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.     

定向战斗部起爆系统

可通过炸药使战斗部变形成定向聚能形，从而达晨目标方向的选择瞄准。在战斗部周围围绕着与其长度相同的２４个炸药形装药。近炸引信将选择２４个装药中的一个区域作为定向瞄准。一但选择了区域方位，该区域及邻近两个区域的形成装药将同时起爆。     

影响鱼雷定向战斗部威力的偏心起爆仿真与试验

定向起爆技术可大幅提高鱼雷战斗部的能量利用率,加大对大中型舰船目标的毁伤。基于此,对重型鱼雷定向战斗部缩比样机在3种不同起爆方式下,在相同测点处的冲击波超压进行仿真计算和试验测试,结果表明,战斗部3点偏心起爆方式产生的冲击波超压在一定范围内,在目标方向上较中心起爆方式有所增强,偏心距愈大,冲击波超压增强幅度愈大。因此,3点偏心起爆可作为重型鱼雷定向战斗部优先选择的起爆方式。该文的研究将为优化重型鱼雷战斗部设计提供参考。     

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°。     

水下战斗部定向起爆方式与威力场关系仿真研究

由于水中兵器战斗部采用不同的定向起爆方式时将产生不同的爆炸威力场,为了寻求一种能获得较大定向能量增益以及较大定向能量增益区域的定向起爆方式,文中通过仿真软件AUTODYN建立了水中兵器战斗部采用几种典型的定向起爆方式时在水中爆炸的仿真模型,并对其不同定向起爆方式下的爆炸威力场参数进行了仿真计算与对比分析,得出了不同定向起爆方式与爆炸威力场的对应关系,并结合理论分析与工程实际应用,提出了一种切实可行且相对较优的定向起爆方案。     

基于微元法的偏心起爆战斗部破片初速计算方法

破片在目标方向上的初速分布是评估定向战斗部威力的重要因素之一,为此对偏心双线起爆下战斗部定向侧全域破片的初速计算方法以及相较于中心起爆的动能增益进行了研究。基于微元思想推导了定向侧周向不同位置处破片初速的计算方法,开展了战斗部静爆试验,并将实验结果与理论计算进行对比,同时结合战斗部数值模拟结果对轴向速度修正函数进行了拟合,依据现有研究对算法普适性进行了验证。结果表明：所提出公式适用于偏心双线起爆战斗部,理论计算与试验结果间的误差不超过4.8%,计算结果符合实际情况;拟合所得修正函数可对轴向不同方位破片的飞散初速进行预估;在战斗部参数变化时算法仍具有较好的普适性,计算误差小于7.11%;与中心起爆相比,采用夹角为60°的偏心双线起爆模式可使定向侧中心-30°~30°范围内破片总动能增加34.9%。     

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%。     

偏心起爆定向战斗部增益试验分析

通过试验将多点同时偏心起爆与中心起爆战斗部结果进行比对,从密度和速度方面对偏心起爆定向战斗部增益进行了分析。结果显示:在研究的径向30°、60°、90°范围内,增益效果均较明显,对质量与体积受约束的战斗部而言,偏心起爆定向战斗部能大幅度提高战斗部的毁伤威力,实现对导弹及飞机类目标的高效毁伤。     

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.     

定向战斗部最佳起爆延迟时间及起爆方位变化特性研究

建立了空间交会条件下定向战斗部最佳起爆延迟时间和起爆方位变化的计算模型,通过仿真计算对空空导弹弹目交会特性进行了分析。研究表明,在最佳起焊延迟时间段,目标方位可能发生象限变化,定向引战系统必须根据此变化调整起爆方位。     

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。     

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...     

聚焦式钨球定向战斗部设计仿真研究

为提高反卫星武器的毁伤能力,提出聚焦式钨球定向战斗部的设计方案。结合理论分析、数值模拟方 法,分析单层、双层、三层钨球定向式杀伤战斗部的作用机理,利用Matlab 软件对模拟结果进行分析并计算破片群 在100 m 处的分布形状、密度和分布空间;通过计算钨球毁伤概率,综合分析得出双层排列定向战斗部毁伤效果最 佳。结果表明,该方案对空间武器战斗部设计有一定指导意义。     

双聚焦式破片战斗部不同起爆方式的数值模拟研究

针对某结构双聚焦战斗部的爆轰驱动特性进行了仿真研究。利用DYNA3D有限元程序,模拟计算了单点、两点和三点起爆方式下的爆轰波传播过程、壳体驱动及破片的飞散特性参数。模拟结果表明,两点起爆方案得到的两个战斗部聚焦带(-17°、-14°)和(14°、17°)内集中的破片数目最多,占总破片数的43.09％,双聚焦效果最优。     

面对称结构战斗部破片特性能量分析方法

为获得面对称结构战斗部的破片初速分布规律,基于能量分析的方法,针对棱柱型结构战斗部在内爆加载下的动态响应开展研究.采用修正的Hamilton原理,提出了一种求解面对称战斗部破片飞散特性的工程计算方法.计算结果与试验结果吻合较好,总体分布趋势基本一致,为提高飞行器作战性能提供了重要的理论依据.     

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。     

基于战斗部微圆柱分析的破片飞散特性研究

基于战斗部的微圆柱方法分析了一端起爆情况下爆轰波对破片微元的驱动飞散机理。通过联合同样基于战斗部微圆柱的破片初速端部修正方法,得到了一种基于微圆柱的破片飞散方向沿战斗部轴线分布的计算方法。并基于扇形靶板及经纬度试验测试分析方法,开展了战斗部破片飞散方向的试验研究。验证了该基于微圆柱的战斗部破片飞散方向计算方法的准确性。破片飞散特性研究对于深入开展战斗部破片飞散方向的控制与应用研究提供了重要的参考依据。     

遭毁伤聚能战斗部射流成型行为

针对遭毁伤聚能装药射流成型行为及其终点效应问题,采用AUTODYN-3D软件研究了侵孔位置、侵孔深度和侵孔直径对射流径向速度及其侵彻能力的影响特性。结果表明:侵孔导致射流径向速度明显增大且射流偏离轴线甚至提前断裂形成碎片,严重降低了其对靶板的侵彻能力,同等条件下,侵孔直径d=0.278倍装药直径的聚能装药比完好聚能装药对靶板侵深降低了24%;射流径向偏移速度主要受侵孔位置和侵孔直径的影响,随着侵孔到药型罩顶距离的减小,射流径向速度显著增大,同时对靶板侵彻深度也越小,x=0倍装药直径时,射流径向速度达19.0 m·s~(-1);射流径向速度随侵孔直径的增大而显著增大,d=0.278倍装药直径时,射流径向速度达41.1 m·s~(-1)。