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%。     

偏心起爆对聚能射流形成的影响

为研究偏心起爆对聚能射流形成的影响程度,利用LS-DYNA有限元软件,采用ALE方法对偏心起爆条件下聚能射流的形成过程进行了三维数值模拟,并与X光测试结果进行了对比。计算结果表明,对于此尺寸的聚能装药,偏心量为1mm时,对射流形成的影响不明显;当偏心量为2mm时,横向漂移速度会突然增加;当偏心量进一步增加时,会使射流出现严重的剪切断裂。     

多点起爆技术及应用研究进展

综述了爆炸网络多点起爆技术和直列式多点起爆技术的发展,介绍了爆炸网络多点起爆技术的多点同步爆炸网络和多点逻辑爆炸网络的应用现状,分析了两者的优势及不足;对比了直列式多点起爆技术的国内外研究现状,讨论了多点起爆点数、起爆方位参数对多点起爆系统性能的影响,指出多点起爆技术未来研究方向为:多点起爆精确控制方法研究,多点起爆装置模块化与集成化研究,低成本多点起爆技术研究,复杂环境下多点起爆系统安全性与可靠性研究.     

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。     

环形向内切割聚能装药射流成型性能研究

为了研究环形向内切割聚能装药射流成型过程的特点和规律,运用ANSYS/LS-DYNA程序进行了聚能装药的三维数值模拟,获得了不同起爆方式下典型时刻(4,10,22,25,26,44μs)射流的成型图片、射流速度梯度分布曲线和射流最大速度时程曲线。结果表明,起爆点数量及其同步性对环形聚能装药的射流成型性能有较大的影响。整圆2点、4点和8点对称同步起爆时,射流形状分别为\"内跑道状外椭圆形\"、\"内外均近似正方形\"和\"内车轮状外近似八边形\",射流的成型性能随着起爆点数量的增加逐渐变好,最终接近于圆环形。整圆2点、4点以及8点对称同步起爆时,起爆点断面处的射流速度随时间变化规律基本一致,且射流最大速度出现的时刻都是10μs。射流头部在环形对称轴处会发生二次碰撞现象,显著改变了新形成的射流方向,使其沿着圆环的轴线方向运动。起爆方式不同,出现二次碰撞的时刻也不同,随着起爆点数量的增加,射流头部再次碰撞的时间逐渐从43μs提前至36μs。     

环形聚能装药水射流成型过程的数值研究

为了研制快速、易携带的水射流排爆装置,采用AUTODYN软件对TNT、水、塑料构成的特殊形状聚能装药结构进行了二维数值模拟,计算了不同炸药厚度下水射流形成过程,得到了水射流形状随时间的变化规律,分析了炸药厚度对射流速度的影响。结果表明: 该聚能装药结构是可行的,能够按照设想形成杵状射流; 水射流的头部速度和平均速度均随炸药的厚度增加而提高。 对于本研究给出的装置结构,当炸药的厚度为4~6 mm时,水射流的头部速度范围为861~1182 m·s-1,射流的平均速度范围为393~571 m·s-1,射流的速度满足理论计算的排爆要求。      

多模式聚能破甲战斗部技术研究

为了开发一种射流型多模式战斗部,使其穿深能力明显高于EFP,采用了90°铜药型罩聚能装药结构,不同起爆方式与炸高调节机制结合,使同一种聚能装药可分别形成长径比差异较大的长射流或杆式射流。试验表明,选择中心单点起爆与典型制式炸高结合,形成的杆式射流穿深较浅而开孔直径较大;选择环形多点起爆与有利炸高结合,形成的长射流穿深较高而开孔直径较小,不仅使两种聚能侵彻体的穿深能力具有明显差异,而且还可实现破甲-杀伤多用途。     

环形及线形聚能装药侵彻体对长杆式穿甲弹穿甲过程干扰的试验和数值模拟

为进一步提高聚能型爆炸反应装甲防护性能,增强坦克在战场上的生存能力,设计一种以环形聚能装药结构为基本结构的新型爆炸反应装甲,来拦截高速长杆式穿甲弹（简称长杆弹）。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对环形爆炸成型结构干扰钨合金长杆弹穿甲过程进行数值模拟,分析了环形爆炸成型侵彻体成型过程及干扰长杆弹穿甲过程机理。在相同条件下,与线形爆炸侵彻体干扰长杆弹穿甲过程进行了对比。结果表明：环形聚能装药结构爆炸成型侵彻体具备更高的防御性能,长杆弹有效侵彻深度与线形装药结构相比降低32.5%,弹坑长度增加10.4%,且在环形爆炸侵彻体干扰下长杆弹弹杆断裂、偏航;模拟结果与试验结果吻合良好。     

多模式战斗部与起爆技术分析研究

从多模式战斗部概念分析入手，深入分析了多模式战斗部起爆技术与作用模式形成途径，初步分析了药形罩的材料与结构、炸药的类型与装药结构对多模式战斗部性能的影响，提出多点可选择起爆技术是多模式战斗部首先突破的重要关键技术，多模式战斗部技术非常值得研究与重视。     

正交法在粉末药型罩制备工艺中的应用

为了分析影响粉末药型罩性能的工艺参数,优化粉末药型罩制备工艺,提高粉末药型罩的质量.利用正交试验设计法确定了试验方案,根据试验方案完成了射流侵彻试验,并根据试验结果进行了数据分析.分析表明:4个因素的影响程度大小依次为药型罩材料成分配比、烧结温度、球磨时间、成型压力.根据试验结果分析,确定了较优的粉末药型罩生产工艺条件并进行了验证试验.通过试验可以得知,粉末药型罩的最优工艺条件为:药型罩材料成分配比为W:Cu:Bi=60:30:10,球磨时间为60min,成型压力为10MPa,烧结温度为200℃.     

基于正交试验法的聚能装药结构优化设计

常用的聚能装药结构设计方法是在经验的基础上通过试验或数值仿真,确定装药结构数,从几个待选方案中选择相对较好的方案,并不是真正意义上的优化且设计周期较长。基于正试验法,提出了一种不需要构建目标函数、约束条件函数和进行微分计算的聚能装药结构优化方。以影响聚能装药破甲深度的药型罩锥角、壁厚等主要因素为设计变量,以破甲深度最大为目标数值,建立了基于正交试验法的优化模型。通过选择适当的正交表,把选定的设计变量的三水平配列于正交表中,在方差分析和F检验的基础上,求出设计变量的最优组合,反复迭代后得到全最优解。以125 mm聚能装药结构设计为例,进行了试算,计算结果表明：优化结构与原方案相,提高了破甲深度,表明了该优化方法的可行性。     

基于PER理论的聚能装药射流理论计算方法

以Behrmann和J.Carleone改进的PER理论为基础,通过P.J.Chou方法建立综合考虑药型罩、炸药、壳体等因素的压垮速度计算方法,对药型罩微元的压跨过程、射流头部参数(质量和速度)等进行修正,在此基础上建立Lagrangian坐标系下的射流空间运动方程,编制了相应的计算程序.与数值模拟结果的对比表明, 所建立的射流理论分析方法能有效计算射流参数,可为聚能装药结构设计提供参考.     

爆炸成型弹丸有效装药结构理论分析及试验研究?

爆炸成型弹丸装药结构中存在无效装药区,对有效装药结构进行研究,实现去除无效装药,进而提高装药的能量利用率。首先采用理论分析方法,利用等效平板和等效装药假设,将圆柱形装药对大锥角药型罩的抛掷问题进行简化,对有效装药高度进行理论计算并做相应的修正,确定出大锥角药型罩的最佳装药高度;由理论分析结果,设计出两种不同装药结构形式,通过侵彻试验对比其终点效应。试验结果表明,合理设计有效装药结构可以减少约26.5%的装药量,研究结果对EFP战斗部装药结构优化设计具有一定的应用价值。     

聚能装药侵彻混凝土的径向扩孔工程研究

扩孔孔径大小是聚能装药侵彻混凝土目标的重要设计参数之一。在分析射流侵彻混凝土各个阶段特点的基础上,根据射流侵彻混凝土的扩孔特点,将扩孔过程分为初始孔径形成和克服惯性力扩孔两个阶段,并得到了初始孔径与射流直径关系的简单表达式。利用连续介质力学和修正后的伯努利方程对克服惯性力扩孔过程进行了计算,在忽略环向拉力的情况下,推导出扩孔速度随孔径的变化关系和射流侵彻混凝土的扩孔公式,并进行了编程计算和试验验证。将理论值与试验数据进行对比,结果表明,该公式满足混凝土扩孔工程计算的要求,对串联侵彻战斗部前级聚能装药结构设计具有一定的指导意义。     

单锥罩成型装药环起爆对侵彻体形成的影响研究

采用LS-DYNA数值仿真软件,研究了单锥罩成型装药在典型的正向和逆向环起爆下,药型罩锥角、壁厚、壁厚差等结构参数对侵彻体形成的影响。仿真结果表明：当锥角小于120°时,逆向和正向环起爆均可获得高速金属射流;锥角大于135°时,正向起爆可形成杆式射流。仿真结果与试验结果吻合较好。     

结构参数对爆炸成型弹丸性能影响的研究

为研究聚能装药结构参数对爆炸成型弹丸性能的影响,利用三维动力有限元程序,对爆炸成型弹丸形成过程进行了数值模拟,研究了装药长径比、装药密度、药型罩材料、起爆方式以及壳体厚度对爆炸成型弹丸性能的影响规律。根据研究结果,设计了一种较优化的聚能装药,并进行了聚能装药侵彻混凝土靶板实验。实验结果表明,设计的EFP聚能装药对混凝土靶板有较好的开坑效果,开坑孔径和孔深分别接近装药口径的0.6倍和6.4倍。     

线型聚能装药优化设计

对80mm厚的大型铝罐进行爆炸切割,需要设计柔性线型聚能装药,采用比较成熟的正交设计法进行优化设计.利用正交表安排试验,然后用数值模拟数据代替试验数据,采用综合平衡法分析数值模拟结果,得出优化后的结构参数,并用试验验证数值模拟的正确性.     

封闭式聚能装药爆炸噪声控制装置实验研究

为了降低聚能装药爆炸时的噪声,设计了一种封闭式消声装置,对不同结构、不同参数装置进行了消声实验研究。实验中,选用了多种材料作为填充材料。实验结果表明:该装置应选取泡沫塑料作为填充材料,其力学性能良好、成本低;同时能稳定穿透40 mm厚均质45#钢靶板;具有足够强度,能有效降低噪音。