;钢纤维含量对于背靶侵彻深度几乎没有影响而对混凝土靶破坏形态有较大影响。进一步仿真分析12.7 mm穿甲弹贯穿钢纤维混凝土靶板响应影响因素,得到：圆柱靶直径大于30倍弹径时, 弹体贯穿出靶速度趋于收敛;随着靶体厚度增小,剩余速度与撞击速度趋近于线性关系。     

简易被帽结构弹丸的穿甲性能研究

针对穿甲弹侵彻时的性能问题,给出一种简易被帽设计方法。描述低速穿甲跳弹的基本因素,阐述简易 被帽结构的设计原理,介绍对倾斜穿甲性能的影响,通过合理设置预分离截面大小,从而增大倾斜穿甲角度。采用 数值分析和飞行试验进行验证,结果表明：该方法可避免倾斜穿甲时弹丸跳弹和保护弹体主体侵彻结构在碰击目标 时不破碎,提升了弹丸约10%的穿甲能力。     

基于发射装药技术提高穿甲弹初速研究

针对目前现役坦克炮配备的穿甲弹难以击穿未来主战坦克装甲的现实,从大口径火炮发射装药角度,研究分析了采用高能发射药、提高装填密度、设计合理的发射药几何形状、采用温度补偿技术、探索随行装药技术、研究相适应的点传火方式等提高穿甲弹初速的有效途径。     

Tc复合弹对陶瓷/A3钢复合靶穿甲效应的试验研究

为提高弹丸对陶瓷复合装甲的侵彻威力,在30 mm制式弹弹头部采用增韧Tc材料,并与制式弹进行对比。采用DOP试验方法,结合冲击动力学理论和陶瓷材料特性,研究了2种不同结构弹丸对陶瓷/A3钢复合靶的穿甲效应,重点分析对比弹头材料、结构对陶瓷/A3钢复合靶的穿甲效应的影响。在相同条件下,对制式弹和Tc复合弹对A3钢板的侵彻孔径、深度,以及侵彻后弹芯剩余质量进行了对比分析。采用ANSYS/LS-DYNA进行模拟仿真,模拟结果与试验结果基本吻合,结合仿真结果,从弹芯剩余质量上对弹丸的侵彻能力进一步分析,Tc复合弹对弹芯保护的效果明显,为陶瓷材料应用于其他战斗部提供依据。     

陶瓷复合装甲抗14.5mm穿燃弹侵彻性能

大口径反装甲杀伤武器在战场上发挥着越来越重要的作用,对装甲材料和结构设计提出了更高要求.为探究陶瓷复合装甲在14.5 mm穿燃弹侵彻作用下的抗弹机理与抗弹性能,设计一种铺层顺序为陶瓷/纤维/金属/柔性芯材/金属的复合装甲结构,采用试验研究方法分析厚度匹配、底板材料和柔性芯材3个因素对其抗弹性能的影响.结果表明:陶瓷面板...     

不同厚度比陶瓷/金属复合装甲抗弹性能

为支撑陶瓷复合装甲的结构设计,研究不同厚度比陶瓷/金属复合装甲的弹道防护性能。通过陶瓷/金属复合结构抗侵彻性能弹道实验及数值模拟研究,完成有限元-光滑粒子流体动力学耦合计算模型的校验;模拟长杆弹撞击陶瓷复合装甲过程,分析装甲陶瓷与金属背板厚度比对界面击溃效应影响,获取不同厚度比陶瓷/金属复合装甲抗弹性能。研究结果表明：陶瓷复合装甲存在两种主要防护机制;当弹体速度小于1 000 m/s,随着陶瓷厚度从15 mm增加至25 mm,复合装甲的界面击溃驻留时间能够提高一倍以上,期间弹体耗能最高可达50%;当弹体速度大于1 000 m/s时,侵彻阶段的耗能占据弹体动能损失的主导,期间最高耗能可达85%;当金属与陶瓷的厚度比为2∶1时,复合结构使弹体具有较长的界面驻留时间,并实现较高的弹道防护效能。     

穿甲弹结构设计与侵彻性能仿真研究

基于杆式穿甲弹弹头形状对子弹穿甲效果的影响,设计了一种弹头结构为多层片状穿甲块和穿甲环结合的穿甲弹。应用LS-DYNA非线性有限元分析软件,对其侵彻三层间隔靶板的情形进行了数值仿真。通过在不同速度下的仿真发现,该子弹能够适应较宽的速度范围,弹头结构可以降低压缩应力波的强度,在侵彻第一层靶板时弹体得到了较好的保护。同时子弹姿态稳定,降低了弹体的跳飞趋势。计算结果为弹体结构优化设计提供了重要依据。