2)杀伤威力设计
该阶段应解决的问题是要根据给定的设计指标,杀伤半径≥25m,选择破片体类型,根据所选择破片体类型确定计算公式,计算破片质量分布、空间分布、数量、初速与飞散角、杀伤半径、杀伤概率。 计算破片杀伤威力一般涉及到杀伤准则、Held公式、哥耐公式、扇形靶杀伤面积和飞散角公式等。
3)破甲威力设计
该阶段应解决的问题是要根据聚能战斗部对钢板的破甲效应计算破甲威力。设计药型罩,其中包括药型罩形状、锥角、壁厚、材料四个方面。选择装药种类、结构与尺寸等。由于所给的破甲威力指标为斜侵彻,为了降低仿真难度,减少仿真时间,可根据经验公式先进行静态威力估算,将斜侵彻指标换算成垂直侵彻,对设计出的战斗部结构建立ANSYS/AUTODYN二维模型,仿真静爆条件下破甲射流形成与侵彻钢制靶板过程,分析战斗部破甲威力。
4)攻坚威力设计
该阶段应解决的问题是要根据动能弹对混凝土的侵彻效应计算战斗部攻坚威力。根据所给的威力指标(侵彻钢筋混凝土 300mm),计算设计弹丸头部。由于在着靶过程中,战斗部的着靶强度对药形罩、装药安全性、攻坚威力等有很大影响,故还须对战斗部着靶强度进行校核。对于攻坚威力,可用侵彻深度的经验公式进行计算,建立战斗部侵彻混凝土靶的LS-DYNA3D仿真模型,得到战斗部侵彻深度—时间曲线与速度—时间曲线,分析战斗部攻坚威力;对于导弹战斗部着靶强度,可用ANSYS的后处理软件PrePost生成战斗部侵彻靶板时的应力—时间曲线与应变—时间曲线,分析着靶过程中弹体、装药及药型罩的应力、应变情况与着靶安全性。
2 多功能导弹战斗部总体设计方案
由于战术技术指标中无引信指标,所以本文战斗部设计不考虑引信。战斗部战技指标中要求战斗部实现破甲、杀伤、攻坚三种功能,在实现战技指标的基础上,参照已有多功能战斗部总体设计,可以得出下面几种战斗部总体结构设计方案。
方案1:1—壳体;2—药形罩;3—装药;4—弹底
方案2:1—弹头部;2—药型罩;3—装药;4—金属套筒;5—预制破片;6—装药壳体
方案3:1—弹头部;2—药型罩;3—装药;4—弹体;5—预制破片
方案4:1—弹头部;2—药型罩;3—装药;4—弹体
图2。1 战斗部总体设计方案
这四种方案也可以通过各部件间的再组合,生成其他战斗部总体方案。
2。2 总体方案比较与选择
由于战技指标中有破甲威力要求,所以四种方案中均有药型罩。除此外,四种方案中弹头部形状、杀伤威力实现方案、药型罩形状、弹壳体、装药形状均有不同,需要根据战斗部功能要求对以上几种总体结构方案进行比较与选择。论文网
2。2。1 弹头部
弹头部形状主要有直线形、抛物线形、椭圆形形、圆形四种,此外也有以上四种线型的组合型,如图2。2所示。
图2。2 弹头部母线形状
其影响的主要是侵彻混凝土深度,不同母线形状的弹头部侵彻靶板时所产生的阻力不同。由参考文献[46]可知卵形头弹的侵彻深度与剩余速度较大。为实现弹体圆柱部与弹头部联接处能光滑过渡,以上四种方案中均采用卵形弹头部母线。对于卵形弹头部而言,头部曲率半径与弹丸直径之比越大,其头部系数越大,弹丸的最大攻坚深度越大,相应的弹头部长度也越大。弹头部长度与射流侵彻时的炸高有关,在射流断裂前,聚能射流破甲威力随炸高的增大而增加,聚能射流断裂后,其威力随炸高的增加而减小,将分别在攻坚威力与破甲威力设计中具体体现。