【摘要】：活性材料技術概念的提出與發(fā)展,為實現打擊機場跑道目標提供了新的技術途徑。將活性材料制備成聚能破甲戰(zhàn)斗部藥型罩,所形成活性聚能侵徹體不僅具有良好的侵徹能力,而且當其侵入目標一定深度后還能被激活而發(fā)生爆炸/爆燃反應,釋放出大量的化學能,從而在動能侵徹和內部爆炸作用雙重毀傷機理的聯合作用下,對目標造成更致命的局部解體毀傷,實現常規(guī)彈藥戰(zhàn)斗部威力大幅度提升。本博士學位論文采用數值模擬、實驗研究和理論分析相結合的方法,對活性聚能侵徹體作用混凝土結構靶毀傷增強效應及機理問題進行了研究。研究成果對促進活性材料在反跑道彈藥領域的應用、提高聚能破甲戰(zhàn)斗部毀傷能力,具有重要的指導和參考意義。論文主要研究工作及創(chuàng)新成果有:1.設計了活性聚能侵徹體能量釋放實驗測試系統(tǒng),分析了活性藥聚能侵徹體破甲后效超壓的影響因素,建立了活性聚能侵徹體能量釋放理論分析模型,給出了內爆超壓與能量釋放之間的關系。2.采用AUTODYN-2D數值模擬的方法,對活性藥型罩形成聚能侵徹體的成形行為進行了研究,得到了活性藥型罩結構參數與活性材料特性對活性聚能侵徹體成形行為的影響規(guī)律;開展活性聚能侵徹體成形X光實驗,驗證了聚能侵徹體的成形行為。3.基于機場跑道幾何與結構特性的分析,建立了機場跑道結構等效模型;采用數值模擬的方法,研究了藥型罩結構參數與著靶條件對侵徹行為的影響,得到了藥型罩錐角、壁厚和炸高對侵徹深度與侵徹時間的影響規(guī)律。4.開展了活性聚能侵徹體作用混凝土靶侵爆聯合毀傷效應實驗研究,基于巖土介質內爆破模型,引入裂紋擴展理論,建立了活性聚能侵徹體作用混凝土靶產生裂紋及隆起效應理論模型,給出了裂紋、隆起與活性藥型罩質量、爆破深度之間的關系,從而揭示了裂紋及隆起效應形成機理,對活性藥型罩的設計具有重要的指導與參考意義。5.基于AUTODYN-2D數值模擬平臺,采用RHT材料模型,研究了混凝土介質在內爆載荷作用下的失效機理。結果表明,混凝土介質在內爆載荷作用下各區(qū)域的失效機理不同,壓碎區(qū)屬剪切失效,裂隙區(qū)由拉伸失效引起,拉伸破壞區(qū)是剪切失效與拉伸失效共同作用的結果。6.基于實驗結果與數值模擬,理論分析了活性聚能侵徹體作用混凝土結構靶爆破性能參量;基于活性藥型罩聚能戰(zhàn)斗部毀傷威力作戰(zhàn)需求分析,提出了最優(yōu)爆破深度區(qū)間理論模型,為活性聚能戰(zhàn)斗部毀傷威力的優(yōu)化指明了方向。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ410
【圖文】：

破炸彈的彈體，組合安裝了降落傘/火箭復合減速/增速裝置。它主要由戰(zhàn)術飛機在低空投放，炸彈在尾部穩(wěn)定翼的翼片之間裝有 4 臺反向推力發(fā)動機，反向發(fā)動機在投彈后啟動用以降低炸彈速度，之后彈體后方的降落傘打開使彈體轉向接近垂直降落狀態(tài)隨后啟動4組推進火箭發(fā)動機，燒掉降落傘的同時為炸彈增速，在延時引信的配合下，使彈體具有足夠的動能穿透混凝土層后起爆，通過爆轟效應破壞跑道表層�！盎炷疗茐恼摺惫襞艿罆r可以形成直徑大約 5 米的彈坑，毀傷面積較大，但是由于其降落傘和正/反向火箭的調姿和加/減系統(tǒng)過于復雜，且炸重量較大，當時的戰(zhàn)機大多只能掛載 1~3 枚�！盎炷疗茐恼摺痹趫�(zhí)行反跑道作戰(zhàn)任務時，必須非常精準地投放到跑道上才能發(fā)揮作用，當投到軟土層上方時，作戰(zhàn)效果甚至還不如普通炸彈。此外，實戰(zhàn)證明，想要破壞跑道，一方面要求將“混凝土破壞者”精準地投放到寬帶 40 米的直線距離內，另一方面還要求多架攻擊機順著跑道的軸線飛行，而跑道兩端恰恰正是防空火力的最強方向；雖然由于當時阿拉伯盟軍沒有準備足夠的防空火力，“混凝土破壞者”在實戰(zhàn)中取得了一定的戰(zhàn)績，然而其缺點也是顯而易見的。

(b) BAP-100 線式爆炸和對混凝土跑道的攻擊效果圖 1.2BAP 反跑道炸彈“混凝土破壞者”、迪朗達爾”以及后來的 BAP-100 是同時代中打擊機場跑道的明星炸彈，它們的特點是依靠炸彈的動能作用侵入混凝土層以后，采用延時引信引爆裝藥對機場跑道造成毀傷。為了增強空中力量對跑道的封鎖效果，各國還發(fā)展了專門用于封鎖跑道的機載投放器，反跑道炸彈向集束與小型化發(fā)展。小型化的反跑道炸彈重量小，無法采用傳統(tǒng)的火箭增速裝置達到動能穿透的目的，普遍采用兩級串聯破/爆戰(zhàn)斗部，前級聚能破甲戰(zhàn)斗部在跑道道面上形成柱形孔洞，后續(xù)爆破戰(zhàn)斗部隨進至孔洞5

JP-233反跑道炸彈

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本文編號：2768596