破甲/杀伤多用途战斗部结构设计及试验研究

为使战斗部能够打击多种目标,在保持原单兵破甲战斗部的质量、外形结构和破甲威力基本不变的条件下,利用新型薄型波形控制器、半预制壳体和精密破甲战斗部技术,设计了破甲/杀伤多用途战斗部。采用射流垂直穿深试验、射流大间隔靶和破片杀伤试验,研究了改进后单兵破甲弹的射流穿深和破片杀伤威力。结果表明,设计的多用途战斗部在大炸高下使射流侵彻带前挂板加厚度80mm/50°均质靶后,还可穿透不低于3块厚度10mm的Q235靶板。周向杀伤破片能穿透距爆心5~10m处厚度1.5mm的Q235鉴证钢板,破片密度不小于2枚/m2,实现战斗部多功能的打击需求。     

双曲线型聚焦战斗部破片的设计方法

为解决预制破片聚焦战斗部加工中存在效率低的问题,基于正反圆柱螺旋线相交性原理,通过局部淬火预制工艺提出了一种新的高效率战斗部破片设计方法,并给出了一种聚焦式战斗部的加工实例。结果表明,局部淬火工艺对战斗部破片的控制效果良好,破片形状规则、质量分布均匀,有效破片质量分数达90%,符合毁伤要求,验证了其设计原理的正确性和可行性。     

六棱柱形战斗部预制破片驱动的数值模拟与试验

为研究六棱柱形战斗部预制破片的杀伤效果,建立了正六棱柱战斗部的三维模型,并以等高、等外径的普通圆柱形战斗部为对照组,利用LS-DYNA软件分别模拟了二者在端面中心起爆与偏心两线起爆时对破片的驱动过程,分析了破片的速度与密度增益,并设计了实弹试验对模拟结果进行了验证。模拟结果表明,偏心两线起爆时,六棱柱形战斗部和圆柱形战斗部破片速度的增益分别为9.2%和12.2%,与试验值的误差均在10%以内。试验结果表明,与端面中心起爆的圆柱形战斗部相比,六棱柱形战斗部在端面中心起爆和偏心两线起爆时分别可使破片密度提高53.6%和74.1%,且使破片在较远距离处仍有较优的聚集效果。     

周向液体层对战斗部破片加速过程的影响

为研究外部液体介质对杀伤战斗部破片加速过程的影响,设计了液体层厚度与装药直径之比为1∶1的模拟样机,开展了满腔、半满和空腔3种状态下的模拟样机静爆试验,得到周向液体层包覆下战斗部的破片速度,并利用LS-DYNA软件对3种状态下装药加速破片的过程进行了分析,与试验结果进行了对比。结果表明,外部液体介质影响了战斗部装药爆轰能量的分配,进而降低了装药加载破片的性能,在满腔状态下破片的速度仅能达到空腔状态下的55%~60%;半满状态时,水介质的径向惯性约束作用使得爆轰产物并未均等地向各个方向膨胀作功,而是向无水方向流动较快(类似于局部泄爆),其能量出现不均衡分配,进而有效提高了无水一侧破片的速度,达到空腔状态下的1.65倍。数值模拟的结果与实验结果相吻合,进一步验证了周向液体层对战斗部破片加速过程的影响。     

钢包覆式活性破片侵彻双层铝靶的行为特性研究

为研究包覆式活性破片撞击双层铝靶的毁伤效应和机理,利用14.5 mm弹道枪,开展了同质量、同尺寸的惰性钢破片、钢包覆金属/聚合物型活性破片以不同着靶速度侵彻3 mm+3 mm双层间隔铝靶的实验,分析了活性破片冲击双层间隔铝靶的点火及毁伤机理。结果表明,当破片着速为491~1391 m/s时,两型破片对前靶的穿孔形态和机理相同,为圆孔及冲塞型穿孔,孔直径以及孔直径随着速变化规律也基本相同;当破片着速大于947 m/s时,活性破片对后靶的穿孔开始显著大于前靶,主要是因为两靶间诱发了剧烈化学反应,且破片着速越高,反应越剧烈,后靶的毁伤增强效应越显著,当破片着速为947~1391 m/s时,后靶穿孔面积平均为4.1倍破片截面积,最大为7.2倍;该弹靶条件下活性破片冲击点火阈值速度约为947 m/s。     

不同破片对模拟战斗部的毁伤实验研究

通过战斗部所产生的几种不同形状的破片对不同模拟战斗部的作用,研究了模拟战斗部在不同的打击动能和冲击波超压条件下的毁伤情况。实验结果表明,仅靠冲击波超压几乎不能毁伤如巡航导弹这样的战斗部,常规战斗部也很难引爆巡航导弹战斗部。反导导弹战斗部工程设计要从破片初速、密度和质量三方面综合考虑,才能有效击毁巡航导弹。     

三种类型战斗部破片飞散的数值模拟

为了得到可变形战斗部的整体性能,用有限元动力学程序LS-DYNA模拟了相同结构口径、相同装药类型的可变形战斗部、偏心起爆和传统周向均匀战斗部的飞散过程,得到三种结构战斗部沿目标方位角和破片飞散角内的破片空间和速度分布.结果表明,在给定毁伤目标范围内(-30°～30°),与传统周向均匀战斗部相比,偏心多点起爆战斗部的平均速度增益为124.6%,密度增益为103.5%;可变形战斗部的平均密度增益为175.9%,平均速度增益为110.2%.可变形战斗部对目标的整体毁伤性能优于偏心起爆战斗部.     

偏心起爆战斗部速度增益的数值模拟及实验

为研究偏心起爆子母式战斗部破片速度的增益,运用LS-DYNA对子母式定向战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合.结果表明,与中心起爆相比,在与起爆位置相对的方向上,偏心起爆战斗部增益区的破片速度明屁增加,最大增益可达10.7%.引爆点同侧的破片速度要明显小于引爆点对侧的破片速度,方位角在0°～180°方向上,破片的速度呈递增趋势.     

偏心式定向战斗部的破片速度及数目分布

为了研究偏心式定向战斗部爆炸后的破片速度及数目分布,对此类战斗部爆炸后所形成的破片场进行了分析,建立了偏心起爆式定向战斗部的破片速度及数目分布的理论模型,并进行了试验验证。结果表明,在试验条件下,理论预测破片最大速度与试验值的误差为5.8%,表明所建立模型是可信的。与中心起爆点比较,距离起爆点最远处的破片速度最大,增益约为10.45%,破片密度则有约5.12%的降低。     

钨合金破片撞击复合靶后装药的实验研究

利用杀伤战斗部所产生的高速钨合金破片撞击复合靶后装药(铸装H-6炸药),以期观测复合靶后装药是否产生爆燃现象。利用工业CT分析了钨合金破片对复合靶后装药的侵彻情况。结果表明,虽然钨合金破片具有了较高的速度,但在贯穿一定厚度复合靶时,其动能急剧下降并产生了破裂,这是未能起爆靶后装药的一个主要原因。     

线形EFP药型罩设计

为提高多EFP战斗部单位面积上的弹丸个数,提出了一种新型EFP--线形EFP,并探索了新型EFP药型罩的设计方法和毁伤效应.参考常规EFP药型罩设计方法,设计了不同形状和不同材料的线形EFP药型罩,并通过数值仿真和试验比较了线形EFP药型罩顶点厚度、形状和材料以及相邻两条预控刻槽间的圆心角对线形EFP成行性和穿甲能力的影响.结果表明,将线形EFP药型罩用于多EFP战斗部可使防空反导型战斗部对钢板的侵彻能力提高到25mm.     

串联战斗部前级环形切割器的设计与试验

为验证在现有导弹战斗部前端加装环形聚能装药的可行性,采用数值模拟对环形切割器进行优化设计,通过靶场切割试验对毁伤效果进行初步检验.结果表明,优化设计的环形切割器对厚靶板切割效果显著;环形切割器在30°攻角下对40mm靶板具有很强的切割效果.该结论为新型串联战斗部的设计提供了参考.     

An Anti Tactical Ballistic Missile (ATBM) Warhead

The concept of an ATBM warhead that disperses about one thousand rods is presented. The intersection of an ATBM and a target as well as the fuze‐warhead coordination was analyzed. A model warhead that can control the distribution density of the rod was developed and demonstrated by a scaled experiment. This design would be an extension of the hit‐to‐kill warhead concept.     

串联侵彻战斗部前级装药设计及试验研究

为了提高前级聚能装药对钢筋混凝土目标的侵彻威力,增加预损伤的穿孔孔径大小和深度,满足后级弹丸侵入目标内部爆炸的需求,提出了3种前级装药杆式聚能侵彻体设计方案.采用三维程序ANSYS/LS-DYNA3D 计算了3种药型罩形状、铜和铝两种罩材料、装药不同起爆方式等条件变化对前级聚能侵彻体形成的影响,选出了变壁厚球缺罩和K型...     

Inspired by Nature: The 3‐Halo‐4,5‐dihydroisoxazole Moiety as a Novel Molecular Warhead for the Design of Covalent Inhibitors

Over the past few decades, there has been an increasing interest in the development of covalent enzyme inhibitors. As it was recently re‐emphasized, the selective, covalent binding of a drug to the desired target can increase efficiency and lower the inhibitor concentration required to achieve a therapeutic effect. In this context, the naturally occurring antibiotic acivicin, and in particular its 3‐chloro‐4,5‐dihydroisoxazole scaffold, has provided a wealth of inspiration to medicinal chemists and chemical biologists alike. In this Concept, to underline the great potentiality that the 3‐halo‐4,5‐dihydroisoxazole warhead has in drug discovery, we present a number of examples, grouped by their potential biological activity and targets, in which this scaffold has been fruitfully used to develop novel biologically active compounds. Through these examples, we show that the 3‐halo‐4,5‐dihydroisoxazole moiety represents an outstanding warhead with high potential for the design of novel covalent enzyme inhibitors.     

EFP对有限厚45#碳钢板侵彻实验研究

采用脉冲X光摄影技术获得EFP的着靶速度及穿靶后靶后的残体和破片速度;利用锯末桶回收穿靶后的靶后残体及破片,获得EFP弹丸穿靶后的剩余动能;分析了EFP对有限厚45#碳钢靶的破坏现象和侵彻规律.通过对试验结果的数据处理,获得EFP对有限厚45#碳钢靶极限穿透速度的经验公式.该公式的建立对于新型EFP战斗部的设计以及进行EFP战斗部威力考核都具有重要意义.     

可控旋转式离散杆战斗部工程设计方法探索

探索性提出了可控旋转式离散杆战斗部结构的一种工程设计方法，给出了有关设计依据和原理试验结构，对该结构类型战斗部设计是一个有益的尝试。     

Study on Fragment Focusing Mode of Air-Defense Missile Warhead

In this paper, the problems in the current fragment focusing warhead is analyzed and a so-called double-beam fragment focusing warhead is developed, which can produce two beam rings of concentrated fragments. The main advantages of this warhead are pointed out. This design has been proved to be practical by experiments.     

药型罩结构参数对周向多线性爆炸成型弹丸成型及侵彻能力的影响

为了提高周向多线性爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部的毁伤效能,基于瞬时爆轰假设,通过ANSYS/LSDYNA软件对周向MLEFP成型过程进行数值模拟计算,得到线性爆炸成型弹丸(LEFP)的成型效果、飞行速度与药型罩壁厚梯度、最大壁厚及曲率半径之间的关系,并对药型罩的结构参数进行了正交优化,获得了一组使LEFP成型效果最佳的参数组合,对优化后的LEFP飞行速度进行了理论计算,并对其进行了侵彻靶板模拟,验证正交优化结果的准确性。结果表明,当药型罩长度为74mm、壁厚梯度为1.2mm、最大壁厚为2.95mm、曲率半径为131.5mm时,侵彻体成型效果最好。     

新型多线形爆炸成型弹丸战斗部的弹丸成型及毁伤研究

为了简化工艺并提高线形爆炸成型弹丸(LEFP)的成型质量和毁伤威力,设计了一种中心起爆的新型多线形爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部,药型罩具有弧顶厚度小于边缘厚度的特点.通过数值模拟方法计算了弹丸的成型及飞散效应,并对药型罩进行了优化.设计了后翻转形成密实弹丸的战斗部原理样机并进行了静爆实验.模拟结果表明,在中心起爆方式下,药型罩弧顶厚度大于边缘厚度时,药型罩易前翻转形成弹丸;药型罩弧顶厚度小于边缘厚度时,药型罩易后翻转形成密实弹丸.铁材料药型罩的成型效果优于铜材料.静爆试验结果表明,MLEFP战斗部形成的弹丸可贯穿离爆炸中心2.5m处的30mm厚的45号钢板.