火工分离螺母作动噪声的预示和解耦

火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险。利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动噪声的来源和产生机理,结合试验和仿真模型计算了各声源的辐射声功率,对噪声源进行了定量解耦。研究结果表明,在10～6 000 Hz的频段内,内套筒撞击的贡献量约为50%,螺母瓣撞击的贡献量约为23%,燃烧噪声的贡献量不到1%,但是在低于400 Hz的低频段内,燃烧噪声的贡献较大,约为22%,仿真结果与试验测试结果一致性较好。     

一种间隙弱化爆炸零门的仿真与试验

为了提高爆炸零门的作用可靠性,利用ANSYS/LS-DYNA程序对装药尺寸为0.8 mm×0.8 mm,不同间隙厚度的传统间隙零门和间隙弱化零门进行了数值模拟和理论分析,并通过试验对仿真结果进行了验证。仿真和试验结果表明,在传统间隙零门的基础上,增加间隙厚度,并增设圆形空气隙来弱化零门间隙强度,有助于冲击波的衰减和零门间隙的打开,零门间隙厚度的可靠性窗口从0.6~0.7 mm提高为0.7~1.0 mm,明显提高了爆炸零门的作用可靠性。     

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。     

剪切式爆炸螺栓火工冲击作用解耦试验及特性

为了辨识剪切式爆炸螺栓冲击产生的来源,设计了有预紧力、无预紧力、无活塞剪切和仅火药燃烧四种不同状态的爆炸螺栓,实现了火药燃烧、活塞剪切薄弱面、活塞行程末端碰撞和预紧力释放四种冲击源的解耦,利用压阻加速传感器测量其在60 cm×60 cm×1 cm的等效铝板上距冲击源中心15 cm处的响应加速度,以此计算出了各冲击源的冲击响应谱,并与整个事件的冲击响应谱进行对比分析。结果表明,不同冲击源的特性不同,火药燃烧诱导的冲击主要表现为高频,而活塞剪切薄弱面和活塞行程末端碰撞引起的冲击集中在中低频。在整个频域内,预紧力释放是整个冲击响应输出的主要贡献者,大约占57.51%,而火药燃烧、活塞剪切和活塞碰撞三个冲击源的贡献相当。     

分离螺母多种火药燃烧模型及影响因素

为准确预示反推式分离螺母各运动组件的分离行为,建立考虑多种火药燃烧、热散失、密封圈摩擦力、内部机构多阶段运动的数学模型。模型模拟得到的腔内压力等分离特性参量与实测值相吻合。与忽略热散失与密封圈摩擦力的模型预测结果相比,该模型对腔内压力等参量的预测结果更接近实测值,可避免腔内峰值压力33%、内套筒峰值速度47%的过预示。使用建立的模型分析装药量对分离特性的影响规律。分析结果表明：采用新模型可适当增加药盒装药量,大幅减少快燃速Al/KClO₄药量,有利于提高分离可靠性、降低分离冲击。