组合效应战斗部对坦克及装甲车辆顶甲的毁伤效能研究

发布时间：2020-04-27 22:13

【摘要】：目前的陆地战场上,不仅存在坦克等重型装甲防护目标,而且存在步兵战车及各式装甲车辆等轻型装甲防护目标。而随着现代陆地战场态势复杂度的提高,单一爆炸成型弹丸聚能型战斗部难以在实现较高穿深的基础上实现广域覆盖毁伤,而多爆炸成型弹丸虽然可以扩大毁伤范围,但对目标装甲的穿深与单一爆炸成型弹丸相比,则严重下降。为兼顾实现较大的穿深与毁伤范围,组合效应战斗部(Combined Effects Warhead,CEW)成为提高战斗部毁伤能力的一个重要发展方向。为了更好地进行组合效应战斗部设计,提高对现代坦克及装甲车辆顶甲的毁伤威力,本文在前人工作的基础上,设计了一种聚能装药结构,可以同时形成一个中心EFP与多个周边EFP。其次,利用非线性动力学软件LS-DYNA对组合效应战斗部的爆炸成型过程进行了数值仿真。接着从药型罩结构参数等方面对中心EFP的速度与长径比分别进行了正交优化,得出了速度最高的参数组合和长径比最好的参数组合。最后对所选方案的中心EFP与周边EFP的侵彻能力进行了分析。研究结果表明:(1)在装药高度、最大壳体外径等组合效应战斗部整体结构参数确定的情况下,药型罩结构参数对于毁伤元的成型具有重要的影响。(2)当中心药型罩的曲率半径等于口径时,能形成具有良好气动稳定性的EFP;随着中心药型罩的壁厚的增加,中心EFP的速度也随之减小;当中心药型罩罩顶壁厚与罩底壁厚相同时,中心EFP成型最好。(3)周边药型罩的曲率半径越大,形成的周边EFP的长径比就越大;周边药型罩壁厚增大时,周边EFP的平均速度也随之减小。铝作为周边药型罩材料时,周边EFP速度梯度过大,造成拉断;钢作为周边药型罩材料时,由于其塑性不好,每个周边EFP断裂成两个破片;铜、钽作为周边药型罩材料时会形成细长的密实EFP;钨作为周边药型罩材料时,会形成形状不规则的短粗的半球体。(4)在大炸高的应用条件下,对EFP成型进行正交优化时,仅将速度与长径比作为优化目标不足以选出最优的参数组合方案,还应该考虑EFP的气动稳定性。(5)组合效应战斗部形成的中心EFP与周边EFP实现了对坦克及装甲车辆顶部装甲的高效毁伤。
【图文】：

Richard.Fong等人的组合效应战斗部专利方案

Fong等人对组合效应战斗部的数值模拟与实验结果对比
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ410.33;TJ810

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本文编号：2642710