铝粉含量对梯铝炸药爆压和冲击波参数的影响

测试了以TNT为基不同含量含铝炸药的爆压和空中爆炸冲击波参数,通过分析铝粉对炸药爆压、空中爆炸参数和爆炸冲击波超压的影响,建立了爆压与铝氧比的关系曲线、5种TNT基含铝炸药的冲击波相似律方程和TNT/Al炸药的爆压与空中爆炸冲击波超压的关系式.结果表明,随着铝粉含量的增加,炸药的爆压呈指数衰减,近距离的冲击波超压也快速减小,但爆炸场温度和爆炸火球的直径及持续时间会增大.     

破片轴向飞散战斗部破片速度的分布规律

用数值模拟和试验两种方法研究了不同装药长径比的破片轴向飞散战斗部在单点起爆与平面起爆两种起爆方式下的速度分布特征.结果表明,装药端面中心位置处破片速度最高,沿径向大致呈抛物线趋势衰减;随着长径比的增大,破片速度增大,但增大幅度趋缓;相对于中心单点起爆,平面起爆提高了装药爆轰的瞬时度,减弱了爆轰产物气体侧向稀疏作用,能够有效提高破片速度,且速度增益在中心位置处最大,沿径向增益趋缓;就装药结构来说,长径比越大,速度增益越小,平面起爆能够更有效地提高小长径比战斗部的破片速度增益.     

定向战斗部破片能量增益的数值模拟

利用有限元分析计算方法分别对爆炸网络控制定向战斗部和中心起爆战斗部装药驱动破片过程进行了研究,得到该过程的动画演示过程和各种相关数据。通过对数值模拟数据的处理,得到爆炸网络控制定向战斗部破片速度和数目的分布规律以及爆炸网络控制定向战斗部相对于中心起爆战斗部在增益区内的破片速度增益、数目增益和能量增益结果。     

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。     

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。     

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。     

动态线列式破片战斗部技术探索

依据现代战争对反导技术的迫切需求,提出了一种动态线列式破片战斗部技术,在弹目动态交汇条件下使目标形成线列式穿孔,同时使穿孔周边产生撕裂效应和应力集中效应,从而对高速飞行的导弹等目标实施线切割式高效结构毁伤.结合动态线列式破片战斗部设计原理,给出了该类战斗部系统设计方法和主要设计参数的工程计算公式,通过数值模拟和原理样机...     

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。     

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。     

坑道截面形状对化爆冲击波传播规律的影响程度分析

为了弄清坑道截面形状对化爆冲击波传播规律的影响,采用LS—DYNA动力有限元软件对不同形状坑道内化爆冲击波的传播过程进行数值模拟和对比分析．研究表明：采用合理的有限元模型可以有效地模拟坑道中化爆冲击波的传播过程;化爆冲击波在不同截面形状坑道内的衰减规律基本一致,但冲击波超压峰值有显著差异;圆形坑道内化爆冲击波超压峰值最低,是直墙圆拱形坑道内的60％左右,正方形坑道内超压峰值最高,是直墙圆拱形坑道内的300％左右;工程设计时,必须考虑坑道截面形状对冲击波的影响,宜尽量采用圆形坑道．     

战斗部壳体破片平均质量与平均穿孔面积的关系

为研究战斗部壳体破片平均质量与平均穿孔面积的关系,针对3种战斗部装药JH-2、JOXL-1、RBOE-1设计了战斗部静爆试验和水井回收试验。应用图像处理技术,利用侵彻孔洞图像轮廓信息和自然破片平均质量的关系,标定了3种炸药的破片平均质量比例系数。结果表明,当壳体破片质量大于0.1g的破片计入有效破片时,3种炸药的破片平均质量比例系数分别为0.2249、0.3010、0.3907;当壳体破片质量大于1g的破片计入有效破片时,3种炸药的破片平均质量比例系数分别为0.5521、0.5772、1.0646;通过战斗部静爆后自然破片的穿靶试验可获得战斗部壳体形成自然破片的平均质量,较大程度地减少了以往试验的复杂性,方便在实际工程中应用,可为常规战斗部乃至不敏感战斗部的毁伤效能评估研究提供一种新的技术途径。     

冲击波在不同材料隔板中的衰减模型

为了研究冲击波在不同材料隔板中的衰减特性,采用爆炸相似率无量纲分析方法,建立了隔板冲击波压力的衰减模型,得到有机玻璃和45号钢隔板冲击波能量衰减的表达式.结果表明,装药密度和隔板材料确定时,pmx/pm0是x/d的函数,无论x和d如何变化,只要x/d相等,则pmx/pm0必定相等,利用实验结果对该表达式进行了验证,结果...     

负压环境对炸药爆炸冲击波影响的实验研究

为了研究负压环境对炸药爆炸冲击波的影响,在自制可调真空度爆炸容器中进行负压爆炸实验,采用PCB压力传感器测量罐体轴线固定位置点的冲击波超压,分析了在0、-20、-40、-60、-80、-90、-99kPa等不同负压环境下罐体内测点爆炸冲击波反射超压时程曲线。结果表明,爆炸环境负压降低,测点一次、二次冲击波峰值超压随之降低,在-40kPa和-99kPa负压环境下超压降低显著;爆炸冲击波速度大小与传播介质密度相关,即环境负压越低,气体越稀薄,冲击波传播速度越快;爆炸冲击波速度随环境负压降低而升高,与超压降低强度无相关性;负压环境不改变容器内实验雷管爆炸的气体产物生成量;在近似真空环境中,爆炸冲击波主要以爆轰产物为传播介质,冲击波速度提高受限于爆轰产物运动速度,强度弱,衰减迅速。     

TNT、PBX和Hexel空中爆炸冲击波参数的实验研究

利用空中爆炸测试系统,对相同质量不同密度不同装药的TNT、PBX和Hexel进行了空中爆炸参数测试。比较了3种炸药在相同测点处的冲击波峰值超压和冲量的大小。研究了冲击波峰值超压和冲量与比例距离的关系。结果显示,TNT的冲击波峰值超压和冲量明显低于PBX和Hexel;在比例距离（1．8～4．9）m／kg^1/3。范围内,Hexel的冲击波峰值超压和冲量高于PBX。当比例距离为6．1m／kg^1/3时,Hexel的冲击波峰值超压和冲量与PBX相当。     

串联攻坚战斗部前级爆轰场对后级影响分析

为了研究串联战斗部前级爆轰场作用下,后级随进子弹炸药安全性及其速度降的大小,建立了一维冲击波传播理论分析模型,由图解法得到了后级装药的初始压力。通过与炸药引爆阈值压力比较,判断了后级装药的安全性。根据动量守恒,得到了后级子弹的速度降表达式。进行了串联装药的数值计算,得到一定隔板厚度情况下后级装药受到的冲击压力和后级子弹速度降,计算得到的后级子弹变形情况与试验结果相吻合。     

橡胶/钢/橡胶复合结构隔爆机理与优化设计

为揭示橡胶/钢/橡胶复合结构的隔爆机理,建立了隔爆结构优化设计方法。利用LS-DYNA模拟了冲击波在介质中的衰减过程;采用已有理论分析冲击波在橡胶与钢中的传播过程,获得冲击波在橡胶/钢/橡胶复合结构中的衰减规律;针对RDX冲击起爆TNT的典型工况开展了不同复合隔板下冲击起爆试验;基于试验结果,在验证理论模型的基础上进行了复合隔板参数对冲击波传播的影响规律研究。结果表明,橡胶/钢/橡胶对冲击波衰减效果优于橡胶/钢的复合隔板结构,更优于单一介质结构;提出复合隔板设计方法,增大隔板高低阻抗材料之间的阻抗差异,有利于提高隔板对冲击波衰减效果;在隔板材料和总厚度一定的情况下,优先增加两端低阻抗材料厚度,减小中间高阻抗材料厚度。     

铝含量对RDX基含铝炸药爆压和爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同铝含量的RDX基含铝炸药的爆压和爆速。拟合出爆压、爆速与铝含量的关系式,分析了铝含量对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响因素。结果表明,随着铝含量的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速呈线性减小。计算了铝粉的质量分数在0~40%时所对应的PC-J=A(x)0ρD2中的A(x)值,拟合出A(x)值与铝含量的关系式,得到RDX基含铝炸药爆压与爆速之间的关系式。     

爆炸冲击波对人体损伤与防护分析

为研究爆炸冲击波对人的损伤与防护问题,分析了爆炸防护人员损伤的阈值问题,并以"Jose Henrych"经验式为计算模型,探讨了标准TNT炸药在不同当量条件下、在空气自由场中点爆炸时冲击波的变化规律.在此基础上得出了不同装药量时的鼓膜损伤和不同死亡率下的安全距离,经验证,所得结果是准确、可行的.     

几种不同爆炸冲击波作用的能量谱分析

为得到冲击波能量与目标自振频率之间的关系,利用小波包分析原理对几种不同爆炸冲击波作用进行了能量谱分析,并准确得到各频段的能量值。结果表明,能量谱在某频段的幅值越高,对自振频率在该频段的目标破坏作用就越大。结合各种结构部件的自振频率,分析各种冲击波作用的能量谱,可以选出最适合的药量和爆心距,达到高效毁伤的目的。     

水下爆炸冲击波传播的近似计算

水下爆炸冲击波传播计算由能流密度一时间曲线经验表达式化简。用简单数值积分法解由拉格朗日形式流体动力学方程、Hugoniot方程和能流密度一时间关系式组成的偏微分方程组,不同距离处的冲击波峰值由单点初始数据计算。结果表明,由近似计算方法所得结果与实测数据和相似律结果一致。适当选取起算参数,在5倍装药半径以外的爆炸远场范围计算精度良好。5倍装药半径以内的爆炸近场,冲击波未充分形成,计算方法失效。计算了几种含铝炸药的冲击波传播,表明冲击波能显著影响冲击波传播特性,冲击波能有利于抑制超压衰减。