一種多模戰(zhàn)斗部的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-26 15:49
多模戰(zhàn)斗部近年來成為國內(nèi)外彈藥領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題,其具有一發(fā)戰(zhàn)斗部可以產(chǎn)生多種模式毀傷元的特征,如產(chǎn)生爆炸成形彈丸(EFP)、射流(JET)、桿式射流(JPC)、破片(Fragment),在巡飛彈領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。本研究提出了一種裝藥結(jié)構(gòu),主要特征是在藥形罩前加置炸藥,并在藥形罩與主裝藥之間預(yù)留空間,通過控制前置裝藥與主裝藥的間隔起爆時(shí)間,使藥形罩在受主裝藥壓垮之前變形成不同的形狀,從而產(chǎn)生EFP、JPC、JET三類毀傷元。對該裝藥結(jié)構(gòu)開展數(shù)值模擬研究,討論了間隔起爆時(shí)間對毀傷元性能的影響,確定了 EFP、JPC、JET模式對應(yīng)的間隔起爆時(shí)間分別為Ous、20us、65us,并對毀傷元的成形過程進(jìn)行了計(jì)算仿真,發(fā)現(xiàn)EFP、JPC、JET分別對應(yīng)的長度為73mm、119mm、161mm;頭部速度為3573m/s、5062m/s、6365m/s;三類毀傷元的形態(tài)及速度特征明顯,并接近普通的毀傷元。最終進(jìn)行了該形裝藥的侵徹試驗(yàn),從試驗(yàn)結(jié)果來看,EFP、JPC、JET對應(yīng)的鋼靶侵徹深度分別為:135mm(1.59D)、300mm(3.23D)、450mm(5.29D),三類毀傷元的侵徹效果具有明顯...
【文章來源】:中國工程物理研究院北京市
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2典形金屬射流??
EFP成形過程的數(shù)學(xué)理論。目前對EFP的研宄主要是通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種途徑P-W。??圖1.1典形爆炸成形彈丸??聚能射流作為一種傳統(tǒng)的聚能侵徹體結(jié)構(gòu)形式,如圖1.2所示,射流為一細(xì)長體,??其侵徹能力強(qiáng),其頭部速度一般處于5000至10000m/s之間,尾部速度在500至1000m/s??之間,射流的頭尾速度差較大,即具有較大的速度梯度,導(dǎo)致其有效作用距離有限,在??最佳炸高下可以達(dá)到約10倍裝藥口徑的穿深,但是隨著炸高的增加,射流的侵徹能力??由于斷裂而下降很快[?3]。??圖1.2典形金屬射流??聚能桿式侵徹體(jpc),又稱聚能桿式射流,對JPC的研宄是近十幾年才開始興起??的,JPC戰(zhàn)斗部的藥形罩是介于EFP和JET之間的,因此JPC的速度、形狀也是介于兩??者之間。其速度可以達(dá)到3000-5000m/s,由于頭尾速度差低于射流,其在50倍炸高的??情況下仍然不會(huì)斷裂,JPC對藥形罩的利用率高于90%,并具有強(qiáng)于EFP的侵徹能力。??JPC毀傷元對混凝土目標(biāo)具有很強(qiáng)的侵徹能力
較高并拉長的聚能桿式侵徹體??r^g/gg^ms^^???圖1.3聚能桿式射流??在裝藥周向可以布置多個(gè)小藥形罩,沿炸藥軸線起爆,可以獲得多個(gè)EFP,又稱??MEFP?(Multi?Explosive?Formed?Penetrater)??1.3多模戰(zhàn)斗部國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀??近十年來,國外對多模戰(zhàn)斗部的研宄與開發(fā)非常活躍,取得了顯著成果,最有代表??性的例子是美國洛克希德?馬丁公司1994年開始研制LOCAAS—自主攻擊彈藥。??洛卡斯(LOCAAS)子彈藥采用了三模式爆炸成形侵徹體(JPC、EFP、MEFP)戰(zhàn)??斗部,可實(shí)現(xiàn)對人員(軟目標(biāo)或半硬目標(biāo))、輕\重裝甲目標(biāo)的有效打擊,具有在復(fù)雜的??戰(zhàn)場環(huán)境中自動(dòng)搜索、捕獲并摧毀關(guān)鍵目標(biāo)的能力m。??BH^9??圖1.?4?LOCAAS巡飛彈?圖1.?5多模戰(zhàn)斗部??雷聲公司研制的精確攻擊導(dǎo)彈(PAM)和洛克希德?馬丁公司研制的(LAM)均配??裝多模戰(zhàn)斗部。PAM導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部重達(dá)12.?7kg,是LAM的3倍,可用于攻擊如坦克類??的重形裝甲目標(biāo)或者軟目標(biāo)、中等強(qiáng)度的防御工事。巡飛攻擊導(dǎo)彈(LAM)的戰(zhàn)斗部用??于攻擊輕形裝甲目標(biāo),高價(jià)值點(diǎn)目標(biāo),非裝甲編隊(duì)等??除美國外,俄羅斯、以色列、英國、德國、意大利、法國等發(fā)達(dá)國家也加入到多模??巡飛彈藥的發(fā)展行列。英國在研的低成本巡飛彈(LCLC)、以色列在研的單兵使用巡飛??彈等均采用多模戰(zhàn)斗部技術(shù)??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]藥型罩破片群成型的數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究[J]. 龔柏林,初哲,王可慧,耿寶剛,吳海軍,吳崇欣. 現(xiàn)代應(yīng)用物理. 2015(03)
[2]EFP戰(zhàn)斗部破片場復(fù)合技術(shù)研究[J]. 龔柏林,王可慧,初哲,吳海軍,耿寶剛,吳崇欣. 彈道學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]刻槽式MEFP的成形及侵徹鋼靶模式[J]. 相升海,徐文龍,張健,王猛,黃德武,王迪. 爆炸與沖擊. 2015(01)
[4]K裝藥桿式射流形成及侵徹研究[J]. 周歡,李偉兵,李文彬,陳闖,吳巍. 彈道學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級(jí)K裝藥結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳闖,李偉兵,王曉鳴,李文彬,吳巍. 高壓物理學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]桿式射流與射流轉(zhuǎn)換的雙模戰(zhàn)斗部優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 李偉兵,樊菲,王曉鳴,李文彬,丁斌. 兵工學(xué)報(bào). 2013(12)
[7]MEFP刻槽式藥型罩成型過程的數(shù)值模擬[J]. 張健,姜昆,相升海,王猛,黃德武. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]多模式EFP戰(zhàn)斗部毀傷性能試驗(yàn)[J]. 解文輝,黃長友,安國輝. 四川兵工學(xué)報(bào). 2013(03)
[9]雙模戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)正交優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳奎,李偉兵,王曉鳴,韓玉,彭正午. 含能材料. 2013(01)
[10]靈巧彈藥發(fā)展概述[J]. 孫傳杰,錢立新,胡艷輝,高海鷹,劉飛. 含能材料. 2012(06)
博士論文
[1]高速桿式彈丸的成形機(jī)理和設(shè)計(jì)技術(shù)[D]. 譚多望.中國工程物理研究院 2005
[2]塑料導(dǎo)爆管的起爆、傳爆及輸出性能研究[D]. 劉大斌.南京理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]模式轉(zhuǎn)換戰(zhàn)斗部EFP/破片毀傷元成形特性[D]. 耿梓圃.北京理工大學(xué) 2015
[2]多模毀傷元EFP與JPC轉(zhuǎn)換機(jī)理研究[D]. 陳忠勇.南京理工大學(xué) 2011
[3]聚能裝藥形成射流的仿真計(jì)算與理論研究[D]. 紀(jì)國劍.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3610755
【文章來源】:中國工程物理研究院北京市
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2典形金屬射流??
EFP成形過程的數(shù)學(xué)理論。目前對EFP的研宄主要是通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種途徑P-W。??圖1.1典形爆炸成形彈丸??聚能射流作為一種傳統(tǒng)的聚能侵徹體結(jié)構(gòu)形式,如圖1.2所示,射流為一細(xì)長體,??其侵徹能力強(qiáng),其頭部速度一般處于5000至10000m/s之間,尾部速度在500至1000m/s??之間,射流的頭尾速度差較大,即具有較大的速度梯度,導(dǎo)致其有效作用距離有限,在??最佳炸高下可以達(dá)到約10倍裝藥口徑的穿深,但是隨著炸高的增加,射流的侵徹能力??由于斷裂而下降很快[?3]。??圖1.2典形金屬射流??聚能桿式侵徹體(jpc),又稱聚能桿式射流,對JPC的研宄是近十幾年才開始興起??的,JPC戰(zhàn)斗部的藥形罩是介于EFP和JET之間的,因此JPC的速度、形狀也是介于兩??者之間。其速度可以達(dá)到3000-5000m/s,由于頭尾速度差低于射流,其在50倍炸高的??情況下仍然不會(huì)斷裂,JPC對藥形罩的利用率高于90%,并具有強(qiáng)于EFP的侵徹能力。??JPC毀傷元對混凝土目標(biāo)具有很強(qiáng)的侵徹能力
較高并拉長的聚能桿式侵徹體??r^g/gg^ms^^???圖1.3聚能桿式射流??在裝藥周向可以布置多個(gè)小藥形罩,沿炸藥軸線起爆,可以獲得多個(gè)EFP,又稱??MEFP?(Multi?Explosive?Formed?Penetrater)??1.3多模戰(zhàn)斗部國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀??近十年來,國外對多模戰(zhàn)斗部的研宄與開發(fā)非常活躍,取得了顯著成果,最有代表??性的例子是美國洛克希德?馬丁公司1994年開始研制LOCAAS—自主攻擊彈藥。??洛卡斯(LOCAAS)子彈藥采用了三模式爆炸成形侵徹體(JPC、EFP、MEFP)戰(zhàn)??斗部,可實(shí)現(xiàn)對人員(軟目標(biāo)或半硬目標(biāo))、輕\重裝甲目標(biāo)的有效打擊,具有在復(fù)雜的??戰(zhàn)場環(huán)境中自動(dòng)搜索、捕獲并摧毀關(guān)鍵目標(biāo)的能力m。??BH^9??圖1.?4?LOCAAS巡飛彈?圖1.?5多模戰(zhàn)斗部??雷聲公司研制的精確攻擊導(dǎo)彈(PAM)和洛克希德?馬丁公司研制的(LAM)均配??裝多模戰(zhàn)斗部。PAM導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部重達(dá)12.?7kg,是LAM的3倍,可用于攻擊如坦克類??的重形裝甲目標(biāo)或者軟目標(biāo)、中等強(qiáng)度的防御工事。巡飛攻擊導(dǎo)彈(LAM)的戰(zhàn)斗部用??于攻擊輕形裝甲目標(biāo),高價(jià)值點(diǎn)目標(biāo),非裝甲編隊(duì)等??除美國外,俄羅斯、以色列、英國、德國、意大利、法國等發(fā)達(dá)國家也加入到多模??巡飛彈藥的發(fā)展行列。英國在研的低成本巡飛彈(LCLC)、以色列在研的單兵使用巡飛??彈等均采用多模戰(zhàn)斗部技術(shù)??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]EFP戰(zhàn)斗部破片場復(fù)合技術(shù)研究[J]. 龔柏林,王可慧,初哲,吳海軍,耿寶剛,吳崇欣. 彈道學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]刻槽式MEFP的成形及侵徹鋼靶模式[J]. 相升海,徐文龍,張健,王猛,黃德武,王迪. 爆炸與沖擊. 2015(01)
[4]K裝藥桿式射流形成及侵徹研究[J]. 周歡,李偉兵,李文彬,陳闖,吳巍. 彈道學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級(jí)K裝藥結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳闖,李偉兵,王曉鳴,李文彬,吳巍. 高壓物理學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]桿式射流與射流轉(zhuǎn)換的雙模戰(zhàn)斗部優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 李偉兵,樊菲,王曉鳴,李文彬,丁斌. 兵工學(xué)報(bào). 2013(12)
[7]MEFP刻槽式藥型罩成型過程的數(shù)值模擬[J]. 張健,姜昆,相升海,王猛,黃德武. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]多模式EFP戰(zhàn)斗部毀傷性能試驗(yàn)[J]. 解文輝,黃長友,安國輝. 四川兵工學(xué)報(bào). 2013(03)
[9]雙模戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)正交優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳奎,李偉兵,王曉鳴,韓玉,彭正午. 含能材料. 2013(01)
[10]靈巧彈藥發(fā)展概述[J]. 孫傳杰,錢立新,胡艷輝,高海鷹,劉飛. 含能材料. 2012(06)
博士論文
[1]高速桿式彈丸的成形機(jī)理和設(shè)計(jì)技術(shù)[D]. 譚多望.中國工程物理研究院 2005
[2]塑料導(dǎo)爆管的起爆、傳爆及輸出性能研究[D]. 劉大斌.南京理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]模式轉(zhuǎn)換戰(zhàn)斗部EFP/破片毀傷元成形特性[D]. 耿梓圃.北京理工大學(xué) 2015
[2]多模毀傷元EFP與JPC轉(zhuǎn)換機(jī)理研究[D]. 陳忠勇.南京理工大學(xué) 2011
[3]聚能裝藥形成射流的仿真計(jì)算與理論研究[D]. 紀(jì)國劍.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3610755
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