一种多模战斗部的数值模拟与试验研究
发布时间：2022-01-26 15:49
多模战斗部近年来成为国内外弹药领域的热点问题,其具有一发战斗部可以产生多种模式毁伤元的特征,如产生爆炸成形弹丸（EFP）、射流（JET）、杆式射流（JPC）、破片（Fragment）,在巡飞弹领域具有重要应用。本研究提出了一种装药结构,主要特征是在药形罩前加置炸药,并在药形罩与主装药之间预留空间,通过控制前置装药与主装药的间隔起爆时间,使药形罩在受主装药压垮之前变形成不同的形状,从而产生EFP、JPC、JET三类毁伤元。对该装药结构开展数值模拟研究,讨论了间隔起爆时间对毁伤元性能的影响,确定了 EFP、JPC、JET模式对应的间隔起爆时间分别为Ous、20us、65us,并对毁伤元的成形过程进行了计算仿真,发现EFP、JPC、JET分别对应的长度为73mm、119mm、161mm;头部速度为3573m/s、5062m/s、6365m/s;三类毁伤元的形态及速度特征明显,并接近普通的毁伤元。最终进行了该形装药的侵彻试验,从试验结果来看,EFP、JPC、JET对应的钢靶侵彻深度分别为:135mm（1.59D）、300mm（3.23D）、450mm（5.29D）,三类毁伤元的侵彻效果具有明显...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２典形金属射流??
ＥＦＰ成形过程的数学理论。目前对ＥＦＰ的研宄主要是通过试验和数值模拟两种途径Ｐ－Ｗ。??图１．１典形爆炸成形弹丸??聚能射流作为一种传统的聚能侵彻体结构形式，如图１．２所示，射流为一细长体，??其侵彻能力强，其头部速度一般处于５０００至１００００ｍ／ｓ之间，尾部速度在５００至１０００ｍ／ｓ??之间，射流的头尾速度差较大，即具有较大的速度梯度，导致其有效作用距离有限，在??最佳炸高下可以达到约１０倍装药口径的穿深，但是随着炸高的增加，射流的侵彻能力??由于断裂而下降很快［？３］。??图１．２典形金属射流??聚能杆式侵彻体（ｊｐｃ），又称聚能杆式射流，对ＪＰＣ的研宄是近十几年才开始兴起??的，ＪＰＣ战斗部的药形罩是介于ＥＦＰ和ＪＥＴ之间的，因此ＪＰＣ的速度、形状也是介于两??者之间。其速度可以达到３０００－５０００ｍ／ｓ，由于头尾速度差低于射流，其在５０倍炸高的??情况下仍然不会断裂，ＪＰＣ对药形罩的利用率高于９０％，并具有强于ＥＦＰ的侵彻能力。??ＪＰＣ毁伤元对混凝土目标具有很强的侵彻能力
较高并拉长的聚能杆式侵彻体??ｒ＾ｇ／ｇｇ＾ｍｓ＾＾？??图１．３聚能杆式射流??在装药周向可以布置多个小药形罩，沿炸药轴线起爆，可以获得多个ＥＦＰ，又称??ＭＥＦＰ?（Ｍｕｌｔｉ?Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ?Ｆｏｒｍｅｄ?Ｐｅｎｅｔｒａｔｅｒ）??１．３多模战斗部国内外研宄现状??近十年来，国外对多模战斗部的研宄与开发非常活跃，取得了显著成果，最有代表??性的例子是美国洛克希德？马丁公司１９９４年开始研制ＬＯＣＡＡＳ—自主攻击弹药。??洛卡斯（ＬＯＣＡＡＳ）子弹药采用了三模式爆炸成形侵彻体（ＪＰＣ、ＥＦＰ、ＭＥＦＰ）战??斗部，可实现对人员（软目标或半硬目标）、轻＼重装甲目标的有效打击，具有在复杂的??战场环境中自动搜索、捕获并摧毁关键目标的能力ｍ。??ＢＨ＾９??图１．?４?ＬＯＣＡＡＳ巡飞弹?图１．?５多模战斗部??雷声公司研制的精确攻击导弹（ＰＡＭ）和洛克希德？马丁公司研制的（ＬＡＭ）均配??装多模战斗部。ＰＡＭ导弹的战斗部重达１２．?７ｋｇ，是ＬＡＭ的３倍，可用于攻击如坦克类??的重形装甲目标或者软目标、中等强度的防御工事。巡飞攻击导弹（ＬＡＭ）的战斗部用??于攻击轻形装甲目标，高价值点目标，非装甲编队等??除美国外，俄罗斯、以色列、英国、德国、意大利、法国等发达国家也加入到多模??巡飞弹药的发展行列。英国在研的低成本巡飞弹（ＬＣＬＣ）、以色列在研的单兵使用巡飞??弹等均采用多模战斗部技术??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]药型罩破片群成型的数值仿真和实验研究[J]. 龚柏林,初哲,王可慧,耿宝刚,吴海军,吴崇欣. 现代应用物理. 2015(03)
[2]EFP战斗部破片场复合技术研究[J]. 龚柏林,王可慧,初哲,吴海军,耿宝刚,吴崇欣. 弹道学报. 2015(01)
[3]刻槽式MEFP的成形及侵彻钢靶模式[J]. 相升海,徐文龙,张健,王猛,黄德武,王迪. 爆炸与冲击. 2015(01)
[4]K装药杆式射流形成及侵彻研究[J]. 周欢,李伟兵,李文彬,陈闯,吴巍. 弹道学报. 2014(03)
[5]串联战斗部前级K装药结构的优化设计[J]. 陈闯,李伟兵,王晓鸣,李文彬,吴巍. 高压物理学报. 2014(01)
[6]杆式射流与射流转换的双模战斗部优化设计[J]. 李伟兵,樊菲,王晓鸣,李文彬,丁斌. 兵工学报. 2013(12)
[7]MEFP刻槽式药型罩成型过程的数值模拟[J]. 张健,姜昆,相升海,王猛,黄德武. 沈阳理工大学学报. 2013(04)
[8]多模式EFP战斗部毁伤性能试验[J]. 解文辉,黄长友,安国辉. 四川兵工学报. 2013(03)
[9]双模战斗部结构正交优化设计[J]. 陈奎,李伟兵,王晓鸣,韩玉,彭正午. 含能材料. 2013(01)
[10]灵巧弹药发展概述[J]. 孙传杰,钱立新,胡艳辉,高海鹰,刘飞. 含能材料. 2012(06)
博士论文
[1]高速杆式弹丸的成形机理和设计技术[D]. 谭多望.中国工程物理研究院 2005
[2]塑料导爆管的起爆、传爆及输出性能研究[D]. 刘大斌.南京理工大学 2002
硕士论文
[1]模式转换战斗部EFP/破片毁伤元成形特性[D]. 耿梓圃.北京理工大学 2015
[2]多模毁伤元EFP与JPC转换机理研究[D]. 陈忠勇.南京理工大学 2011
[3]聚能装药形成射流的仿真计算与理论研究[D]. 纪国剑.南京理工大学 2004
本文编号：3610755
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２典形金属射流??
ＥＦＰ成形过程的数学理论。目前对ＥＦＰ的研宄主要是通过试验和数值模拟两种途径Ｐ－Ｗ。??图１．１典形爆炸成形弹丸??聚能射流作为一种传统的聚能侵彻体结构形式，如图１．２所示，射流为一细长体，??其侵彻能力强，其头部速度一般处于５０００至１００００ｍ／ｓ之间，尾部速度在５００至１０００ｍ／ｓ??之间，射流的头尾速度差较大，即具有较大的速度梯度，导致其有效作用距离有限，在??最佳炸高下可以达到约１０倍装药口径的穿深，但是随着炸高的增加，射流的侵彻能力??由于断裂而下降很快［？３］。??图１．２典形金属射流??聚能杆式侵彻体（ｊｐｃ），又称聚能杆式射流，对ＪＰＣ的研宄是近十几年才开始兴起??的，ＪＰＣ战斗部的药形罩是介于ＥＦＰ和ＪＥＴ之间的，因此ＪＰＣ的速度、形状也是介于两??者之间。其速度可以达到３０００－５０００ｍ／ｓ，由于头尾速度差低于射流，其在５０倍炸高的??情况下仍然不会断裂，ＪＰＣ对药形罩的利用率高于９０％，并具有强于ＥＦＰ的侵彻能力。??ＪＰＣ毁伤元对混凝土目标具有很强的侵彻能力
较高并拉长的聚能杆式侵彻体??ｒ＾ｇ／ｇｇ＾ｍｓ＾＾？??图１．３聚能杆式射流??在装药周向可以布置多个小药形罩，沿炸药轴线起爆，可以获得多个ＥＦＰ，又称??ＭＥＦＰ?（Ｍｕｌｔｉ?Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ?Ｆｏｒｍｅｄ?Ｐｅｎｅｔｒａｔｅｒ）??１．３多模战斗部国内外研宄现状??近十年来，国外对多模战斗部的研宄与开发非常活跃，取得了显著成果，最有代表??性的例子是美国洛克希德？马丁公司１９９４年开始研制ＬＯＣＡＡＳ—自主攻击弹药。??洛卡斯（ＬＯＣＡＡＳ）子弹药采用了三模式爆炸成形侵彻体（ＪＰＣ、ＥＦＰ、ＭＥＦＰ）战??斗部，可实现对人员（软目标或半硬目标）、轻＼重装甲目标的有效打击，具有在复杂的??战场环境中自动搜索、捕获并摧毁关键目标的能力ｍ。??ＢＨ＾９??图１．?４?ＬＯＣＡＡＳ巡飞弹?图１．?５多模战斗部??雷声公司研制的精确攻击导弹（ＰＡＭ）和洛克希德？马丁公司研制的（ＬＡＭ）均配??装多模战斗部。ＰＡＭ导弹的战斗部重达１２．?７ｋｇ，是ＬＡＭ的３倍，可用于攻击如坦克类??的重形装甲目标或者软目标、中等强度的防御工事。巡飞攻击导弹（ＬＡＭ）的战斗部用??于攻击轻形装甲目标，高价值点目标，非装甲编队等??除美国外，俄罗斯、以色列、英国、德国、意大利、法国等发达国家也加入到多模??巡飞弹药的发展行列。英国在研的低成本巡飞弹（ＬＣＬＣ）、以色列在研的单兵使用巡飞??弹等均采用多模战斗部技术??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]药型罩破片群成型的数值仿真和实验研究[J]. 龚柏林,初哲,王可慧,耿宝刚,吴海军,吴崇欣. 现代应用物理. 2015(03)
[2]EFP战斗部破片场复合技术研究[J]. 龚柏林,王可慧,初哲,吴海军,耿宝刚,吴崇欣. 弹道学报. 2015(01)
[3]刻槽式MEFP的成形及侵彻钢靶模式[J]. 相升海,徐文龙,张健,王猛,黄德武,王迪. 爆炸与冲击. 2015(01)
[4]K装药杆式射流形成及侵彻研究[J]. 周欢,李伟兵,李文彬,陈闯,吴巍. 弹道学报. 2014(03)
[5]串联战斗部前级K装药结构的优化设计[J]. 陈闯,李伟兵,王晓鸣,李文彬,吴巍. 高压物理学报. 2014(01)
[6]杆式射流与射流转换的双模战斗部优化设计[J]. 李伟兵,樊菲,王晓鸣,李文彬,丁斌. 兵工学报. 2013(12)
[7]MEFP刻槽式药型罩成型过程的数值模拟[J]. 张健,姜昆,相升海,王猛,黄德武. 沈阳理工大学学报. 2013(04)
[8]多模式EFP战斗部毁伤性能试验[J]. 解文辉,黄长友,安国辉. 四川兵工学报. 2013(03)
[9]双模战斗部结构正交优化设计[J]. 陈奎,李伟兵,王晓鸣,韩玉,彭正午. 含能材料. 2013(01)
[10]灵巧弹药发展概述[J]. 孙传杰,钱立新,胡艳辉,高海鹰,刘飞. 含能材料. 2012(06)
博士论文
[1]高速杆式弹丸的成形机理和设计技术[D]. 谭多望.中国工程物理研究院 2005
[2]塑料导爆管的起爆、传爆及输出性能研究[D]. 刘大斌.南京理工大学 2002
硕士论文
[1]模式转换战斗部EFP/破片毁伤元成形特性[D]. 耿梓圃.北京理工大学 2015
[2]多模毁伤元EFP与JPC转换机理研究[D]. 陈忠勇.南京理工大学 2011
[3]聚能装药形成射流的仿真计算与理论研究[D]. 纪国剑.南京理工大学 2004
本文编号：3610755
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