【摘要】：目前的陸地戰(zhàn)場上,不僅存在坦克等重型裝甲防護目標,而且存在步兵戰(zhàn)車及各式裝甲車輛等輕型裝甲防護目標。而隨著現(xiàn)代陸地戰(zhàn)場態(tài)勢復(fù)雜度的提高,單一爆炸成型彈丸聚能型戰(zhàn)斗部難以在實現(xiàn)較高穿深的基礎(chǔ)上實現(xiàn)廣域覆蓋毀傷,而多爆炸成型彈丸雖然可以擴大毀傷范圍,但對目標裝甲的穿深與單一爆炸成型彈丸相比,則嚴重下降。為兼顧實現(xiàn)較大的穿深與毀傷范圍,組合效應(yīng)戰(zhàn)斗部(Combined Effects Warhead,CEW)成為提高戰(zhàn)斗部毀傷能力的一個重要發(fā)展方向。為了更好地進行組合效應(yīng)戰(zhàn)斗部設(shè)計,提高對現(xiàn)代坦克及裝甲車輛頂甲的毀傷威力,本文在前人工作的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種聚能裝藥結(jié)構(gòu),可以同時形成一個中心EFP與多個周邊EFP。其次,利用非線性動力學(xué)軟件LS-DYNA對組合效應(yīng)戰(zhàn)斗部的爆炸成型過程進行了數(shù)值仿真。接著從藥型罩結(jié)構(gòu)參數(shù)等方面對中心EFP的速度與長徑比分別進行了正交優(yōu)化,得出了速度最高的參數(shù)組合和長徑比最好的參數(shù)組合。最后對所選方案的中心EFP與周邊EFP的侵徹能力進行了分析。研究結(jié)果表明:(1)在裝藥高度、最大殼體外徑等組合效應(yīng)戰(zhàn)斗部整體結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的情況下,藥型罩結(jié)構(gòu)參數(shù)對于毀傷元的成型具有重要的影響。(2)當中心藥型罩的曲率半徑等于口徑時,能形成具有良好氣動穩(wěn)定性的EFP;隨著中心藥型罩的壁厚的增加,中心EFP的速度也隨之減小;當中心藥型罩罩頂壁厚與罩底壁厚相同時,中心EFP成型最好。(3)周邊藥型罩的曲率半徑越大,形成的周邊EFP的長徑比就越大;周邊藥型罩壁厚增大時,周邊EFP的平均速度也隨之減小。鋁作為周邊藥型罩材料時,周邊EFP速度梯度過大,造成拉斷;鋼作為周邊藥型罩材料時,由于其塑性不好,每個周邊EFP斷裂成兩個破片;銅、鉭作為周邊藥型罩材料時會形成細長的密實EFP;鎢作為周邊藥型罩材料時,會形成形狀不規(guī)則的短粗的半球體。(4)在大炸高的應(yīng)用條件下,對EFP成型進行正交優(yōu)化時,僅將速度與長徑比作為優(yōu)化目標不足以選出最優(yōu)的參數(shù)組合方案,還應(yīng)該考慮EFP的氣動穩(wěn)定性。(5)組合效應(yīng)戰(zhàn)斗部形成的中心EFP與周邊EFP實現(xiàn)了對坦克及裝甲車輛頂部裝甲的高效毀傷。
【圖文】：

Richard.Fong等人的組合效應(yīng)戰(zhàn)斗部專利方案

Fong等人對組合效應(yīng)戰(zhàn)斗部的數(shù)值模擬與實驗結(jié)果對比
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TJ410.33;TJ810

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本文編號：2642710