聚能战斗部水下爆炸载荷特性

为研究聚能战斗部水下爆炸产生的冲击波及侵彻体的载荷特性,建立聚能战斗部水中自由场爆炸及侵彻含水夹层复合靶的数值仿真模型,获得冲击波强度和测点相对位置的关系,研究有、无药型罩下战斗部对含水夹层复合靶的毁伤差别及冲击波、聚能侵彻体的毁伤效果。结果表明:聚能战斗部水中爆炸冲击波强度在相同爆距下与空间位置有关,但差距不大,聚能侵彻体利用炸药的部分能量形成集中于一个方向的强动载荷。     

鱼雷聚能战斗部自锻弹丸水中运动特性仿真研究

聚能战斗部是鱼雷战斗部的一个重要发展方向,聚能战斗部中的药型罩在聚能效应的作用下形成自锻弹丸(EFP),其对水中目标的毁伤效果主要取决于EFP经过一定距离的水介质后到达目标时的速度和形状。本文以EFP本身为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对鱼雷聚能战斗部EFP在水中的运动特性作了数学仿真分析,模拟了EFP在水中运动自身的速度梯度、EFP的形状等随时间的变化,对EFP在水中运动自身的速度梯度和形状等参数随时间变化规律做了初步研究。本文的研究成果对鱼雷聚能战斗部结构、药型罩的设计和优化以及提高鱼雷聚能战斗部对目标毁伤效果的研究具有一定的参考意义。     

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。     

一种组合药型罩聚能战斗部

现随着现代舰船抗爆炸冲击能力的日趋增强,必须大幅提高鱼雷战斗部威力才能有效打击敌方舰船,为此设想了一种组合药型罩聚能战斗部应用于新型鱼雷.设计了聚能战斗部的结构,分析了其作用机理,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行了数值仿真计算,得到了其侵彻单层靶板的应力云图.仿真结果表明,该组合药型罩战斗部能利用前级聚能射流为后续爆炸成型射弹(EFP)弹丸随进破坏提供运动空间,对目标的破坏效应明显强于普通聚能战斗部.该研究结果可为新型高效鱼雷战斗部设计提供参考.     

信息动态

为应对防御逐步加强或加厚的空中目标威胁,分析研究了反装甲战斗部技术的现状和发展方向,结果显示已有的反装甲聚能射流战斗部、爆炸成型弹丸战斗部和多模式战斗部等,主要以打击地面、水中舰艇等装甲类目标为主,随着空中目标的防护装甲化趋势日益显现,可将聚能战斗部技术的应用拓展至防空反导技术领域,并通过高能量密度CL-20炸药等的应用进一步增强战斗部威力和毁伤效能.研究表明,通过传统反装甲战斗部技术的有效集成、成型效应过程创新等适于反空中目标的新结构、新效能聚能毁伤元的出现,加之未来高能量密度CL-20炸药的推广应用,针对防空反导聚能战斗部的打击优势能得到更好的发挥及体现,满足毁伤元既穿透目标厚壁装甲,又引爆其内炸药的打击需求.     

破片对模拟聚能战斗部装药冲击起爆研究

研究了破片对模拟聚能战斗部装药的冲击起爆问题.针对破片对聚能战斗部作用的工程问题进行等效模型简化,设计了模拟战斗部靶标及破片撞击试验方案,进行了1000～1500m/s速度范围内的冲击起爆试验,获得了装药被引发反应特性.与数值模拟进行对比,给出了破片对模拟聚能战斗部装药撞击起爆速度阈值.研究结果对反聚能装药战斗部破片杀伤元素设计具有指导意义.     

水中聚能战斗部毁伤双层圆柱壳的数值模拟与试验研究

为研究聚能战斗部的水下作用特性,基于光滑粒子流体动力学-有限元方法耦合算法,模拟了聚能战斗部对双层圆柱壳结构的毁伤过程。分析金属射流的形成和射流速度衰减规律,研究高速金属射流、强冲击波与气泡载荷联合作用下对双层圆柱壳结构的毁伤模式和毁伤特性,并进行了海上模型试验验证。数值模拟与试验结果吻合良好。研究表明：水中聚能战斗部对双层圆柱壳结构的破坏载荷主要有金属射流、冲击波载荷及气泡载荷3种,金属射流穿透力强,造成结构的局部小尺寸破口;冲击波载荷及气泡载荷作用面积大,引起结构的大面积破口及塑性凹陷。     

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。     

含水介质装甲对聚能射流防护性能研究

为提高匀质装甲抗聚能射流性能,提出一种新型的含水介质装甲结构。通过 LS-DYNA 软件对聚能射流对含水介质装甲的侵彻过程进行仿真,对比分析匀质装甲和含水介质装甲的防护性能,并对前置装甲的厚度进行优化。结果表明：含水介质装甲较匀质钢装甲能大大增强装甲的防护性能,通过合理设计前置装甲的厚度可进一步提高对聚能射流的防护能力。     

反潜战斗部对耐压壳结构的毁伤威力评估方法与实验

针对反潜(鱼雷/深弹)战斗部多类型、水下爆炸多效应以及目标结构多样式等特点，研究归一化的战斗部毁伤威力表征与评估方法。基于最具代表性的艇体结构(耐压壳)毁伤，综合考虑大变形、撕裂破口和聚能穿孔等效应，提出一种通过综合毁伤威力指数量化表征并评估战斗部毁伤威力的方法，适用于各种典型反潜战斗部以及典型单层、双层壳体结构。设计模拟单层、双层壳体结构的毁伤效应靶标，进行爆破、聚能和聚爆3种模拟战斗部的海上试验，分别获得了3种战斗部对两种壳体结构的综合毁伤威力指数，并据此完成了量化对比与分析。研究结果表明：所提评估方法可量化给出同一战斗部对不同艇体结构，以及不同战斗部对同一艇体结构的毁伤威力差别；同等条件下，爆破和聚能战斗部分别对单层、双层壳体靶标具有相对更大的毁伤威力，聚爆战斗部对两种类型结构靶标伤威力均优于单纯的爆破或聚能战斗部；不同战斗部对双层壳体靶标较单层壳体靶标的毁伤威力均有所下降，其中爆破战斗部下降90%以上，聚爆战斗部下降近80%,而聚能战斗部下降只有不到20%。     

鱼雷聚能战斗部EFP侵彻潜艇结构模拟靶数值模拟

测试鱼雷聚能战斗部爆炸成型弹丸(EFP)对潜艇结构的毁伤效果,考核战斗部威力指标,有利于准确评估反潜鱼雷聚能战斗部毁伤威力.利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,采用ALE流-固耦合算法,分析了EFP在侵彻过程中速度和加速度的变化规律,计算出装药量1.882 kg缩比鱼雷聚能战斗部EFP穿透厚度650 mm潜艇模拟水舱后,对潜艇耐压舱模拟靶板的侵彻破孔直径为49 mm,EFP穿透6层间隔后效靶之后,余速131.5 m/s.与实验结果对比,两者结果比较接近,表明模型建立合理,数值模拟算法选择正确,可为评估鱼雷战斗部毁伤威力提供参考.     

聚能型战斗部水中兵器毁伤研究进展

为达到对目标高效毁伤的要求,采用聚能装药战斗部成为目前水中兵器战斗部发展的重要方向。从理论、结构及性能优化设计、数值仿真、聚能装药水下作用特性等方面对聚能装药战斗部毁伤技术研究现状进行了综述,并提出聚能装药战斗部水中兵器毁伤研究的主要发展方向。     

聚能战斗部侵彻水介质装甲仿真试验

为了提高现代潜艇的抗毁伤能力,使用LS-DYNA软件的多物质ALE算法对鱼雷聚能战斗部侵彻水介质装甲进行了仿真试验分析。从鱼雷的毁伤机理出发,定义了材料模型和状态方程,给出了侵彻体头部传播路径上节点的最大速度拟合曲线,并解决了仿真试验中经常出现的计算不稳定问题。仿真结果表明,所设计的战斗部满足考核要求,可为聚能战斗部毁伤威力评估和潜艇模拟靶设计提供参考。     

水介质中组合式战斗部成型技术研究

针对常规EFP战斗部水中成型困难、侵彻能力低等缺点,以提高水下兵器聚能战斗部毁伤效能为目标,通过数值模拟方法对比研究了组合式战斗部与传统球缺型战斗部水中成型机理与成型过程,根据长杆式聚能射流的气动原理分析其水中运动特性,得出了组合式战斗部水中成型性能与侵彻能力较常规EFP均有显著提高的结论,为组合式战斗部在水下兵器中的广泛应用打下了基础.     

大直径半球形药型罩聚能战斗部威力模拟试验研究

本文应用几何相似律,对大直径半球形药型罩聚能战斗部进行模拟试验研究,得出了在不同炸高H时,靶板上的破甲深度L、破孔口部直径D和破孔体积V的变化规律。文中以试验数据为基础,在考虑了各种影响因素条件下,建立了较为广泛使用的半球形药型罩聚能战斗部威力计算的经验公式。     

聚能射流的水下成型及毁伤效果

为分析聚能射流在水介质中的运动规律、形态变化及对靶板的毁伤效果,对锥角药型罩结构的聚能战斗部形成的聚能射流进行数值仿真模拟.在考虑静水压力的条件下,用AUTODYN对聚能射流在水下1、10和50 m侵彻水介质时的形态变化、速度衰减及对靶板的侵彻效果进行了数值模拟,并与相同炸高下空气中形成的射流进行对比.结果表明:射流头部会随着水深的加深发生明显的堆积现象;速度在空腔中呈线性规律衰减,在水介质中呈指数规律衰减;相同炸高条件下,水中的聚能射流对靶板的侵彻孔径比空气中大.     

射流侵彻水夹层间隔靶的理论和实验研究

为得到聚能射流侵彻水夹层间隔靶规律,选取50 mm口径聚能装药对水夹层间隔靶(2 mm×4 mm钢靶板+100 mm水夹层)的侵彻过程进行了理论和实验研究。结合准定常侵彻理论和数学归纳法建立了射流侵彻水夹层间隔靶理论模型,得到了射流头部速度与侵彻距离之间的关系。为验证理论模型,用脉冲X光和计时仪获得了多个侵彻阶段的射流头部速度。通过模型分析了水夹层间隔靶结构对射流剩余头部速度的影响。结果表明:建立的理论模型正确,由其得到的射流穿过水夹层间隔靶后的剩余头部速度理论值与实验值平均误差为4.6%;当靶板厚度小于20 mm,且水夹层间隔小于150 mm时,水夹层间隔靶对射流头部速度的衰减效率较高。     

基于LS-DYNA的串联聚能战斗部前级装药结构研究

设计了一种小长径比变锥角前级装药结构,利用LS-DYNA有限元分析软件,采用多物质ALE算法,分别对锥形和变锥角装药结构在中心和环形起爆方式下的射流形成过程进行了数值模拟。仿真结果表明,文中设计的变锥角装药结构在环形起爆方式下形成的射流直径大、杵体小、速度梯度小,更符合串联聚能战斗部前级装药的特性要求。     

反潜武器的聚能战斗部研究

现代反潜武器战斗部应能穿透潜艇外壳和一定厚度的海水后再穿透潜艇耐压壳体。因此轻型反潜武器的战斗部只能采用聚能装药。本文讨论瑞典反潜武器聚能战斗部研究方面的进展。     

聚能战斗部在防空反导中的毁伤效能研究

为研究聚能战斗部在防空反导中的毁伤效能,介绍等效靶板论证与装药结构设计,给出数值计算方案,并通过AUTODYN软件对3种典型聚能侵彻体以不同角度侵彻等效运动靶板进行数值模拟.结果表明:聚能侵彻体和等效靶板的相对运动影响毁伤效能,存在开坑体积逆向叠加效应,同时聚能射流较易受等效靶板扰动,杆式射流毁伤效果更优,爆炸成型弹丸开口直径更大但穿深不足.