钢球侵彻明胶靶标相似性分析

为了描述杀伤元直径与受损目标的最大瞬时空腔直径之间的关系,采用量纲分析方法建立了钢球侵彻明胶的相似模型,分析了钢球侵彻明胶造成的瞬时空腔的最大直径的相似律,得到了一套基于相似理论的缩比实验方法及瞬时空腔最大直径的预测公式。采用不同直径的钢球对明胶靶标进行了侵彻创伤实验,结果表明,在特定情况下,该文提出的缩比实验方法及瞬时空腔最大直径的预测公式具有高的预测精度。     

基于X光摄影的轻武器杀伤元侵彻明胶效应研究

为研究轻武器杀伤元侵彻明胶效应,诸如靶标后的弹道轨迹和瞬时空腔,利用X光摄影法进行正交拍摄以获得2维图像,并采用加装视场光阑的方法解决了实验过程中X光图像发生的正交干扰问题.X光正交拍摄轻武器杀伤元侵彻靶标的实验结果表明,加装视场光阑的方法可以获得画质良好的图像.根据实验拍摄到的明胶空腔的图像,分析了杀伤元侵彻明胶的侵彻效应.实验结果表明,同一发弹丸在靶标后挡板上撞击产生了近似圆形和长锥形的2个痕迹.     

步枪弹侵彻明胶靶标的数值模拟

为更好揭示步枪弹与明胶的相互作用过程及作用机理,采用显式有限元方法对侵彻过程进行了数值模拟,通过与实验数据对比验证了模型的有效性和准确性。对弹头在明胶中的受力、明胶中等效应力分布及入射攻角对明胶创伤效应的影响进行了分析。数值结果表明：在窄伤道段明胶阻力增长缓慢,随着弹头的迅速翻滚明胶阻力急剧增长,并导致弹头破碎;明胶中的最大等效应力层始终分布在瞬时空腔的内壁,随着空腔膨胀其影响区域不断扩大,并导致空腔内壁的明胶单元破坏失效;攻角的微小变化对弹头在明胶中的翻滚位置及速度衰减规律影响较大,但随着攻角的增加这种影响逐渐减弱。     

弹丸侵彻明胶靶标的毁伤参数获取方法

为准确获取枪弹对明胶靶标的毁伤参数,采用基于改进型自适应均值滤波、二值化轮廓跟踪法的数字图像预处理技术,实现了被侵彻明胶靶标正交图像的空腔轮廓线提取; 采用基于去除伪轮廓线、多项式拟合、切线斜率差去尖角、椭圆截面法的三维建模技术,建立了毁伤空腔模型。以高速摄影系统拍摄的弹丸侵彻明胶靶标图像为实例,对模型进行了验证,计算出了3个重要毁伤参数,即弹丸侵彻最大瞬时空腔体积、窄伤道长度、动能传递量,为枪械杀伤效能评估研究提供了一种可行方法。     

基于球形杀伤元运动特性的明胶靶标标定方法研究

为研究使用明胶靶标对杀伤元进行杀伤威力评估的工程方法,分析明胶靶标的材料力学性能,在实验研究的基础上,结合瞬态动力分析软件对球形杀伤元在明胶介质中的运动规律进行了分析研究。研究结果表明：在使用明胶靶标进行威力实验前,应对靶标材料特性进行标定;球形杀伤元在明胶介质中高速运动时会产生空腔现象,最大空腔直径会随着侵彻深度的增加而增大,杀伤元的速度、阻力均以指数形式衰减;杀伤元以中高速（300～1 000 m/s）侵彻明胶靶标时,可将明胶靶标简化为流体模型。通过实例分析、计算,建立了速度与位移的数学关系,确定了明胶靶标的标定方法。研究结果可为杀伤元威力评估和明胶靶标标定提供参考。     

典型靶后破片对明胶毁伤的数值模拟

借助ANSYS/LS-DYNA软件,采用Lagrange算法对4.8mm球形破片侵彻明胶靶标进行了数值模拟研究,将计算结果同相应的试验结果进行了比较,二者符合得很好,验证了数值模拟方法的正确性及有效性。在此基础上分析了聚能装药侵彻装甲靶板靶后破片形状、破片质量、破片速度对明胶靶标最大瞬时空腔直径和侵彻深度的影响规律,并以明胶靶标最大瞬时空腔直径和侵彻深度为指标,应用正交设计方法分析了破片形状、破片质量、破片速度3因素对指标的影响主次关系。研究表明:破片质量是影响明胶靶标最大瞬时空腔直径及侵彻深度的主要因素。     

电击武器作用生物体与含盐明胶模拟靶的相似性

建立适用于电击武器评估的标准的非生物模拟靶有利于消除生物个体差异,对于准确评价电击武器性能并确保其使用安全性具有重要意义。测试了电击武器对生猪的输出特性,验证了生物体的电容性阻抗特性;基于成分相似、作用体积相近及含盐量调整,试制了含盐0.1%、0.2%、0.4%的明胶模拟靶,通过电击明胶靶实验发现含盐明胶靶等效阻抗曲线与生物体相似,并存在与电击加载频率相关的分段阻抗特性。研究结果表明：0.1%含盐量的靶标与生物体相比,在输出电流方面的误差不超过7.72%,在输出电压、输出电流与等效负载电阻方面的误差都不超过25.63%,与生物体相似性最好。     

典型小口径枪弹侵彻明胶压力波特性实验研究

为了研究典型小口径枪弹侵彻明胶时所产生压力波的传播特性,实验采用4℃,10%浓度配比,尺寸为30cm×30cm×30cm的明胶靶标。利用高速摄影和压力测试系统同步测试,获得了某5.56mm步枪弹在100m射距下侵彻明胶块的高速摄影图像和压力波曲线,揭示了小口径枪弹侵彻明胶过程中所产生的压力变化特性,结果表明,弹丸在高速侵彻明胶过程中失稳、能量瞬间转换产生了对人体致伤起重要作用的峰值压力和瞬时空腔,其后伴随着空腔的膨胀和收缩产生了脉动压力峰值。     

手枪弹对带软防护的明胶靶标侵彻机理与实验研究

为揭示杀伤元与有防护目标的相互作用机理,基于弹头侵彻防护特点,分析手枪弹侵彻时软防护破坏形式。结合高应变率下超高分子量聚乙烯纤维本构模型,并引入明胶弹性模型,建立手枪弹侵彻带软防护的明胶靶标运动模型。选取9 mm全铜弹（均一硬质结构）和92式5.8 mm手枪弹（钢芯铅柱被甲结构）为杀伤元,对运动模型进行数值计算和实验验证。结果表明,该运动模型能够准确描述手枪弹侵彻带防护的明胶靶标运动过程,可为有防护目标杀伤机理和防护性能研究提供理论参考。     

步枪弹对带软硬复合防护明胶靶标的侵彻机制研究

为研究步枪弹对带软硬复合防护明胶靶标的侵彻机制,采用有限元分析软件ANSYS/ LS-DYNA建立步枪弹侵彻复合靶标的数值模型。通过该模型模拟了侵彻过程中的钝性冲击现象和明胶瞬态响应,并进行了试验验证。研究结果表明：步枪弹侵彻陶瓷板过程中消耗了弹头大部分能量;明胶内瞬时空腔呈现椭球形基本形态,空腔最大凹陷深度和膨胀速度分别为25.6 mm和35.7 m/s;压力波在明胶内以球面波形式向外传播,在弹着点处峰值压力最大,且压力幅值随着传播距离的增大而不断减小;弹头速度先有一段明显的下降过程,而加速度绝对值则先增大,随后它们都逐渐衰减至0 m/s和0 m/s²;陶瓷板的破坏主要是由拉应力和压应力的反复作用造成的;数值计算结果与试验结果的一致性较好,验证了数值模拟模型的准确性。     

目标发现概率测量研究

运用目标发现概率理论、发现识别目标的心理物理试验规律和双目偏光能见度测量仪原理，建立了白昼静态单个目标发现概率的测量模型。野外测量试验结果表明，目标发现概率的测量原理正确，测量方法可行。从而为定量评价目标的探测水平提供了一种简便可靠的方法。     

无线电引信近场目标特性研究

阻无线电引信近炸、碰炸的自适应控制为应用背景，建立了目标近场散射特性模型，旨在得出引信处于目标电磁散射近区时，近炸和碰炸情况下的多普勒信号及其频谱的变化规律。针对连续波多普勒体制引信，讨论了点目标情况多普勒信号以及频谱的变化规律，进而研究多点目标，给出了多点目标回波信号以及多普勒频率的仿真结果。采用物理光学法和物理绕射法建立体目标的散射特性模型，并给出了多普勒频谱特性分析方法。     

水下目标爆炸毁伤时战斗部相似律仿真与试验

在进行水中兵器战斗部对目标的爆炸毁伤试验时,为了确定能否由缩比战斗部对目标的毁伤效应推广预测原型战斗部,根据相似理论首先确立了战斗部尺寸、冲击波测点距离以及靶板距离采用相同缩比时的几种研究模型,然后通过数值仿真结合水下爆炸试验测试的方法,计算了冲击波压力与靶板应变,并进行了比较分析。结果表明,各研究模型的仿真结果与试验结果吻合较好,各模型对应的冲击波压力与靶板应变之间的偏差都很小,说明满足相似律的缩比模型能够预测原型战斗部对水下目标的爆炸毁伤特性。本文结论为战斗部水下爆炸的威力评估提供了依据。     

旋转弹头水平入水空泡及弹道的实验研究

利用数字式高速录像机实验研究了头部为半球形的弹头与手枪普通制式弹头在两个水深、6种速度下水平入水时的空泡及弹道特征。实验结果表明,弹头形状对弹头空泡与入水弹道的稳定性有着重要影响。半球形弹头表现出较好的弹道稳定性,而普通制式弹头的弹道不稳定,呈现出特有的藕节形空泡。在一定的速度范围内,弹头入水的速度衰减规律具有一定的相似性,表现出极强的速度衰减特性。建立了弹头水中速度衰减规律的数学预报模型,并与实验结果进行了比较,理论与实验结果符合得较好。     

低速陶瓷球侵彻明胶研究

为研究低速陶瓷球侵彻明胶运动规律,通过试验和数值模拟方法,测量了不同直径陶瓷球的冲击速度和侵彻明胶深度; 采用能量守恒模型,计算球形破片侵彻明胶深度; 结合试验结果与理论结果进行验证计算。研究发现:对于球形破片侵彻明胶,利用该文的理论分析模型计算出的侵彻深度与试验结果吻合较好; 基于理论模型的可靠性,发现低速陶瓷球侵彻明胶,其直径是影响侵彻深度的主要因素; 将陶瓷球、钨球、钢球的侵彻能力进行对比,综合考虑侵彻深度和最大空腔半径,结果表明陶瓷球更适合作为毁伤元。     

12.7mm穿燃弹对Q235半无限厚靶板的侵彻行为

针对12.7 mm穿燃弹对半无限厚均质各向同性软钢靶的侵彻行为,采用12.7 mm弹道枪进行了多发垂直侵彻Q235半无限钢靶的弹道试验.试验结果表明:12.7 mm穿燃弹对Q235半无限钢靶的侵彻过程中弹芯无明显变形,表现为刚性侵彻,侵彻深度与弹芯的着靶动能呈线性关系.利用LS-DYNA有限元软件对12.7 mm穿燃弹...     

水下微分对策协同拦截制导策略

为提高对未知目标的拦截能力,基于博弈理论,研究了一种由水下拦截器和我方舰艇协同防卫来袭目标的微分制导策略。该策略在三方对策关系基础上,结合视线指令构造协同约束,建立三方自导约束模型,以终端脱靶量和最小能量为性能指标进行协同对策制导律设计。利用伴随原理解决终端问题方法导出具有反馈控制的“零效脱靶量”,并以滚动时域法对制导参数进行实时预测。通过对可捕获条件下不同制导方式来袭目标的拦截仿真表明：在相同条件下,该制导策略弹道性能良好,不受目标机动形式的限制,具有较强的鲁棒性和稳定性。