杆条破片国内外研究现状
时间:2017-05-25 16:52 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 杆条破片作为分离杆式战斗部、连续杆式战斗部、离散杆式战斗部毁伤目标的主要毁伤元素，国内外一直在不断地进行研究，杆条破片对空中目标的毁伤效果现已有了大幅度提高。美国的响尾蛇AIM 29L、俄罗斯的P273近距格斗空对空导弹采用了离散杆式战斗部，美国的“麻雀”导弹，意大利的“腹蛇”导弹采用了连续杆式战斗部，我国也在采用杆条破片战斗部。9161 对于杆条破片的研究，国内外一般都采用以下三种方法：理论研究、数值模拟和实验法。 1.2.1 理论研究 胡景林、张运法等人对杆状破片对A3钢靶的极限穿透速度研究的同时研究了杆状破片着靶瞬时的迎风面积，迎风面积是指破片在其速度矢量方向上的投影面积，因为杆状破片着靶瞬时迎风面积的大小对破片侵彻靶板有很大的影响[1]。杆状破片被视为一种特殊的破片，应用普通破片对靶板的极限穿透速度经验公式： 式中： 为经验极限穿透速度， 为等效靶厚度(杆状破片时，取临界切口深度)；m为破片质量， 为着角，若考虑速度垂直于靶表面的分量，则 =0；A为撞击时的“迎风”面积， 、 、 、 为经验常数(与弹靶材料有关)。 破片的飞行性能及极限穿透速度与破片迎风面积有关，在飞行中破片姿态是不稳定的，在弹道上可能任意翻滚，这时所受空气阻力将取决于平均迎风面积。当杆状破片碰击和穿透目标时，由于靶板厚度较小，故可忽略穿靶过程中破片姿态的变化。因此，在研究破片对目标的侵彻穿透作用时，其受阻面积可取为着靶瞬时的迎风面积。 作者介绍了优尔方体破片瞬时迎风面积计算方法：设优尔方体破片的三边棱长，按长短排列分别为a，b，c，并按图1.1所示方式置于单位球的中心，其长轴与球的极轴重合。破片的飞行方向n可用球坐标( )表示(其中 称为纬角， 称为经角)，也可用微元立体角dΩ的轴线表示。破片在n方向的投影面积 (即瞬时迎风面积)可写为： 式中A，B，C分别为优尔方体三个面积ab，ac，bc之值，由此可求的瞬时迎风面积最大、最小值时的函数关系。 瞬时迎风面积最大时：瞬时迎风面积最小时：图1.1 破片飞行速度的空间方位 黄静、张庆明、李晋庆等人分析并研究了可控离散杆式破片的可控原理以及离散杆式破片对目标的破片机制[3]。可控离散杆式破片是将不连续的杆式破片非平行地排布于装药的外圆周上，引爆装药后,杆式破片上各点作用力矢量和初速矢量不同，杆在向外飞行的过程中产生旋转，由于杆式破片的初速矢量设计中是可控的，且杆式破片之间相互是不连续,因此称之为可控离散杆式破片。作者对可控离散杆式破片的可控原理分为运动机制和转动方程两方面进行了研究。可控离散杆式破片的动力学分析图，如图1.2所示。 运动机制：对单枚离散杆式破片进行动力学分析，杆长为l，倾角为α。由牛顿第二定律和动量守恒定理可知： 式中： 是装药爆炸产物对杆的推力， 是杆的质量，v是杆向外飞行的速度， 是杆的质量线密度，f是杆单位长度上的推力， 是推力作用时间。 杆两端沿着各自位置a点、b点以速度 径向运动，受到的力分别是 ，由于装药爆炸后同时对杆上各点施加的力是等值的，因此整个杆上速度的值 及受力的值 是相同的，但是方向不同[5]。因此： 式中“ ”号表示了杆顺时针或逆时针旋转的两种方式。由式可看出，α角的存在是杆产生旋转的原因，由于作用在杆上的力存在方向上的差异，最终杆在向外飞行的同时产生旋转。 转动方程：引爆装药后,爆轰产物推动杆向外飞行并旋转，其转速可以根据能量方程来确定。为了简化计算做如下假设：a.装药为瞬时爆轰,且作用到杆上时已经是圆柱形波；b.杆是刚性的，且装药爆轰前的位移是零；c.爆轰产物作用在杆上各点的力具有同时性和等值性；d.所有的杆均获得相同的速度，杆的飞行速度和转速沿径向距离线性分布。 (责任编辑：qin) |