【摘要】：隨著坦克主裝甲越來越厚,坦克的機(jī)動性受到制約,重型坦克已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的軍事需求,取而代之的是輕中型裝甲車輛,能否有效對付地面輕中型裝甲車輛,是取得戰(zhàn)爭主動權(quán)的關(guān)鍵,直接影響到整個戰(zhàn)爭的進(jìn)程與成敗。傳統(tǒng)聚能破甲彈雖然破甲深度很深,但侵孔直徑較小,僅是依靠后續(xù)射流動能及穿靶后碎片動能,毀傷效果不理想,難以發(fā)揮“一擊必毀”的高效終端打擊效能。活性材料毀傷元及其彈藥戰(zhàn)斗部技術(shù),是當(dāng)前高效毀傷領(lǐng)域發(fā)展最活躍、最熱點的前沿研究方向之一。與傳統(tǒng)金屬聚能裝藥相比,活性藥型罩無論在材料構(gòu)成還是毀傷機(jī)理、毀傷模式和毀傷效應(yīng)上都存在顯著不同,其顯著特點是,活性藥型罩在裝藥爆轟作用下,能可靠形成聚能射流,對目標(biāo)實施破甲毀傷,然后利用活性聚能毀傷元的自激活和化學(xué)能釋放,在目標(biāo)內(nèi)部產(chǎn)生爆炸毀傷效應(yīng),從而在動能侵徹和內(nèi)爆效應(yīng)兩種毀傷機(jī)理的聯(lián)合作用下,使聚能戰(zhàn)斗部的毀傷效能獲得大幅度的提升。本博士學(xué)位論針對活性射流成形行為、活性射流作用鋼靶侵徹爆炸聯(lián)合毀傷效應(yīng)、活性射流破甲后效超壓及毀傷增強(qiáng)問題,采用數(shù)值模擬、理論分析和實驗研究相結(jié)合的方法,重點開展了活性射流成形行為、活性射流侵爆鋼靶、穿靶后效毀傷效應(yīng)及引燃燃油增強(qiáng)效應(yīng)。論文主要研究工作及創(chuàng)新性成果有:1.活性藥型罩爆炸驅(qū)動射流成形數(shù)值模擬。基于活性材料Powder Burn模型,采用Euler-Lagrange-SPH時序轉(zhuǎn)換分步連續(xù)算法,實現(xiàn)了活性藥型罩聚能裝藥射流成形、侵徹及內(nèi)爆效應(yīng)數(shù)值模擬,解決了活性材料長延時激活起爆難題,為活性射流的侵徹爆炸聯(lián)合毀傷效應(yīng)數(shù)值模擬提供了新方法。2.活性射流作用鋼靶侵徹爆炸聯(lián)合毀傷效應(yīng)研究。數(shù)值模擬研究了活性射流成形行為及侵徹爆炸聯(lián)合毀傷效應(yīng)問題,獲得了活性藥型罩結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)及炸高等因素對活性射流作用鋼靶毀傷效應(yīng)的影響規(guī)律,并通過地面破甲侵爆實驗,驗證了數(shù)值模擬的有效性。3.活性射流作用鋼靶侵徹爆炸聯(lián)合毀傷效應(yīng)分析模型。基于金屬射流破甲流體力學(xué)理論和伯努利修正方程,通過引入活性材料激活響應(yīng)弛豫時間參數(shù),建立了活性射流作用鋼靶侵爆毀傷效應(yīng)分析模型,利用該模型可以有效預(yù)測活性射流破甲深度和侵孔直徑,并從機(jī)理上揭示了活性射流對鋼靶的侵爆行為及效應(yīng)。4.活性射流作用鋼靶后效毀傷增強(qiáng)效應(yīng)研究。設(shè)計了活性射流靶后超壓測試系統(tǒng),得到了活性射流穿靶厚度對剩余活性射流質(zhì)量的影響規(guī)律,建立了活性射流破甲后效超壓半經(jīng)驗預(yù)測關(guān)系;通過活性射流引燃燃油實驗,建立了活性射流作用油箱點火模型,揭示了活性射流對燃油的引燃增強(qiáng)機(jī)理。5.活性射流引爆反應(yīng)裝甲毀傷增強(qiáng)效應(yīng)研究。研究了活性射流作用重型反應(yīng)裝甲引爆效應(yīng)問題,模擬實驗獲得了活性藥型罩結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈靶條件對活性射流作用模擬重型反應(yīng)裝甲的穿靶規(guī)律,驗證實驗驗證了活性射流對重型反應(yīng)裝甲的引爆增強(qiáng)效應(yīng),建立了活性射流引爆重型反應(yīng)裝甲的分析模型,給出了活性射流作用重型反應(yīng)裝甲的引爆閾值,揭示了活性射流對重型反應(yīng)裝甲引爆增強(qiáng)機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ410

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本文編號：2779686