云爆弹二次引信抛射时环境参量测试

1.概述云爆弹亦称燃料空气弹药,美国在越南战场上曾经使用过,当时被称为窒息弹或气浪弹,在这次海湾战争中关于云爆弹的报道较多,它已成为世人关注的武器之一。图1是云爆子弹的示意图,一般情况下由三个子弹串联装入母弹内,用飞机或导弹将母弹送至目标区,在离地面200～500米高度母弹开仓将子弹抛出,子弹上的降落伞打开使子弹系统缓慢降落,子弹     

一次引爆型燃料空气炸药装置结构的实验研究

本文介绍一次引爆燃料空气炸药（FAE）装置四种不同结构爆炸作用的实验结果。其结果表明,燃料分散的均匀性是影响一次爆燃料空气炸药爆炸效果的主要因素。非中心对称装药爆炸分散造成云雾分布的非均匀性,爆炸效果较差;中心对称装药有利于形成环向均匀分布的云雾区,改善爆炸作用效果。     

云雾爆轰引信炸点位置及延期时间的确定

云爆弹的爆轰率及爆轰后产生的超压值是云爆弹的主要战术技术指标,这又主要取决于云雾爆轰引信在云雾层内的炸点位置和爆炸时机。因此,确定云雾爆轰引信的炸点位置和延期作用时间是云爆武器研制过程中的主要研究内容。本文根据研制中获取的云雾扩散数据以及引信抛射有关数据,通过图解的方法可预测和确定在一定的弹——引匹配条件下的引信炸点位置和延期作用时间,为缩短云爆武器的研制周期和解决弹——引匹配提供一种有效的方法。     

云爆弹及其引信

云爆武器是近期发展起来的一种新系列战术武器。云爆武器的出现,弥补了常规武器和核武器之间的威力空白,已引起各国的重视。云爆武器主要用于大面积杀伤敌有生力量,摧毁敌军事目标和设施。它的作用方式和毁伤机理区别于其它常规弹药。本文主要阐述云爆弹作用特点、毁伤和云爆机理,云爆效果以及云爆引信的主要功能。     

一种整体型云爆弹及其引信系统浅析

云爆弹是一种面毁伤武器，装药为燃料空气炸药，其有效破坏面积是同等重量ＴＮＴ的３￣５倍，同时具有堑壕效应、爆破效应、扫雷效应等多种作用。从结构上分，一般有子母型和整体型两种。如美国的ＢＬＵ系列的云爆弹，内装有３枚子炸弹，是典型的子母型。本文介绍的某型云爆弹为整体型，圆径为５００ｋｇ，适用于高速飞机外挂和投放，最小安全投弹高度为２００ｍ，采取二次起爆技术，属云爆弹的第二代产品。并粗略分析了该型云爆弹及     

红外热成像技术在云团爆炸测温中的应用

利用红外热成像技术研究了具有云团爆炸性质的燃料空气炸药(FAE)的爆炸温度场.实验测试了两发液体FAE和一发固体FAE试验弹的爆炸温度参数,得到了爆炸火球温度的时空分布,并根据火球温度分布分析了燃料的抛撒情况.结果表明,在装药量相同的情况下,固体FAE和液体FAE的爆炸火球表面温度分别比TNT高22.3%和6.2%,1000℃以上高温持续时间是TNT的1.95和1.23倍;液体燃料爆炸形成的火球覆盖面积比固体云爆剂大;预制刻槽的薄壁弹体更利于燃料的抛撒和分散.     

燃料空气炸药作为反舰导弹战斗部装药的可行性研究

燃料空气炸药是一种新的爆炸能源。燃料空气炸药中的燃料,通常是挥发性的碳氢化合物,如环氧乙烷、环氧丙烷、甲烷等。这类燃料与空气中的氧以适当的比例较均匀地混合后引爆产生爆轰,所以称为燃料空气炸药。现用的环氧乙烷,当它与空气混合,且混合比在6～24％(按体积)范围内,才具有爆轰性质。环氧丙烷与空气形成的混合物,其爆轰混合比的极限范围为2.5～38.5％(按体积)。燃料空气炸药,从本质上讲,它是燃料与空气中的氧组成的炸药,如果没有空气中的氧,便不成为燃料空气炸药。     

应用比色测温仪测量燃料空气炸药爆炸过程温度响应

基于光辐射原理,建立了红外比色辐射高温测量系统并对燃料空气炸药分散爆轰过程中的温度响应进行了实时测量,得到了一次引爆型燃料空气炸药和二次起爆型燃料空气炸药爆炸的温度响应,并对两种不同型式的燃料空气炸药的爆炸温度场及其特点进行了对比分析。结果表明,与二次引爆型燃料空气炸药爆炸相比,一次引爆型燃料空气炸药爆炸的最高温度较高,持续时间较长。     

一种整体型云爆弹及其引信系统浅析

云爆弹是一种面毁伤武器，装药为燃料空气炸药，其有效破坏面积是同等重量ＴＮＴ的３～５倍［１］，同时具有堑壕效应、爆破效应、扫雷效应等多种作用。从结构上分，一般有子母型和整体型两种。如美国的ＢＬＵ系列的云爆弹，内装有３枚子炸弹，是典型的子母型［２］。本文介绍的某型云爆弹为整体型，圆径为５００ｋｇ，适用于高速飞机外挂和投放，最小安全投弹高度为２００ｍ，采取二次起爆技术，属云爆弹的第二代产品。并粗略分析了该型云爆弹及其引信系统的特点和设计思想，希望能对云爆弹及其引信的研制有所启发。     

多相云雾爆炸计算机仿真

以气固液多相云雾热力学和湍流燃烧理论为基础,对较大空间范围内燃料空气炸药爆炸进行了数值仿真,揭示了云雾爆炸过程中爆炸场参数的变化规律,该研究对于工业生产安全和燃料空气炸药武器研究具有重要意义.     

基于超声阵列的云爆燃料浓度分布评估试验方法

云爆燃料爆炸抛撒具有高动态性、冲击波湍流和瞬态特性,其燃料浓度分布是燃料空气炸药(FAE)战斗部设计与引信起爆设计的基础。基于脉冲超声在燃料云雾中的衰减特性,建立FAE爆炸抛撒的多点阵列式动态燃料浓度分布评估试验系统。通过获得的燃料云雾中不同位置的超声衰减曲线,对燃料浓度在时间/空间的变化规律进行评估。研究结果表明：FAE静态爆炸抛撒下,中心区燃料云雾浓度由低至高、再由高减低;偏离中心区越远,浓度低的分布特点。该评估方法可以有效表征云爆燃料抛撒过程的浓度分布,为FAE引信系统的最佳起爆时间与位置提供了试验方法与数据支撑。     

美军特种航空炸弹及其作战运用

美军特种航空炸弹主要型号有电磁脉冲炸弹、石墨炸弹、燃料空气炸弹及温压弹等.电磁脉冲炸弹是高功率微波武器,用于攻击敌防区.石墨炸弹属定位制导集束炸弹,用于攻击敌电力设施.燃料空气炸弹通过燃料气溶胶云团产生的剧烈爆炸或化学反,用于摧毁敌隐藏在坑道和掩体内的指挥中心.温压弹通过固体炸药气雾剂爆炸粒子云引爆形成极强爆炸力,用于城区和山地作战.     

含铝炸药与一次引爆FAE威力特性对比研究

为比较含铝炸药与一次引爆燃料空气炸药（FAE）威力特性,对JHL-2含铝炸药与一次引爆某燃料空气炸药公斤级爆炸冲击波参数进行了测试。结果表明,在相同装药体积情况下,距爆源水平距离为3m、5m和7m处,JHL-2冲击波峰值超压比一次引爆某燃料空气炸药分别提高了13．5％、39．0％和18．5％,正压区冲量提高了21．5％、22．7％和16．5％,正压作用时间略有下降,说明含铝炸药爆炸威力可以达到甚至超过一次引爆FAE。     

硼含量对燃料空气炸药爆炸性能影响的试验研究

为了解硼含量对燃料空气炸药爆炸性能的影响规律,将硼粉和铝粉作为高能金属燃料混合添加到燃料空气炸药（配方体系为铝/硼/环氧丙烷/石油醚/硝酸异丙酯）中,采用静爆试验法,对含硼量不同的燃料空气炸药爆炸超压、冲量及热效应进行研究。研究结果表明：随着燃料空气炸药中硼含量的增加,炸药的冲击波超压、超压冲量和热效应均先增大、后减小;当硼含量为12.5%时,炸药的地面冲击波超压冲量为112.51 KPa·s,比含铝样品高6.16%,空中冲击波超压冲量为63.42 KPa·s,比含铝样品高5.16%;当硼含量为12.5%时,最高爆炸温度是1 650 ℃,比含铝样品提高20 ℃,最大热辐射量为68.266 kJ/m²,比含铝样品的最大热辐射量提高约7.14%. 在含铝燃料空气炸药中添加少量硼粉,可以提高炸药的整体能量水平。     

固体与液体混合燃料抛撒过程数值模拟

固体与液体混合燃料通过爆炸驱动形成燃料空气炸药云团,其爆轰威力在很大程度上取决于云团的状态,云团分布是云爆装置设计的基础。通过数值模拟,研究了固体与液体混合燃料抛撒过程,在Fluent软件的基础上探索了固体与液体混合燃料抛散的数值模拟方法。计算得到的燃料抛撒随时间和空间的扩散过程,其中径向速度、云团范围和湍流过程与实验结果相吻合。研究结果表明,文中建立的数值模型和计算方法能够较好地模拟固体与液体混合燃料的云雾抛散过程,为云爆装置优化设计提供了基础数据。     

一次引爆型燃料-空气炸药的爆炸超压场及TNT比当量

介绍了爆炸超压场的测试方法,给出了几种一次引爆型燃料-空气炸药和对应高能炸药爆炸超压场超压峰值的试验结果并进行了比较;进一步计算了一次引爆型燃料-空气炸药的TNT比当量.     

云爆弹结构对爆炸威力影响规律的试验研究

为了准确获得云爆弹结构对其爆炸威力的影响规律,根据云爆弹的作用原理,设计了中心抛撒药、中心与周边辅助抛撒药2种典型结构的云爆试验装置;采用高速录像和壁面压力传感器,对其静爆试验的威力参数进行了测量和分析.试验结果表明,采用与云爆弹的优化结构相匹配的内壳体,可以显著提高云爆弹的能量利用率和远场超压,提高云爆弹的威力;中心与周边辅助抛撒药结构、钢内壳的试验装置为最佳装置,其火球直径达到30 m,平均TNT当量和14 m处的TNT当量最大值分别为2.19和3.17.     

燃料空气炸药固体燃料浓度动态分布试验研究

合适的燃料云团浓度是云爆燃料爆轰的前提条件,但是受到抛撒作用机理复杂、测试设备不完善等因素制约,针对云爆弹燃料云团浓度动态分布的试验研究还很欠缺。建立基于CMM-1浓度检测微系统的阵列式浓度测试系统,对由缩比抛撒装置产生的燃料云团浓度进行动态检测,形成燃料浓度随时间和空间的变化曲线,并获得了燃料浓度峰值的变化规律。试验结果表明：该试验装置和试验方法能够获得云爆弹燃料浓度的动态分布情况,可以为云爆弹战斗部设计和二次起爆设计提供技术支持。     

美苏海军使用的燃料空气炸药

在非核武器领域,为增强破坏威力而研制的新型战斗部(燃料空气炸药)已经在美国和苏联付諸使用,並在继续研制性能更为优越的类型。据云法国亦在研制中。 鑑于此种新型炸药有广泛用于海军武器的趋势,故以美国海军使用情况为主谈谈其概况。燃料空气炸药是以挥发性碳氢化物为基的炸药。与通常军用炸药梯恩梯同重量的情况下,其单位面积破坏力要此梯恩梯大得多;液态碳氢化物所形成的气溶胶云雾的爆炸临界压力降要小,故能获得此梯恩梯更大的有效破坏面积。     

复合分散药的性能及对FAE燃料分散的影响

设计了一种新型结构的复合分散药,用以取代常规燃料空气炸药(FAE)分散药,对复合分散药爆轰波传播模型、装药结构尺寸、芯药和外层炸药爆速、复合分散药占燃料质量分数对FAE爆炸云雾的形成和传播进行了分析研究。在此基础上,进行了以压装密度为1.72 g.cm-3、爆速为8400 m.s-1的8701炸药为芯药,以低密度硝基胍(NQ)为外层炸药,以环氧丙烷(PO)和宏观固态燃料为FAE燃料分散与引爆实验。结果表明,采用复合分散药,分散药燃料比超过1.3%,云雾未发生窜火,云雾形状基本为类草帽形,并可靠爆轰,这说明采取复合装药结构是完全可行的。