多点同步起爆网络的设计及试验研究

主装药爆轰波形的控制是影响聚能杆式战斗部（JPC）成型的重要因素,起爆能力和多点起爆同时性对波形控制非常重要。为了形成外形对称、气动性能良好的JPC战斗部,在理论分析的基础上,找到了影响起爆同时性的主要因素,设计了一种“一入六出”的六点同步起爆网络。利用试验检验了起爆装置的起爆能力和各起爆点的同步性。试验结果表明,起爆端可以击穿5mm厚的铅靶,各点起爆偏差在200ns以内,多点起爆装置与成型装药配合可以形成外形完整、长径比较大的聚能杆式战斗部,该装置具有足够的起爆能力和—定的起爆同步性。     

聚能装药用多点同步起爆网络设计

为提高爆炸网络的传爆同步性和起爆能力,以亚微米级 HMX/DNTF 熔铸炸药作为沟槽装药、亚微米级HMX 为基的JO-11C 传爆药作为传爆药,设计了一种聚能装药用“一入八出”式多点同步起爆网络,采用传爆药轴向钢凹法研究了多点同步起爆网络的起爆、传爆、隔爆情况和起爆能力,并应用PXI数据采集仪对多点同步起爆网络的同步时间进行了测试。结果表明：该起爆网络起爆后钢鉴定块的凹陷深度明显且均匀对称分布,同步性误差不超过100ns,起爆能力的钢凹值比JO-9C传爆药的高7.45%。     

一种高输出威力的同步起爆网络研究

为可靠起爆定向战斗部，设计了一种刚性基板和柔性导爆索结合的“一入三出”新型起爆网络，输入端采用半导体桥雷管与JO-11C药柱紧密接触，在刚性基板沟槽内放置的银制导爆索连接输入端JO-11C药柱和输出药柱。经过仿真模拟对比毁伤效果，设计了传爆药柱直径分别为10,20,50 mm的三级输出传爆序列；理论分析起爆网络的同步性，计算得出起爆网络同步性误差为253 ns，同步性试验表明起爆网络的3路时间误差最大为290 ns；起爆能力测试表明三点同步起爆网络的输出威力满足定向战斗部的使用要求。     

多点起爆网络装药及性能

为了研究多点起爆网络装药对爆轰波输出同步性及起爆能力的影响,以超细奥克托今(HMX)为主体炸药,硝化棉(NC)为粘结剂,(HMX/NC=95∶5)为沟槽传爆药装药,设计了一种3点同步刚性起爆网络,理论分析和测定了起爆网络在不同装药密度下的同步误差,对比试验了沟槽压装装药技术,对传爆药进行了表征,测试了起爆网络相关的爆轰性能,优化了起爆网络装药结构。结果表明,提高起爆网络装药密度能够增加起爆可靠性和降低同步误差,装药密度从1.17 g·cm~(-3)增加到1.47 g·cm~(-3),起爆网络的同步误差从300 ns降低到150 ns。以JH-2压装药柱作为输出端装药,超细HMX/NC传爆药作为沟槽装药,采用沟槽压装装药技术,可以使同步起爆网络的爆轰波输出同步性约为100 ns。     

同步起爆网络精密压装装药技术研究

结合同步多点起爆网络的设计方法及其对爆轰波输出同步性的要求,设计了“一入四出”偏心式圆周线同步起爆网络,提出并试验了ー种新的网络装药技术一精密压装装药技术,对其爆轰波输出同步性进行了理论分析,并用探针法测走了其爆轰波输出同步性。研究结果表明：用误差分析的方法分析同步起爆网络的爆轰波输出同步性是可行的;采用精密压装装药技术可以使该同步起爆网络的爆轰波输出同步性小于80ns,与理论计算值相符,能满足EFP战斗部的要求。     

爆炸网络在聚能装药战斗部上的应用技术研究

针对目前聚能装药破甲弹大多采用隔板法提高破甲威力中存在的问题,提出了采用爆炸网络技术作为聚能破甲战斗部的起爆方式。以某破甲战斗部为背景,根据药型罩和主药柱等装药结构参数,设计了同步爆炸网络样机。通过性能对比试验可知,采用爆炸网络替代隔板和副药柱,不仅起爆可靠,可以精确控制并获得理想的爆轰波形,而且破甲威力及破甲稳定性得到了大幅度的提高。试验结果表明,采用爆炸网络技术是提高破甲性能非常有效的方法之一。研究结果为该技术在聚能装药战斗部上的工程应用奠定了基础。     

一种柔性线同步起爆网络的设计与实验研究

为了减小柔性同步起爆网络设计时分束转换接头的尺寸,保证爆轰波输出同步性和导爆索与转换接头之间的连接强度,提出了一种导爆索分束方法,设计加工了外观尺寸为Φ5 mm×6 mm的转换接头,加工了"一入二出"和"一入四出"线同步起爆网络原理样机,进行了爆轰波输出时间同步性测试和同步性偏差分析。研究结果表明,小尺寸转换接头作用可靠;"一入二出"和"一入四出"线同步起爆网络的爆轰波输出同步性偏差分别为不超过34 ns和不超过73 ns;分束转换接头间的传爆药柱-导爆索界面差异影响爆轰波输出同步性。     

曲面多点同步起爆网络研制

为满足不同曲面同步起爆的需要,设计了一种刚性和柔性相结合的多点同步起爆网络。对多点起爆同步性进行了理论分析,并对起爆可靠性和多点起爆同步性进行了测试,测试结果表明,12点起爆同步性标准偏差小于0.6μs。为提高同步性,提出了冗余设计方法,并结合试验数据进行了分析,分析结果表明,冗余设计可提高同步性标准偏差到0.3μs。     

串联战斗部最佳隔爆参数研究

为了提高聚能装药战斗部的侵彻威力,设计了一种顺序起爆式串联战斗部。利用冲击波 Hugoniot关系计算了前级装药爆轰产生的冲击波在复合结构隔爆装置中的衰减过程,确定了前、后级装药间距为2倍装药口径;建立了延迟起爆时间的计算模型,获得了最佳延迟时间,通过 X光成像及侵彻钢靶试验进行了验证。研究结果表明,最佳延迟时间为85μs,在此延迟时间下后级装药能够克服前级爆轰场的作用并形成有效射流,侵深能够达到正常射流的80%,破甲威力满足串联聚能装药战斗部增大穿深的需求。     

一种多模式起爆装置研究

设计了一种点、环多模式起爆装置,对其多点环形起爆同步性进行了计算分析,提出了提高其多点环形起爆同步性的技术途径,并对多点起爆同步性、两种起爆模式的独立性及其在产品上的适应性进行了试验。试验结果表明,该多模式起爆装置的8点环形起爆同步性小于0.185μs,两种起爆模式独立性好,与EFP战斗部配合使用可以使战斗部实现不同的毁伤模式。     

Preparation and Properties of PBXs Based on FOX-7 in Controlled Fragmentation Warhead Application（英）

Polymer bonded explosive(PBX)formulations were successfully prepared in the laboratory scale containing 1,1-diamino-2,2-dinitroethene(FOX-7)and hexogen(RDX)as brisant high explosives and different binder types of polyurethane(PU)based on glycidyl azide polymer(GAP) and hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB) as an energetic and inert polymeric binder respectively.Casting technique was used for the preparation of different PBX formulations based on FOX-7/RDX and PU(GAP/HTPB)with 14% binder.The sensitivity to different initial impulses and performance characteristics of the explosive and lethal zone of the tested controlled fragmentation warhead by the fragmentation warhead assessment test(arena test)were studied,in which the arena test was carried out with a controlled fragmentation warhead made from Ck45 steel,with dimensions(100 mm length,30 mm outer diameter and 3 mm thickness).Results show that PBXGF4 has lower sensitivity to impact and heat than those of PBXGR4 by 188.4% and 3.2% respectively.Its friction sensitivity is the same as that of PBXGR4.It has better performance,in which detonation velocity increases by 2.1% and brisance increases by 0.5% when compared with those of PBXGR4.It was concluded that PBXGF4 which based on FOX-7 bonded with PU/GAP matrix has good characteristics as PBX,specially in the sensitivity to impact and can be applied for replacing PBXs based on RDX in the advanced PBXs for low sensitive fragmentation warheads.     

Research on the Application of Explosive Network in the Shaped Charge Warhead

With respect to the problems of that the shaped charge warhead currently uses a cover method to improve the penetration power, a method using an explosive network technology as the detonation mode of shaped charge warhead is proposed. In the context of some shaped charge warhead, a synchronous explosive network prototype is designed according to some charge structure parameters, such as the liner and main grain. From the performance comparison test, it can be known that the explosive network not only stably detonates, but also largely improves the penetration power and stability. Experimental results show that explosive network technology is an effective method for improving the penetration power. The results lay a solid foundation for the engineering application of the technology in the shaped charge warhead.     

精密爆炸网络自动装填装置及工艺技术

针对目前手工装填存在安全隐患、装药质量一致性较差等问题,研制一种精密爆炸网络自动装填装置。根据网络基板的设计图纸识别装填路径,对装置组成与功能进行介绍,给出工艺技术流程图,并以1入2出爆炸网络进行同步性测试。试验结果表明:以该装置装填的精密爆炸网络具有良好的输出同步性,能够提高装药过程的安全性,改善装药质量,提升定向战斗部的毁伤威力。     

一种高能起爆具制备工艺研究

对起爆具中高能固相炸药PETN加入量、粒度级配、以及PETN与载体炸药TNT熔融混合温度、浇铸温度等制备工艺条件进行了研究,制备了能够被3.6g.m-1导爆索直接起爆、与低能导爆索配套的高能起爆具,其密度大于1.60g.cm-3,爆速大于7000m.s-1,可击穿25mm厚低碳钢板,温度和水中压力实验均符合要求。     

起爆方式对周向MEFP战斗部性能影响的数值仿真

为研究起爆方式对周向多爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部毁伤元成型的影响,针对5层周向MEFP战斗部结构,利用Ls-dyna软件数值研究了单点起爆下起爆点高度以及多点起爆下起爆点数量、起爆同步误差对MEFP毁伤元速度和飞散角的影响。结果表明:单点起爆条件下,随着起爆点高度的增加,毁伤元的总散布角度逐渐增大; 当起爆点位于战斗部轴线中心时毁伤元总散布角度达到最大,各层MEFP毁伤元速度差达到最小; 装药端部MEFP成型过程受稀疏波影响较严重,导致装药端部毁伤元速度较低; 采用中轴线多点起爆对端部毁伤元速度提升效果不明显,但能大幅度提升内侧3层MEFP的速度; 对口径大于48 mm的周向MEFP战斗部而言,500 ns以内的起爆同步误差不会对MEFP毁伤元的速度和飞散角产生明显影响,但起爆同步误差的存在使得MEFP成型更加不对称。     

LEFP对带壳装药冲击起爆过程的数值模拟与试验

利用圆缺型药型罩形成线性爆炸成型侵彻体(LEFP),研究其对带壳装药战斗部的冲击起爆特性。采用端点起爆方式形成LEFP对直径82mm的聚能战斗部进行动态拦截撞击试验。利用高速摄影观察到战斗部结构失效的过程。采用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,建立LEFP冲击起爆带壳装药的数值仿真模型。对LEFP的成型过程、不同炸高以及不同起爆方式条件下拦截撞击带壳装药的过程进行仿真分析。结果表明,测得带壳装药均被引爆,中心线起爆的炸药平均压力峰值为端点起爆的1.17倍。LEFP具有作为装甲车辆主动防护系统或其他防空反导技术毁伤元的可行性。     

刚性偏心式圆周线同步起爆网络的设计及同步时间分析

本文研究了刚性偏心式圆周线同步起爆网络的结构特征，采用对称性设计方法进行了网络结构设计，并用误差分析的方法对其爆轰波输出时间同步性进行了分析，确定了爆轰波输出的同步起爆时间偏差表达式，给出了提高起爆同步性的技术途径，对网络的参数化设计及CAD提供了依据。