【摘要】：本文針對(duì)同口徑串聯(lián)聚能裝藥戰(zhàn)斗部,以提高毀傷效應(yīng)為目標(biāo),重點(diǎn)圍繞串聯(lián)匹配的設(shè)計(jì)方法、前后級(jí)毀傷元的優(yōu)化、前后級(jí)裝藥的隔爆機(jī)理、串聯(lián)毀傷元對(duì)裝甲目標(biāo)的毀傷效應(yīng)進(jìn)行了研究,為建立串聯(lián)聚能裝藥戰(zhàn)斗部系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：(1)研究了同口徑成型裝藥的串聯(lián)匹配關(guān)系,提出了前后級(jí)匹配條件。主要包括延遲起爆時(shí)間與系統(tǒng)各參量的匹配關(guān)系,兩級(jí)射流的威力匹配。結(jié)果表明,后級(jí)射流頭部速度、后級(jí)射流穿過(guò)隔爆裝置頭部速度的消耗量對(duì)延遲時(shí)間影響較小,并找出了其余各參量滿足匹配條件的選取范圍,前級(jí)射流尾部速度為1500m/s-2000m/s,前后級(jí)裝藥間距為2Dk-3Dk(Dk為裝藥直徑),后級(jí)裝藥到隔爆裝置距離至少為一倍裝藥直徑,前級(jí)裝藥炸高為1.5Dk～2Dk。威力匹配的計(jì)算結(jié)果表明,前級(jí)裝藥應(yīng)該滿足小炸高條件下大開孔兼顧侵深的要求,后級(jí)裝藥要求在大炸高下具有較強(qiáng)的侵徹威力。數(shù)值模擬研究了串聯(lián)毀傷元的形成及其對(duì)目標(biāo)的作用過(guò)程,驗(yàn)證了總體方案的可行性。(2)研究了串聯(lián)聚能裝藥戰(zhàn)斗部前級(jí)桿式射流的成型及侵徹特性。將爆轟波碰撞理論引入改進(jìn)的PER理論,通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬研究了藥型罩不同區(qū)域碰撞壓力、壓垮速度、射流速度、射流質(zhì)量等參數(shù)的變化。正交優(yōu)化設(shè)計(jì)了帶隔板偏心亞半球罩裝藥結(jié)構(gòu),獲得了滿足前級(jí)裝藥大開孔兼顧穿深要求的罩頂與罩口部厚、中間薄變壁厚結(jié)構(gòu),具有該特征的結(jié)構(gòu)形成的桿式射流質(zhì)量提高了29.5%,頭部速度提高了21.3%,尾部速度也有所提高。針對(duì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了小炸高侵徹試驗(yàn),侵徹性能得到顯著提高。(3)對(duì)后級(jí)雙錐罩的裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于灰關(guān)聯(lián)理論研究了雙錐罩上錐角、壁厚、罩高、上錐高占罩高比例對(duì)射流頭部速度、拐點(diǎn)速度、頭部位置和拐點(diǎn)位置的影響規(guī)律,獲得了優(yōu)化后各參數(shù)的選取范圍,通過(guò)X光試驗(yàn)驗(yàn)證了理論和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。建立了同時(shí)考慮沖擊波、射流速度分布及射流狀態(tài)的侵深計(jì)算模型,試驗(yàn)驗(yàn)證了該模型預(yù)測(cè)侵深的準(zhǔn)確性,比較了各分界點(diǎn)因素對(duì)射流侵深的影響,獲得了炸高及雙錐罩結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)射流侵深的影響規(guī)律。研究了大炸高下雙錐罩聚能裝藥的侵徹規(guī)律,建立了匹配雙錐罩上、下錐角、炸高的侵深經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?4)研究了前級(jí)裝藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波在隔爆結(jié)構(gòu)中的衰減特性。利用一維沖擊波理論計(jì)算了隔爆結(jié)構(gòu)中沖擊波的初始參量及在隔爆結(jié)構(gòu)中的衰減,衰減系數(shù)隨著隔爆材料阻抗的增大而增大。采用45#鋼、Ly-12鋁和有機(jī)玻璃三種材料設(shè)計(jì)了順序波阻抗、逆序波阻抗及硬軟硬三種多層介質(zhì)隔爆結(jié)構(gòu),利用沖擊波Hugoniot方程以及等熵流動(dòng)Murnaghan方程對(duì)沖擊波反射和透射過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算,通過(guò)錳銅壓阻傳感器測(cè)得了不同分界面處沖擊波壓力史,研究結(jié)果表明逆序波阻抗的輸出沖擊波壓力最小,向上凸型的隔爆結(jié)構(gòu)能夠使能量稀疏。(5)研究了串聯(lián)聚能裝藥戰(zhàn)斗部的隔爆機(jī)理�；诜蔷|(zhì)炸藥沖擊起爆判據(jù)建立了多層介質(zhì)隔爆效果的評(píng)價(jià)方法,獲得了隔爆材料、裝藥直徑、炸藥材料特性對(duì)隔爆效果的影響規(guī)律。通過(guò)數(shù)值模擬研究了后級(jí)裝藥在沖擊載荷下的響應(yīng),分析了多層介質(zhì)中能量傳輸和分配。進(jìn)行了多層介質(zhì)排序、厚度分配和總厚度對(duì)隔爆效果影響的研究,結(jié)果表明隔爆結(jié)構(gòu)的第一層介質(zhì)選擇吸能性較好材料而第二層選擇阻能性較好的材料對(duì)炸藥的安定性更有利,且吸能性材料的比例應(yīng)較大,波阻抗逐漸增大的多層介質(zhì)隔爆效果最佳。開展了串聯(lián)聚能裝藥戰(zhàn)斗部隔爆及串聯(lián)侵徹試驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TJ410.33

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 袁鳳英,劉瑛,胡雙啟;非均質(zhì)炸藥沖擊起爆臨界判據(jù)中起爆參數(shù)的研究[J];中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào);1999年03期

，

本文編號(hào)：2704906