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。     

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.     

基于偏心起爆的战斗部形状对破片密度的增益研究

为寻求同时解决定向战斗部对破片速度和杀伤密度增益的方法,以普通圆柱形战斗部为对照组,建立正六棱柱战斗部的三维模型。利用LS-DYNA对二者破片在端面中心、沿母线方向的偏心四点、八点3种起爆方式下的驱动过程进行模拟,评价破片的分散程度。结果表明:棱柱形战斗部的破片在目标方向的密度显著提升,是等径等高圆柱形战斗部的1.76倍;结合修正的格尼公式对棱柱形战斗部破片初速的估算,以及对破片单元速度数据的统计,分析得出偏心四点、八点起爆对棱柱形战斗部破片平均速度的增益分别为10.4%、21.2%;六棱柱战斗部与圆柱形战斗部在同一起爆方式下速度增益的效果相近。     

多点偏心起爆战斗部X光实验研究

利用高速脉冲X光摄影技术,对偏心多点起爆定向战斗部进行了实验研究,测试了两点起爆夹角分别为45°、60°和90°时杆条的飞散初速和飞散方向,并与中心起爆战斗部进行了对比.实验结果表明,对于偏心起爆战斗部,两点起爆夹角为60°时,在目标方向上杆条数量增益较大.     

定向战斗部破片飞散方向控制技术研究

定向战斗部是有效提高目标飞散方向上破片飞散密度的有效方式之一,分析介绍了偏心起爆定向战斗部破片的径向飞散控制、轴线角度及轴线展开控制所需的起爆点数量、位置及起爆时序等问题。分析结果表明,与中心点起爆圆柱形战斗部相比。采用三维定向飞散控制技术可以使飞向目标的破片密度提高1～3倍,同时破片速度增大,大幅度提高战斗部的毁伤效能。     

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°。     

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。     

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。     

偏心起爆杆式战斗部爆轰驱动三维数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA3D非线性动力有限元程序对多点偏心起爆杆式战斗部进行数值模拟,得到杆条在不同径向角的速度及压力分布,并得出偏心起爆杆条速度增益及密度增益的影响因素,为定向战斗部的研制提供技术参考。     

起爆点个数对FAE战斗部爆炸威力影响研究

通过对某FAE战斗部进行三组相同装药量不同起爆点个数的静爆实验,起爆点个数分别为单点,两点和四点,研究起爆点个数的不同对FAE战斗部爆炸威力的影响。实验结果表明,该FAE战斗部爆炸场超压随着起爆点个数增加而降低(从单点到四点降低了48%～52%),FAE战斗部爆炸场冲量随着起爆点个数增加而提高(从单点到四点提高了8%～22%)。由此可知,对于以冲击波冲量毁伤目标的方式,战斗部采用多点起爆可以提高毁伤效果。     

鱼雷聚能战斗部新型起爆技术研究

对鱼雷聚能战斗部的新型起爆技术进行了理论分析和原理描述，介绍了鱼雷聚能战斗部新型起爆方式的结构和作用过程。试验结果表明，采用新型起爆技术可使鱼雷战斗部的聚能威力和对目标的毁伤效果得到提高。     

爆炸空气冲击波技术在反恐破门中的应用

针对传统的反恐破门手段不能有效、快速、安全地破除防盗门的缺点,提出利用爆炸空气冲击波技术进行破门。炸药爆炸产生的定向空气冲击波作用在目标门上,瞬间形成很大的冲量和超压,迫使门发生严重变形,从门框中脱离出来,以瞬间破除防盗门。分析了战斗部装药设计、定距杆设计和起爆方式等关键技术,并对空气冲击波造成的伤害进行了分析评估。结果表明,该方法能较好地解决目前反恐行动中遇到的快速破除防盗门难题。     

结构参数对复合装药战斗部破片特性的影响

为了研究结构参数对复合装药战斗部破片特性的影响,采用AUTODYN-3D有限元计算软件,比较分析了复合装药战斗部在中心单点和内外同时两种起爆方式下爆轰波传播与壳体破碎过程,获得了壳体壁厚与中心装药直径对复合装药战斗部破片平均质量、破片速度等参数的影响规律。计算结果表明,随着壳体壁厚的增加或者中心装药直径的减小,单点起爆下破片平均质量相对于内外同时起爆下提高的倍数越来越大,战斗部在不同起爆方式下威力输出差异越来越明显;静爆试验结果表明,内外同时起爆下的破片平均速度、冲击波超压和验证靶冲孔数较单点起爆下分别提高了27.1%、31.4%和39.3%,试验结果与仿真计算结果吻合较好。     

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.     

爆轰波定向战斗部起爆参数研究（英文）

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。     

一种异面棱柱战斗部威力特性的数值模拟

为了提高战斗部在不同弹目交会距离下的毁伤概率,模拟了一种平面和凸面交错布置的异面棱柱战斗部结构,分析了不同面上所形成破片束的飞散形态和威力参数。研究结果表明,该结构战斗部可以形成两种威力特性的破片束,即速度高而飞散角小的破片束和速度低而覆盖范围大的破片束,可分别用于打击不同弹目距离下的目标;偏心多点起爆可提高平面破片平均速度21.68%,减小飞散角3.38°,在提高起爆点对侧破片威力的同时不改变异面战斗部可形成两种不同威力破片束的性质;侧向两线起爆在保证破片速度不降低的情况下可获得4.94°的平面破片束偏转角,高于其它起爆方式,可在大弹目交会距离下实现对目标的末端瞄准,提高目标毁伤概率。     

水下爆炸冲击波对圆柱形壳体结构叠加效应的数值模拟

为研究水下多点起爆冲击波的叠加效应,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件的流固耦合算法,首先将固支方板在水下爆炸载荷作用下的数值模拟与试验数据进行对比,将水中爆炸冲击波的超压计算值与理论值进行对比,证明了流固耦合算法的设置及相关材料参数的选取是合理的。在此基础上,针对鱼雷模拟器,进行了同一当量下单装药和四装药起爆下的系列数值运算,初步分析时差对叠加效应的影响。结果表明:当TNT当量一定时,冲击波超压值随炸距和模拟器直径的增加呈指数形式衰减; 炸距越远,模拟器直径越小,冲击波的叠加效应越强; 对于1.63 g TNT,认为多装药同时起爆的时间间隔最大不超过11 μs。给出了超压放大倍数与模拟器直径和炸距间的关系式。研究结果为大口径弹水下爆炸冲击合成毁伤鱼雷提供了理论指导。     

非对称起爆云雾爆轰威力场分布特性研究

为获取起爆方式对云雾爆轰威力场的影响,采用TNT装药对抛撒云团进行了非对称单点起爆,通过高速摄影仪及压力传感器获取了云雾爆轰过程及不同距离、方向的超压值,分析了云雾爆轰波传播特性及超压随距离、方向的变化规律.结果表明,采用非对称偏心起爆时,云雾场内超压分布呈现明显的不均匀性,部分区域存在冲击波叠加效应,而随着距离的增大,超压分布逐渐趋于均匀,起爆方式对云雾爆轰威力场的影响主要体现在近场区域.     

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。