扇形装药结构预制破片飞散控制研究(2)
目次I
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 展开式定向战斗部简介 1
1.3 爆轰波形控制研究现状 2
1.4 破片定向飞散研究现状 3
1.5 研究内容方法和过程 . 4
2 扇 形 装 药 结 构 预 制 破 片 飞 散 控 制 理论分析 6
2.1 扇形装药结构设计 .. 6
2.2 爆轰波驱动破片飞散理论模型 7
2.3 预制破片飞散理论分析 7
2.3.1 破片初速.. 7
2.3.2 破片的飞散角 8
2.4 本章小结 . 10
3 数值仿真研究 11
3.1 有限元模型 11
3.2 起爆方式的影响 . 12
3.2.1 起爆方式对爆轰波形的影响. 13
3.2.2 起爆方式对破片飞散的影响. 15
3.3 夹层装药的影响 . 19
3.3.1 夹层装药结构对爆轰波形的影响.. 19
3.3.2 夹层装药对破片飞散的影响. 20
3.4 本章小结 . 23
4 试验研究.. 25
4.1 试验布置与测试原理 .. 25
4.2 试验结果及分析 . 27
4.2.1 破片空间分布. 27
4.2.2 破片速度分布. 28
4.3 本章小结 . 30
结论 31
致谢 32
参考文献. 33
1 绪论 1.1 研究背景 所谓的扇形装药结构是应用于展开式定向杀伤战斗部的一种装药结构，而展开式定向战斗部作为一种新型的定向战斗部， 能根据引信给出的起爆信号自动选择起爆方位， 将有效载荷全部投掷到目标方向， 大大提高了对目标的杀伤概率[1]。在现今空中目标速度越来越快、机动性和防护性越来越强，并且提高制导精度成本极高不易于实现。为了更好的实现现代防空的需要，展开式定向战斗部得到了广泛的关注，发展迅速。相比于普通战斗部的毁伤元素大多沿 360°周向均匀分布，能遇到目标并造成毁伤的毁伤元素相当少，毁伤元素利用率低下，毁伤效能弱。定向战斗部能使得毁伤元素集中于目标方向，并且可以形成毁伤方向的破片速度增益区，即毁伤元素增益区。有效地提高了战斗部毁伤元素利用率，提高了战斗部的杀伤性能，因而定向战斗部有着很大的研究意义。 作为一种新型的战斗部，展开式定向战斗部的作战过程就是先借助辅装药的爆轰能量使战斗部展开，同时在最佳角度下起爆，达到定向毁伤作用。由于展开式定向战斗部在不同的起爆方式和不同的装药结构下所产生的破片数、破片覆盖率以及破片初始速度不同，带来的毁伤效应也相应不同，为满足今后战场上的毁伤要求，对展开式定向战斗部的结构研究和破片增益、破片密集度的研究在不断的演变和进步。近几十年来随着科技技术的不断创新和发展，计算机技术开始被应运用于实验研究中，通过有限元数值建模方法研究展开式战斗部的方法在不断的变化。本研究使用仿真软件进行仿真模拟，得到破片空间及速度分布的仿真结果，建立正确的仿真结构；同时通过实验研究方法进行测量，得到扇形装药结构的定向战斗部破片飞散的描述及控制，进一步分析总结在不同起爆方式和装药结构下对破片飞散场及速度的影响规律，最后得到扇形装药结构的展开式定向战斗部在不同的起爆方式和装药结构中相应的结论。
1.2 展开式定向战斗部简介 展开式定向战斗部是对付空中目标、地面轻型装甲目标以及交通枢纽、机场、桥梁等目标，并且是实施封锁的重要手段，由于其优越的作战能力而备受欢迎，各国均对其投入了大量研究，成果显著。其典型结构模型如图 1-1 所示,由隔离层、铰链、压电晶体、主装药、小型聚能装药、片状装药、破片层和传爆管组成。圆柱形的战斗部划分为四个由铰链互相铰接的扇形体，预制破片均匀的排列在各扇形体的圆弧表面上，各个扇形体之间采用隔爆层分隔，利用隔爆层中紧靠两个铰链的地方各自安放一个小型聚能炸药，沿着扇形体两个平面中心各有一个连接用于起爆该扇形体形状的主装药传爆管，此外在靠近中心有与战斗部等长的片状装药，两铰链间有一压电晶体。当战斗部由辅装药的起爆展开到一定角度并确定要攻击的位置后，远离攻击位置的一侧小聚能炸药率先起爆，同时切断连接扇形体的两个铰链。同一时间，此处的片状装药也起爆，使四个扇形体以剩下的三对铰链为中心为轴展开，达到最佳攻击位置后，压电晶体受压并产生高电流高电压冲击给传爆管，引爆主炸药，使破片飞向指定的目标方位去[2]。
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