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。     

爆炸变形式定向战斗部的数值仿真研究

用二维FCM、EPIC－2D与三维DYNA－3D非定常弹塑性流体力学程序，仿真研究了在爆炸变形式定向战斗部中成形与定向药非对称、非同步起爆条件下的起爆延时，安全隔爆，爆轰驱动壳成形，破片的抛射控制与定向增益等技术关键问题；从理论上论证了利用爆炸变形的定向驱动原理解决破片沿周向定向增益难题的可行性；给出了应用该原理设计战斗部时应遵循的原则。     

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.     

杀伤爆破战斗部起爆方式对地面目标杀伤威力的影响

为提高杀伤爆破（简称杀爆）战斗部对地面目标的毁伤威力,利用靶场静爆试验和数值模拟方法开展了序贯起爆网络下的定向战斗部威力研究。基于LS-DYNA有限元程序分析不同起爆方式下杀爆战斗部的破片飞散规律,编写C语言程序获得有效破片落地时的分布密度和能量分布,结合毁伤概率法计算战斗部在落角、落速、落高不同运动参数下的有效毁伤面积。研究结果表明：偏心两线和偏心三线序贯起爆在定向方向的速度增益为20.3%、19.8%,序贯起爆可有效改善破片的飞散角,提高破片的落地动能和密度,进一步提高战斗部毁伤面积;偏心两线序贯起爆时战斗部的毁伤效能最高,有效毁伤面积增益最高可达809.1%;该毁伤面积计算方法可较好地反映出破片密度和动能对毁伤效能的影响,为不同起爆方式下杀爆战斗部的毁伤评估提供参考。     

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。     

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威力研究

为研究偏心起爆定向战斗部毁伤威力,推导了偏心起爆点对侧延长线附近有限角度内应用的偏心起爆破片初速公式,并设计钨柱和钨球两种预制破片偏心起爆定向战斗部进行了试验验证。结果表明,所推导公式可用于偏心起爆定向战斗部计算。设计的偏心起爆战斗部的速度增益,钨柱破片为10.9%,钨球破片为19.8%。钨球破片初速、破片球面分布密度、毁伤概率均高于钨柱破片。     

起爆方式对战斗部破片定向性能影响的数值模拟研究

利用ANSYS／LS-DYNA软件，采用数值模拟方法，针对一虚拟的定向破片战斗部，研究了不同起爆方式对破片定向性能的影响，获得了破片在定向区域的破片数、平均速度和动能等物理量，通过分析比较不同起爆方式的密度、速度和动能增益，取得了起爆方式对破片定向性能影响的规律性认识，给出了一个工程上易于实现的、相对优越的起爆方式。     

起爆方式对内爆炸圆管战斗部破片初速的影响

战斗部的起爆方式直接影响着爆轰波与壳体的作用方式,致使战斗部破碎后形成的自然破片特征参数发生变化,文中应用爆轰波传播理论对不同起爆方式起爆内爆炸圆管战斗部后形成的自然破片初速进行理论预测,并通过仿真软件对爆轰波传播及自然破片形成过程进行仿真。结果表明,轴线起爆方式可提升破片杀伤威力。     

定向战斗部毁伤效能评估

准确的毁伤效能评估能够更加全面地分析评估战斗部的威力,对战斗部的评估和优化具有重要指导意义.定向战斗部能够提高弹载装药的能量利用率,但是其毁伤效能评估并不完善.针对定向战斗部毁伤评估存在的关键难题建立柱坐标系下引信-战斗部配合模型,考虑弹体的滚转角因素,基于激光周向探测引信提出最佳起爆延时和最佳起爆方位计算方法,通过实验验证的数值模型提取威力场打击迹线数据,最终形成适用于定向战斗部的毁伤效能评估程序.利用该程序计算不同定向战斗部结构对某直升机目标的毁伤概率,结果表明:圆柱和棱柱两种战斗部对目标的毁伤概率都随着弹目距离的增大而减小,但是棱柱型战斗部减小幅度远小于圆柱战斗部;棱柱型战斗部在30 m弹目距离时对该直升机目标的毁伤概率仍然能达到0.538.     

基于射击线和粒子系统技术在定向战斗部威力仿真中的应用

为了能够直观地描述破片的形成及其毁伤作用等过程的特性,设计一种定向战斗部威力可视化仿真平台.根据轴向增强型定向战斗部毁伤场所呈现的具体特征,创建了以射击线、粒子系统技术为基础的轴向增强型定向战斗部威力仿真模型,以该技术为核心开发了定向战斗部威力可视化仿真平台.仿真平台运行结果表明:该技术可较好描述定向毁伤元的形成、运动和命中等过程特性,能够形象直观地给出弹目作用过程,可为定向战斗部威力优化设计提供参考.     

偏心起爆周向多爆炸成型弹丸战斗部实验研究

为进一步提高周向多爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部的毁伤效能,设计一种偏心起爆MEFP战斗部,制备了中心起爆和偏心起爆两种原理样机,并进行了静爆实验。结合数值模拟方法分析了周向球缺型药型罩形成爆炸成型弹丸(EFP)的成型及飞散过程,模拟结果表明,两点偏心起爆模式下,EFP成型后的长径比更大,且更密实;对两种不同起爆模式下MEFP战斗部的静爆实验结果进行对比,偏心起爆模式能够有效提升EFP毁伤元的平均速度、分布密度和侵彻威力。研究结果表明,两点偏心起爆可以有效提高MEFP战斗部的综合毁伤效能,为MEFP战斗部的设计与应用提供了参考。     

反舰导弹聚能战斗部威力的试验,计算与研究

本文介绍反舰导弹聚能战斗部聚能破甲威力的模拟试验,地面静止威力试验,海上威力试验等。应用爆轰理论和聚能破甲威力经验公式,对聚能破甲威力,空中爆炸,水中爆炸和破片杀伤作用等做了计算。综合分析试验数据及计算结果,确定了此种战斗部对不同目标的威力半径。     

典型装药水下爆炸的殉爆规律研究

针对典型的壳装炸药殉爆更接近炸药实际使用状态,采用ANSYS／LSDYNA软件建立了典型装药水下殉爆的有限元仿真模型,通过计算得到了殉爆距离与安全距离,基于此加工了试验样弹,并进行了相应的水下殉爆试验。试验结果与数值仿真结果较为吻合,表明了本文的仿真模型能够有效描述带壳装药的水下殉爆情况,水下试验中南冲击波压力和气泡周期来判断被发装药是否殉爆是可行的。最后,在水下殉爆理论分析基础上,根据试验结果预计了大药量水中兵器战斗部的安全性。本文的研究可为水中兵器战场环境的安全性设计提供依据,并可为水中兵器战斗部殉爆毁伤能力评估提供参考。     

集束定向EFP成型与侵彻性能研究

针对高速、厚壁巡航导弹及反舰导弹无法通过传统的破片及MEFP战斗部有效击穿/击爆的工程难题,文中提出一种新型集束定向EFP战斗部结构,选用侵彻能力较强的钽-2.5钨合金药型罩,通过点起爆方式在一定空间内形成飞散的集束EFP,采用非线性动力学软件AUTODYN-3D进行数值模拟,得到不同位置药型罩所形成EFP毁伤元的形状、速度以及飞散规律,并通过试验进行验证.试验中集束定向EFP飞散角与数值模拟结果基本吻合,验证了该战斗部设计的可行性,集束定向EFP战斗部具有良好的应用前景,可为我国防空反导弹药和反轻型装甲弹药高效毁伤战斗部提供指导.     

不同起爆方式对聚焦战斗部性能影响的数值模拟

利用LS/DYNA软件,采用中心和偏心两种起爆方式引爆聚焦战斗部进行全模型三维数值模拟,得到该战斗部两种状态下的破片初速及其分布规律;在仿真模型中加入靶板,得到距战斗部中心6 m处的破片分布,结果显示破片在两种起爆方式下都能在靶板上形成聚焦带.通过统计得出,偏心起爆能使破片速度增益为20.3%,破片在6 m处带宽为1 m的密度增益为9.6%,飞散角和方向角基本一致.     

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。     

单兵火箭弹炸高优化的数值模拟与试验研究

为研究杀伤战斗部的空炸威力,建立战斗部有限元模型和破片着地坐标计算模型,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对战斗部动态起爆过程进行了数值模拟。根据模拟得到的破片初速和飞散方向,结合破片在空气中的速度衰减公式以及对无防护有生目标的78 J动能杀伤标准,计算出有效杀伤破片在地面的坐标,并对不同炸高条件下有效杀伤破片在地面目标靶上的分布情况进行分析。研究结果表明：炸高为8 m左右时,战斗部满足杀伤威力指标要求;仿真结果与试验结果基本吻合。     

爆破式ARM 对典型雷达目标的毁伤效果研究

为分析爆破式反辐射导弹（anti-radiationmissile,ARM）对典型相控阵雷达目标的毁伤效果,对ARM爆破战斗部的引战配合进行研究。在分析空地反辐射导弹末段弹道特性及爆破式战斗部毁伤机理的基础上,建立了爆破式ARM对典型目标触发起爆和近炸起爆时的毁伤模型,并采用Monte-Carlo仿真方法确定了近炸起爆的最佳起爆高度及不同起爆方式的导弹单发毁伤概率。仿真结果表明：对于天线高度较高的目标适宜采用近炸起爆,对于天线高度较低的目标适宜采用触发起爆。     

炸药水下爆炸能量输出特性研究

通过典型炸药爆炸的性能参数,分析、计算了不同类型水中兵器用混合炸药水下爆炸的 冲击波能、气泡能、冲击波超压方程中的系数k和a以及水中爆炸冲击波超压,计算结果与实测值 能较好地吻合。首次提出了冲击波超压方程中系数a的计算公式,从而为冰下兵器用炸荀配方设 计、性能评估以及战斗部设计提供科学依据。