爆炸抛撒方式对FAE云雾爆轰特性及威力影响的实验研究

为探讨中心药管和径向药管爆炸抛撒对FAE爆轰特性及威力影响,通过高速录像、压电传感器和红外热像仪记录FAE静爆实验。获得两发50kg PO、1.5kg抛撒装药、两种爆炸抛撒作用下的云雾扩散、火球温度、冲击波超压数据。结果表明,采用中心药管和径向药管爆炸抛撒形成的云雾覆盖面积和起爆形态相差不大;后者在云雾和破片均匀性方面优于前者,火球温度比前者增益约12%,冲击波超压比前者增益约20%~35%。     

多发弹丸同时起爆下破片空间分布实验研究

为了研究多发弹丸同时集中起爆时的破片空间分布规律,通过自行设计模拟弹丸,利用松木板作为长方形靶板,按照靶场试验要求分别对单发弹丸爆炸和多发弹丸爆炸所形成破片的空间分布规律进行了实验研究,得到了两种情况下弹丸破片飞散密度分布规律,并对单发弹丸爆炸和多发弹丸爆炸的破片飞散密度进行了对比分析研究.研究结果表明:多发弹丸爆炸时的破片分布与单发弹丸爆炸时的破片分布具有相同的规律,但在弹丸弹轴法向附近,多发弹丸的破片飞散密度分布概率小于单发弹丸.     

高超音速导弹爆炸破片飞散特性建模分析

为研究高超音速导弹爆炸破片的飞散特性,基于导弹的破片静爆实验数据,在三维球坐标系下推导出导弹破片的动态和静态飞散密度的比函数表达式,建立了破片的三维动态数量分布模型。以半经验公式求得破片数量分布的特解,结合破片分布的Mott通解表达式,求得破片质量分布模型。对于不同类型的爆炸破片,分别以飞行距离和飞行时间描述其运动方程,通过将破片运动的非线性微分方程转换为Bernoulli方程和Riccati方程的形式,建立了破片动态飞散速度的解析解模型。在此基础上,建立了高超音速导弹爆炸破片的杀伤场模型,为近程武器系统的作战应用提供了重要的技术参考。     

战斗部破片对舰船毁伤效应研究

半穿甲反舰导弹战斗部可穿透水面舰船甲板后在其内部爆炸,依靠装药的爆炸冲击波和壳体的爆炸破片对目标造成致命性打击。分析了半穿甲反舰导弹战斗部爆炸破片对舰船目标的侵彻过程及毁伤机理;根据莫特公式、格尼方程、破片衰减公式和侵彻公式等,理论计算了七种典型的反舰导弹战斗部破片对水面舰船结构的穿甲效应,获得了战斗部破片质量、初速度、终点速度、打击动能和穿甲厚度等参数,对比分析了各类导弹的战斗部毁伤特性。     

闪光爆震弹预控破片设计与飞散特性研究

为提高闪光爆震弹使用中的安全性,解决爆炸破片质量大、形状不规则和边缘锋利等问题。从破片形状、刻槽位置、V-型刻槽深度和宽度、破片数量、破片质量5个方面对闪光爆震弹进行了弹体破片控制设计,建立了破片的分散运动模型,通过了Matlab软件分析了预控破片的飞散特性。结果表明,破片飞散角在30~60°时杀伤性较强,预控破片结构能够实现对爆炸破片的有效控制,是实现非致命效应的重要途径。     

基于半边数据结构的虚拟弹体爆炸过程的模型研究

虚拟弹体爆炸过程中破片的生成以及其运动是模拟爆炸真实性和杀伤力的关键。其中，破片的生成是虚拟弹体爆炸的难点。虚拟弹体爆炸的传统方法是以粒子系统为基础，采用纹理粘贴的方法，但没有考虑到实际爆炸过程中破片生成及其运动的力学原理和相关特征。本文首先提出了一个适合于虚拟弹体爆炸的具有运动特征的随机半边数据结构。其次，在爆炸力学的基础上，根据爆炸的相关特征构造出虚拟弹体爆炸过程中三个阶段的模型：膨胀模型、破裂模型及破片运动模型。本文利用这三个模型给出了虚拟弹体整个爆炸过程的具体算法。     

爆炸变形战斗部初探

爆炸变形装药战斗部是定向型战斗部的一种,可以提高破片战斗部对目标毁伤概率.本文介绍了爆炸变形战斗部模型弹设计中的主要关键技术,设计了爆炸变形战斗部模型,并通过实验测量了爆炸变形战斗部模型破片密度的空间分布,探讨了不同参数对破片密度分布的影响,得到了破片分布定向特征明显的爆炸变形战斗部.结果表明,与相同尺寸的柱形战斗部相比,爆炸变形战斗部飞向目标的破片密度可以大幅度地提高,而且初速也有一定程度的提高,对空中目标具有良好的毁伤效果.     

立方体预制破片战斗部破片初速计算模型

为了建立立方体破片的初速计算模型,运用AUTODYN软件分析已有试验的爆炸驱动过程,将其分为爆炸产物不泄露和泄露两阶段,基于系列假设、冲量定理和修正的爆炸产物压强公式建立了全过程的立方体破片速度计算模型。该模型给出的破片初速值与试验结果吻合较好,并反映出立方体预制破片的初速还与周向破片数量及驱动过程中破片的最大周向形变量有关。     

多发弹丸同时起爆下破片飞行速度实验研究

通过自行设计模拟弹丸,按照靶场试验要求利用通靶和多路测时仪相结合的方式,分别对单发弹丸爆炸和多发弹丸爆炸所形成破片的飞行速度进行了实验研究,得到了两种情况下弹丸破片飞行的速度,并对格尼公式的计算结果进行了对比分析。研究结果表明多发弹丸爆炸时的破片飞行速度与单发弹丸爆炸时的破片飞行速度相差不大,但两者都小于格尼公式的计算结果。     

战斗部陆爆试验方法及安全防护

水中兵器爆炸能否达到对目标的毁伤,其战斗部起爆装置的起爆能力和主装药的爆炸完全性是关键因素。为了检验战斗部新型装药的爆炸完全性,通常应进行战斗部陆爆试验。介绍了水中兵器战斗部陆爆试验的基本方法,包括试验场地条件、试验项目、参试设备、测量参数、测量方法等,研究了试验安全防护问题,对如何设置爆炸防护墙、如何进行爆炸破片防护给出了具体方法,并给出了爆炸破片初速、破片数量及平均质量、破片动能等计算方法。     

传爆管偏置对子弹预制破片战斗部威力的影响

为了给弹药总体和引信传爆序列设计提供参考,以某中型盘状子弹为对象,通过破片初速理论计算和ANSYS／LS-DYNA仿真,并结合试验,得到了传爆管不同偏置距离下子弹战斗部预制破片初速各向分布。结果表明：与中心传爆系统相比,偏心传爆系统离传爆管远的破片初速较高。随传爆管偏置距离增加,同一周向破片间初速差异变大。传爆管偏置9 mm时破片初速增益为－7.28％～8.28％,对子弹战斗部破片杀伤场轴对称性影响不大,因引信安全性设计所需的传爆管偏置结构可行。     

基于射击线技术的杀爆战斗部杀伤面积计算

针对杀伤面积进行计算时,通常借助统计学原理建立破片的空间分布规律,并向目标方向投影,从而得到破片密度和杀伤面积,提出了采用射击线技术描述全部破片的飞行轨迹参数和威力参数,完成杀伤面积的计算;基于杀爆战斗部破片飞散参数,建立了破片弹道射击线模型;对杀爆战斗部的杀伤面积进行了计算,得到了杀伤面积与导弹落速、落角、炸高之间的变化关系;计算结果表明：在一定的落角和炸高时,随着导弹落速的增加,破片杀伤面积增大;一定的落速和炸高时,随着落角的增加,破片杀伤面积也增大;在设定落速为500 m／s 时,计算落角分别为20°、40°、60°、80°、90°均存在一个使杀伤面积最大的炸高,由此可确定杀爆战斗部的最佳炸高。     

弹目交会中破片命中点参数计算模型研究

为了计算战斗部破片命中点参数,在考虑速度衰减条件下,利用射击线法提出了一种通过一次遍历求解所有破片命中点参数的计算模型.通过分析,获得解的3种存在条件,分别对应于单枚破片与目标面元的3种运动关系.以钢球破片为例,定量讨论了弹目交会参数和速度衰减系数对命中点参数的影响.结果表明,目标的运动速度和静态破片初速对命中点参数的影响比较大,导弹运动速度对命中点参数的影响较小.     

定向战斗部破片飞散方向控制技术研究

定向战斗部是有效提高目标飞散方向上破片飞散密度的有效方式之一，分析介绍了偏心起爆定向战斗部破片的径向飞散控制、轴线角度及轴线展开控制所需的起爆点数量、位置及起爆时序等问题。分析结果表明，与中心点起爆圆柱形战斗部相比。采用三维定向飞散控制技术可以使飞向目标的破片密度提高1～3倍，同时破片速度增大，大幅度提高战斗部的毁伤效能。     

电阻网靶破片群速度测量方法

针对网靶只能测量首个弹丸或破片速度的问题,提出了电阻网靶测量方法。该方法的实质是将普通网靶的串联网线改为并联,并且给每条网线串联一个电阻。当破片穿过靶面时,任一网线被打断都会引起总电阻变化,根据两靶总电阻变化的时间间隔和幅度大小,可以测出多个破片的速度、估计破片大小。仿真与测试表明:根据数据采集显示装置记录的波形以及电阻网靶的参数,可计算出单个破片的飞行速度和尺寸范围,从而可以进一步分析破片群的飞行速度、速度分布和尺寸分布。     

爆轰波定向战斗部起爆参数研究（英）

为了优化爆轰波定向战斗部的性能,研究了不同的偏心起爆形式.利用试验验证过的流体动力学仿真模型研究了偏心一线起爆不同起爆点数、偏心两线不同夹角和偏心三线不同夹角等对战斗部破片速度、飞散的影响.结果表明:对于本研究对象,在一条起爆线上布置4个起爆点是足够的;对于偏心两线起爆,两线之间夹角60°可在定向侧产生最高的速度增益,达38.37％;同样对于偏心三线起爆,夹角45°时的破片速度增益最大,达39.36％.定向方向的破片速度增益是爆轰到破片的传播距离(时间)和爆轰压力共同作用的结果.     

起爆方式对偏心式定向战斗部破片速度分布的影响研究

为了揭示起爆方式对偏心式定向战斗部破片速度分布及增益的影响,文中运用数值模拟的方法对一端起爆、两端同时起爆和线起爆方式下偏心式定向战斗部的爆炸过程进行了研究.研究表明,两端两点同时起爆时破片的速度增益比中心起爆时高28.1%,且高速度破片在周向上的分布角度宽,为最优的起爆方式.     

单兵火箭弹炸高优化的数值模拟与试验研究

为研究杀伤战斗部的空炸威力,建立战斗部有限元模型和破片着地坐标计算模型,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对战斗部动态起爆过程进行了数值模拟。根据模拟得到的破片初速和飞散方向,结合破片在空气中的速度衰减公式以及对无防护有生目标的78 J动能杀伤标准,计算出有效杀伤破片在地面的坐标,并对不同炸高条件下有效杀伤破片在地面目标靶上的分布情况进行分析。研究结果表明：炸高为8 m左右时,战斗部满足杀伤威力指标要求;仿真结果与试验结果基本吻合。     

曲率半径对聚焦战斗部影响的数值仿真

针对侧表面曲率半径对破片聚焦战斗部飞散规律的影响,对不同曲率半径的预制破片聚焦战斗部的形成 及飞散过程进行数值模拟。应用数值模拟的方式,构建聚焦战斗部有限元模型,给出了不同曲率半径下预制破片形 成聚焦带的过程,通过破片飞散分布及速度分析,找出曲率半径对破片速度、破片密集度的影响规律。仿真结果表 明：侧表面曲率半径越大则破片初速越大,破片密集度降低;随着曲率半径的增大,破片速度的增长率逐渐减小。 该计算结果可为预制式聚焦战斗部的设计提供参考。