偏心起爆定向战斗部若干理论与技术研究

发布时间：2020-04-10 11:59

【摘要】：定向战斗部毁伤功能的实现高度依赖于引战配合效率和起爆系统功能。本研究利用数值模拟、理论推导和靶场试验等方法,对战斗部定向毁伤所涉及的引战配合、起爆方位控制及定向战斗部设计优化所涉及的破片速度理论、毁伤效能评估等关键技术进行了系统研究。主要的研究成果有:(1)基于一维等熵流体理论和Gurney公式,建立了求解偏心起爆定向战斗部破片速度分布的新方法;该方法不需要依靠试验确定未知参数,具有理论封闭性。(2)提出了研究多点同步起爆偏差对战斗部威力影响的方法,得到了起爆方式和战斗部结构对毁伤威力的影响、延时起爆对破片飞散方向影响的总体认识,为定向战斗部设计提供了参考。(3)设计了基于含能逻辑开关的混合异步与门,并以此为模块采用共用输入端的方法设计了六分位爆炸逻辑网络;设计了一入多出柔性线同步起爆网络,并提出了一种评估其爆轰波输出同步性的方法;将所设计的爆炸逻辑网络和柔性同步起爆网络集成装配组成了偏心定向起爆系统试验样机。(4)提出了利用激光束螺旋布置来测量弹体转速的方法,建立了考虑目标方位和弹体旋转的定向战斗部引战配合算法,可为定向战斗部其他引信体制的引战配合问题提供重要借鉴。(5)设计了圆柱形和六棱柱形战斗部原理样弹,试验结合仿真研究了偏心多点起爆时战斗部的威力增益情况,结果表明偏心两线起爆可提高圆柱战斗部破片速度30.6%、穿孔密度6.47%,可提高棱柱战斗部破片速度27.71%、穿孔密度34.09%;数值模拟研究结果与试验吻合较好,可作为进一步研究的基础。(6)研究了定向战斗部毁伤概率的计算方法,结合目标易损性分析,给出了棱柱和圆柱形定向战斗部在不同弹目距离下的毁伤概率。
【图文】：

破片飞散,起爆方式,定向战斗部

）第一阶段的研究成果和第二阶段的目标和研究内容。该研究计划的一项关键内容是研制自适应定向战斗部，此战斗部能够实现多个起爆点的精确起爆，采用同步或者时序起爆控制破片的三维定向飞散（如图1.1），能够针对每次遭遇产生独特的破片包络。对16种不同战斗部类型进行了试验、建模和毁伤概率计算，优选出了六面棱柱型的战斗部结构[21]。此种类型的战斗部结构可以使每个面上的破片汇聚飞散，形成六个密集破片束，类似于爆炸变形定向战斗部或者D型战斗部定向方向的破片飞散形式，可提高对目标的毁伤威力；对其采用偏心起爆不仅可以提高定向侧的目标速度，而且利用结构本身的优势可以弥补偏心起爆式定向战斗部破片密度增益的不足[22]。虽然国内外对定向战斗部的应用有较多的报道，但是真正能够透露出方案并进行实施的只有PIOS计划[23]。2

参数定义,破片速度

R为战斗部装药半径，如图1.2所示。试验结果表明该公式能够较好的计算目标方向的破片速度，但是在其他方向的破片速度计算值与试验吻合较差，特别是起爆点附近的破片速度，此时l。图1.2参数定义3
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ410.33

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