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%。     

爆炸抛撒过程中FAE云雾的运动特性

为研究爆炸抛撒过程中燃料空气炸药(FAE)云雾的发展和变化特征,通过高速摄影观测了不同密度FAE的云雾形成和运动状态,用数值仿真计算了燃料圆柱外表面中心点处质点的速度变化,在距爆心2.5 m处利用光电探测方法测量了云雾相对浓度变化。结果表明:燃料在云雾形成之前的运动主要以射流为主,云雾形成后主要为扩散运动。燃料密度越大,相同时刻云雾扩展直径越大。燃料质点的速度在爆炸抛撒条件下经历先快速增大后缓慢降低的过程,最高速度达到377 m·s-1。在10~80 ms,燃料浓度的变化幅度表现出由大到小的变化,显示抛撒云雾内部的燃料颗粒空间分布具有非均匀性的特点,并且适当延长云雾运动时间,燃料颗粒分布的均匀性可得到有效改善。     

装置参数对FAE云雾状态的影响

本实验研究了壳体材料、比药量和长径比等装置参数对燃料空气炸药（FAE）云雾状态的影响。结果表明：钢质壳体更利于云雾的径向分散；适当的比药量可形成最优化的云雾尺寸和调节云雾内部浓度；长径比不是云雾最终状态的决定因素。     

云雾爆炸场超压的威力研究

为了研究FAE爆炸场超压规律，对FAE和TNT进行了静爆对比试验，获得了各自的爆炸场超压实测数据。分析得到了各自的拟合公式、曲线及TNT当量值。研究结果表明，FAE爆炸场超压规律与TNT有显著区别，可划分为云雾爆轰区和冲击波作用区，其中云雾爆轰区是强毁伤区。在云雾区(爆炸近场)，FAE超压值很低但近似相等，TNT具有高超压但衰减迅速的变化规律．在冲击波作用区(爆炸远场)，FAE和TNT超压分布具有某种“相似性”，均呈衰减趋势，其中尤以TNT衰减更为迅速。     

云雾爆轰效应的计算与分析

以典型一次起爆云爆剂为实例,根据爆炸相似律,对云雾爆轰后冲击波运行特点、超压变化规律等作了计算分析,与几种炸药的计算结果作了对比分析,得出相应的结论,对云雾爆轰效应有更全面的了解.     

云雾爆炸场的工程计算

根据爆轰波和冲击波理论对国内外资料和野外试验结果做了分析，并且把云雾爆炸场划分成云雾区、云雾区界面和冲击波区。相应的爆炸超压和比冲量按有关的公式计算，其结果与实验测定值较接近。     

非圆截面云雾爆炸超压场数值模拟

为研究非圆截面云雾爆炸超压场的分布特性,用LS-DYNA程序对云雾爆炸超压过程进行了数值模拟,将数值模拟超压值与试验超压结果进行了对比,得到了0°、90°、135°和180°共4个方向的峰值超压随距离的变化规律,以及不同起爆高度对超压场分布的影响。结果表明,试验中起爆云雾呈椭球形爆轰火球。4个方向在距离爆炸中心5 m处的峰值超压为2.9~5.2 MPa。在距离爆炸中心5~50 m范围内,地面冲击波轨迹呈椭圆形。冲击波在90°方向的传播速率最小。当起爆高度由0.5 m增加至2.5 m时,5~15 m范围内的地面峰值超压平均提高了8%。     

近地面云雾爆轰地震波的幅频特性

为了更好地认识FAE爆炸作用的特点，适应该类爆炸现象综合评估的要求，文中通过实验研究了近地面FAE爆炸地震波的特征。研究表明：在一定的实验条件下，装药量相同的FAE爆炸地震波比TNT爆炸地震波具有更高的强度，其地面运动持续时间相当，而加速度频谱趋向于更高更宽的频率范围。     

FAE武器爆炸地震信号的时频特征分析

运用小波包分析方法对等药量、同距离处的FAE武器与TNT爆炸地震信号进行了分解重构，对各自在不同频段的能量分布进行了对比分析。结果表明，FAE武器爆炸地震信号的能量主要集中在低频，而TNT爆炸地震信号的能量相对分散，越往高频部分两者的能量幅值渐次降低。     

固液装药结构的FAE爆炸抛撒试验研究

针对一种FAE装药结构，对燃料进行了爆炸抛撒的试验研究，得到了装药结构参数对固液混合燃料抛撒和分散的影响规律，试验结果表明FAE装药结构可行，满足设计要求，为高威力FAE培设计提供了依据。     

炮射云爆战斗部的抛射时间数值计算与仿真

确定炮射云爆战斗部的抛射时间是完成炮射云爆弹研究的重要环节.文中用ANASYS仿真软件对母弹入地的姿态、受力情况以及战斗部抛射的三个阶段(母弹触地引信点燃、弹尾螺纹被剪子弹开始运动和子弹运动瞬间到抛射药燃完)进行了仿真分析.在此基础上,利用工程计算软件Matlab在相关假设的基础上对抛射过程进行了数值计算,得到了抛射时间与抛射力以及抛射瞬时速度的关系,通过分析计算获得了某型炮射云爆战斗部的抛射时间,验证了该抛射时间的合理性.     

整体型云爆战斗部静爆实验研究

在对整体型云爆战斗部结构设计和优化的基础上,制造了2发整体型主体战斗部原理样机,通过高速运动分析系统和爆炸场测试系统对静爆实验进行了测试.结果表明设计的原理样机结构较合理,具有良好的作用可靠性,云团覆盖面积大,爆炸威力可达6～8倍TNT当量.     

云爆弹靶场试验中的远距离多点延迟起爆系统设计

为了配合云爆弹靶场试验,采用总线通信技术设计了远距离多点延迟起爆系统,进行了起爆器二次起爆延迟时间、多点同步起爆同步性以及起爆器输出能量测试,并在靶场进行了云爆弹两次起爆验证试验.试验结果表明:该起爆系统能够准确传输起爆指令,实现云爆弹两次起爆,并满足延迟时间要求;同时,可以安全可靠地完成二次多点起爆,其多点同步性也满...     

端盖对FAE燃料抛撒影响的数值模拟

分析了FAE燃料抛撒的影响因素,阐述了端盖的材料与厚度影响燃料抛撒的理论依据,运用AUTODYN软件对FAE装置燃料近区的抛撒进行了数值模拟研究;结果表明：端盖的材料与厚度,材料的屈服强度和厚度越大,对燃料的轴向抛撒限制效果越好,有利于燃料的抛撒。     

云爆装置初始作用过程数值模拟

为了研究云爆装置结构对云雾形状的影响,应用流固耦合算法对其初始的作用过程进行了模拟计算;得到了壳体的变形速度分布规律、壳体最初破裂位置、时间及破裂形状等.模拟结果与试验得到的云雾初期形状相吻合,通过模拟计算能够预示该结构产生的云雾形状,可为云爆武器的结构设计提供参考依据.     

基于靶板毁伤效应的燃料空气炸药威力评价方法探讨

从冲击波超压－冲量毁伤准则出发,提出一种以靶板毁伤效应评价燃料空气炸药威力的方法,并就实施评价方法的技术途径进行了探讨。     

起爆环半径对多定向破片战斗部参数的影响

起爆方式对爆炸成型多定向破片（MDF）战斗部的形成过程和形态具有重要影响。在深刻理解MDF战斗部爆炸成型机理的基础上,通过对药型罩由切割网栅形成多个破片过程的仿真和爆轰波作用理论分析,研究了环起爆方式下起爆环半径对MDF战斗部参数的影响。研究表明：随着起爆环半径的增加,切割药型罩形成的MDF头部破片速度随之增大,但破片的剩余质量将会减小,而破片的发散角则随起爆环半径的增加呈现先增大再减小的趋势;对于特定的MDF战斗部,当起爆环半径在8～12 mm时,破片的侵彻能力和对目标的毁伤作用效果最好。