活性材料的发展及应用

活性材料由于其独特的侵爆联合毁伤增强效应,成为当前高效毁伤领域的前沿热点研究方向。随着技术的发展,活性材料的配方越来越多元化,制造工艺也越来越成熟,可制成活性破片、活性药型罩等,实现了在武器弹药上的应用。同时,活性材料的性能、起爆机理、能量释放等研究也越来越透彻,以期能够在武器弹药上实现更为广泛的应用,达到毁伤可调。介绍了活性材料的发展包括丁方、工艺、起爆机理等,并探讨了其基武器弹药上的应用。     

防空反导活性破片前沿技术研究综述

活性破片不仅具有传统的动能杀伤,还具有爆炸或者燃烧的化学毁伤效应杀伤.主要从材料配方工艺研究、作用机理分析以及毁伤效应评估三个方面对活性破片进行了综述.由于活性破片相比惰性破片具有更大的毁伤效果,因此,活性破片是今后防空反导战斗部应用发展的趋势.     

高密度活性材料及其毁伤效应进展研究

对高密度活性材料的毁伤作用机理进行介绍,重点从制备工艺和性能特点两个方面概述高密度活性材料的研究现状,进一步对高密度活性材料潜在的毁伤效能进行分析,展望了高密度活性材料的发展趋势及其应用前景。     

高密度活性材料及其毁伤效应进展研究

对高密度活性材料的毁伤作用机理进行介绍,重点从制备工艺和性能特点两个方面概述高密度活性材料的研究现状,进一步对高密度活性材料潜在的毁伤效能进行分析,展望了高密度活性材料的发展趋势及其应用前景。     

高速动能破片和包覆活性材料对屏蔽装药的串联毁伤效应

高速动能破片和包覆活性材料破片串联战斗部兼具高速侵彻毁伤效应及化学能毁伤效应,为研究其对屏蔽装药的串联冲击毁伤行为,建立了高速动能破片和包覆活性材料撞击屏蔽装药的冲击动力学模型,结合活性材料激发理论以及屏蔽装药起爆判据计算分析了高速动能破片和包覆活性材料对屏蔽装药的冲击毁伤行为.基于2D-Autodyn平台对高速动能破片和包覆活性材料冲击屏蔽装药过程进行了数值模拟.对比验证了理论计算和数值模拟的一致性,结合理论分析和数值模拟结果讨论了影响屏蔽装药毁伤的主要因素、可能存在的毁伤模式和各毁伤模式之间的转变条件.结果表明:高速动能破片和包覆活性材料对屏蔽装药作用主要存在前段侵彻冲击引爆模式(Ⅰ)、主体段侵彻冲击引爆模式(Ⅱ)、活性材料未反应且侵彻未引爆模式(Ⅲ)、活性材料反应增强引爆模式(Ⅳ)及活性材料反应未引爆模式(Ⅴ)等五种毁伤模式;在材料和结构一定的情况下,撞击速度和屏蔽厚度是影响毁伤模式的主要因素;所建立的理论模型可较好地预测上述毁伤模式.     

氟聚物基活性材料释能及毁伤特性研究进展

氟聚物基活性材料是一种具有冲击反应释能特性的新型材料,在军事领域具有广泛的应用前景。为掌握氟聚物基活性材料的释能与毁伤特性,推进其在高效毁伤战斗部中的应用,研究梳理了氟聚物基活性材料冲击释能反应行为以及引燃引爆、侵爆耦合毁伤效应的研究现状,着重介绍了分离式霍普金森压杆实验、准密闭弹道实验和爆炸加载实验等在释能特性方面的研究进展;毁伤特性方面整理了反应弹丸、破片及反应射流的相关研究进展,重点说明了氟聚物基活性材料在聚能装药中的应用设计和反应射流成型的研究成果,及相关的反应模型和数值仿真的研究。在此基础上,讨论了未来研究方向：建立系统性反应模型与仿真方法;通过配方、工艺等参数对其性能进行调控;释能反应观测表征技术的创新与探索以及工程应用设计等。     

活性复合射流侵彻多层间隔靶毁伤行为

为研究活性复合罩聚能装药对目标靶后毁伤效应，开展活性复合射流作用多层间隔靶侵彻与爆炸联合毁伤性能研究。采用实验、数值模拟和理论相结合的方法，对活性复合射流侵彻多层间隔靶的毁伤行为及机理进行探究。实验结果表明，对于给定的活性复合罩聚能装药结构，与活性-铜射流相比，活性-钛射流在钢锭上形成的侵孔直径更大，穿透一定厚度钢靶后可造成后效间隔铝板严重变形甚至撕裂。基于活性复合射流对多层间隔靶的侵爆时序联合毁伤行为，建立后效铝板爆裂毁伤分析模型。仿真结果表明：铝板上的破裂孔面积与随进活性材料有效质量和动能侵孔半径均呈正相关，但二者中活性材料有效质量对其影响更显著；基于实验和数值模拟所获取的经验参数，模型可进一步预测不同活性材料有效质量、动能侵孔和靶板厚度下后效铝板爆裂毁伤面积。     

活性破片撞击油箱毁伤行为与机理

为分析活性破片动能与化学能耦合作用下的引燃毁伤行为,开展活性破片作用油箱毁伤效应研究。采用实验与理论分析相结合的方法,对活性破片作用于不同注油量油箱典型毁伤模式及毁伤机理进行探究。实验结果表明：活性破片作用于非满油油箱时,806~1 331 m/s速度下活性破片均引发油箱内油气层闪燃,但液体燃油均未发生持续燃烧;活性破片作用于满油油箱时,若撞击速度从855 m/s增加至1 225 m/s,则典型毁伤模式依次为油箱穿孔、焊缝开裂、泄漏燃烧和解体燃烧。基于实验结果与活性材料冲击响应特性,揭示了活性破片作用油箱毁伤机理;结合活性材料能量释放特性,建立了满油油箱结构失效分析模型,模型结果与实验结果吻合较好。     

头部含能杆入水穿靶释能特性

目前,高速射弹入水冲击效应和活性材料都是水中兵器和高效毁伤技术研究的热点。为验证将二者结合应用于反鱼雷、反水雷、反潜艇等以实现高效毁伤水中目标的设想,对某活性材料进行入水冲击实验,并设计出一种头部带有活性材料的含能杆实验件及水中模拟目标进行入水穿靶实验。实验结果表明,单独的小质量活性材料以及头部含能杆在空气介质下的2倍音速范围内冲击入水时,在侵水过程中活性材料均不产生可观测的释能反应现象;若活性材料在撞水前发生释能反应,侵水过程中也会因压力迅速降低、热量快速流失等原因导致反应难以持续;当含能杆入水后继续侵水并撞击穿透模拟目标壳体后,活性材料在模拟目标内部发生类爆轰反应,产生增强毁伤效果。实验验证了将活性材料复合安装于动能杆头部用于攻击水中目标的可行性,为发展水中高毁伤性兵器提供了研究思路。     

毁伤增强型活性弹丸技术

毁伤增强型活性弹丸是一种由活性材料作为重要组成成分的新型弹丸,这种弹丸在碰撞或侵彻目标时,活性材料发生化学反应释放出较高的热量或发生爆炸,能够对目标产生比传统惰性弹丸更显著的毁伤效果,已成为目前高效毁伤技术领域的研究热点和重要发展方向。综述了国内外活性子弹、活性破片、活性聚能弹丸等典型的活性弹丸毁伤增强效应及特点,总结了其设计及应用情况、关键技术瓶颈及发展趋势。