多点起爆下鼓形战斗部的威力特性

为调控对地弹药破片杀伤威力场,研究了一种鼓形战斗部在静爆和动爆下的威力特性。采用数值模拟研究了端面中心单点、中心单点两种起爆方式下,鼓形战斗部相较于同口径圆柱形战斗部在静爆下的破片威力特性及动爆下对地面装甲车辆目标的毁伤面积。在此基础上,调整鼓形战斗部起爆方式为偏心两线同时起爆、偏心两线序贯起爆及偏心两线同时-序贯起爆,计算了不同偏心起爆下鼓形战斗部静爆时的破片速度、飞散角和动爆时对车辆目标的毁伤面积及有效破片落地动能分布。研究表明,相比于同口径的圆柱形战斗部结构,鼓形战斗部的破片飞散角增大了55.98%,对地面军用车辆的毁伤面积最大增大了59.3%;相对于偏心两线同时起爆,偏心两线同时-序贯起爆的鼓形战斗部破片飞散角增大了18.0%,破片飞散的离散程度提高了11.48%;相对于装药中心单点起爆,偏心两线序贯起爆下鼓形战斗部的毁伤面积受炸高影响较小,在落角50°、落速200 m/s、炸高为9 m时的毁伤面积达47.15 m^(2)。通过调整战斗部的结构和起爆方式,可有效增大破片的飞散角,增大破片对目标的覆盖面积,提高战斗部的毁伤效能。

带壳装药毁伤元威力参数计算方法

带壳装药爆炸后将产生冲击波、破片等毁伤元,提高毁伤元威力参数计算精度对于武器破坏效应和工程防护研究都具有重要意义。为提高破片与冲击波威力参数的计算精度,通过分析带壳装药爆炸能量的分布规律,基于修正的能量守恒方程提出了一种更精确的破片初速计算公式;采用等效药量转换方法来计算带壳装药爆炸产生冲击波的等效药量,通过分析带壳装药初始冲击波的形成过程,建立了冲击波威力参数的理论计算模型,通过试验数据验证了计算模型的科学性和可靠性;通过已建立的理论模型推导得出两种毁伤元重叠时与爆源距离的计算公式,并量化分析了影响因素。研究表明,该计算方法的精度优于传统的毁伤元威力参数计算方法,破片初速、冲击波超压峰值、波阵面到达时间与试验的误差分别为3.0%、4.9%、1.1%;破片弹幕与冲击波波阵面重叠时的运动距离与炸药能量(炸药爆热)成正比,与壳体厚度(装药质量比)成反比。

多层隔爆结构对威力可控战斗部能量输出的影响

为实现战斗部毁伤威力的可控输出,利用隔爆装置将炸药分隔开,形成一种轴向多层复合装药结构,通过转换3种起爆方式调节爆轰炸药比例,从而实现毁伤威力的3档可控输出。采用数值模拟方法,研究隔爆材料性能及多层介质间阻抗匹配模式对冲击波衰减性能的影响,进而将效果最优的3层隔爆结构应用于威力可控战斗部,并通过仿真和试验验证其3档威力区分度。仿真试验结果表明:隔爆装置所占空间一定时,合理选择隔爆材料组成3层隔爆结构的隔爆性能优于双层隔爆结构,较单层结构有很大提升;对于双层隔爆结构阻抗逆序形式比顺序形式对冲击波的衰减作用更强;3种起爆方式下破片最大初速分别为1 500 m/s、2 000 m/s和2 300 m/s,壳体总能量分别为9.27 Terg、26.45 Terg和34.87 Terg。所提出的3层隔爆结构可有效减少装药空间的浪费,应用于威力可控战斗部后可有效实现3档威力的可控输出且区分度良好,为威力可控战斗部设计提供了重要参考。

近自由液面聚能战斗部水下爆炸威力场

聚能战斗部反舰武器因其高效毁伤能力而受到重视,然而现阶段对其在近自由液面的威力场研究较少。为此,结合聚能战斗部对水下靶板毁伤试验结果,建立与之相对应的数值仿真模型,利用任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)算法模拟了金属射流形成和毁伤靶板全过程。同时,在验证模型算法有效性的基础上,通过系列工况设置,研究了小锥角聚能战斗部在近自由液面爆炸冲击波和射流特点。研究结果表明,近自由面聚能战斗部水下爆炸压力具有不对称性;自由液面对金属射流无明显影响,但受自由液面处反射的稀疏波影响,近自由液面冲击波压力下降,出现空化区域。

浅谈空地协同无人集群毁伤威力快速评估方法

针对异构无人集群协同打击对测试和毁伤评估的挑战,开展空地协同无人集群毁伤威力测试与评估技术研究,依据试验设计构建了空地协同无人集群打击任务场景,考虑综合定位与无线传输、多元毁伤测试方法,涉及弹丸打击目标精度,冲击波、破片有效作用距离、量值及分布规律,侵彻轻质装甲能力及对目标整体毁伤效果等,确定了考虑冲击波压力、破片分布、侵彻弹洞的毁伤威力分析评估方法。提出的无人集群毁伤威力快速评估方法可为无人智能装备协同设计检验评估和演练应用提供支撑。

理论的魅力与威力

理论一经掌握群众,就能变成改造社会、改造世界的巨大物质力量。通过对习近平新时代中国特色社会主义思想的集中学研,对理论的魅力与威力认识上更深了一层,有几组画面渐渐由模糊变得清晰起来。第一组画面:浙北农村的一个小房间里,一盏煤油灯下,陈望道边翻译《共产党宣言》,边把母亲送来的粽子蘸向装满墨的砚台,吃得满嘴“黑”还一个劲地喊着“甜”。“真理的味道”让陈望道成了把《共产党宣言》介绍到国内的第一人。

基于参数统计的破片战斗部地面威力场及人员毁伤矩阵模型

为了解决破片毁伤求解采用传统蒙特卡洛算法时效率不高的问题,针对破片战斗部打击地面目标的毁伤规律认知及快速评估需求,提出了先计算并处理破片地面威力场及毁伤参数,后结合相关毁伤判据进行人员毁伤评估的方法。在考虑重力的破片飞散模型基础上,通过分析验证了重力在模型计算中的必要性;通过计算地面威力场分布,探讨了破片初始动能、战斗部飞散角和落角等多个因素对地面威力场的影响规律;通过大破片量模拟,统计得到关键毁伤参数,构建地面人员毁伤矩阵模型,并结合蒙特卡洛算法进行了模型有效性验证。结果表明:在战斗部落角为30°和60°时,利用参数统计法得到的毁伤矩阵模型能有效预测人员毁伤概率,计算结果与蒙特卡洛方法结果的差异不超过0.1。

反潜战斗部对耐压壳结构的毁伤威力评估方法与实验

针对反潜(鱼雷/深弹)战斗部多类型、水下爆炸多效应以及目标结构多样式等特点,研究归一化的战斗部毁伤威力表征与评估方法。基于最具代表性的艇体结构(耐压壳)毁伤,综合考虑大变形、撕裂破口和聚能穿孔等效应,提出一种通过综合毁伤威力指数量化表征并评估战斗部毁伤威力的方法,适用于各种典型反潜战斗部以及典型单层、双层壳体结构。设计模拟单层、双层壳体结构的毁伤效应靶标,进行爆破、聚能和聚爆3种模拟战斗部的海上试验,分别获得了3种战斗部对两种壳体结构的综合毁伤威力指数,并据此完成了量化对比与分析。研究结果表明:所提评估方法可量化给出同一战斗部对不同艇体结构,以及不同战斗部对同一艇体结构的毁伤威力差别;同等条件下,爆破和聚能战斗部分别对单层、双层壳体靶标具有相对更大的毁伤威力,聚爆战斗部对两种类型结构靶标伤威力均优于单纯的爆破或聚能战斗部;不同战斗部对双层壳体靶标较单层壳体靶标的毁伤威力均有所下降,其中爆破战斗部下降90%以上,聚爆战斗部下降近80%,而聚能战斗部下降只有不到20%。

起爆偏心对聚能装药射流成型过程及威力参量的影响

为了研究起爆偏心对聚能射流的影响,运用有限元软件LS-DYNA模拟了不同起爆偏心量(0.025D_(k)~0.125D_(k),D_(k)为装药直径)下射流成型及其破甲过程,探究了药型罩非对称压垮程度、射流形态以及横向速度的变化规律,建立了理论模型以分析不同偏心量下射流横向速度分布情况,并基于正交试验设计理论和方差分析法揭示了各因素对评价指标影响程度的显著差异。结果表明:药型罩非对称压垮程度及射流横向速度均与偏心量呈正相关变化趋势。偏心量为0.025D_(k)时,射流侵彻深度仅下降0.7%;偏心量为0.050D_(k)时,侵彻深度下降突跃为12.4%;随着偏心量的增加,侵彻深度继续下降。此外,适当增大壁厚、罩顶装药高度可削弱起爆偏心对射流横向速度的影响。

聚醚醚酮壳体战斗部爆破威力试验

为了验证聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)作为低附带毁伤战斗部壳体材料的可行性,设计了等厚度聚醚醚酮壳体和2A12铝制壳体作为爆破战斗部外壳。通过静爆威力对比试验,并结合峰值超压测试及高速摄影技术,对超压、比冲量及破片情况进行综合分析。试验结果表明,相同壳体厚度的聚醚醚酮壳体战斗部较2A12铝壳体战斗部质量减轻了一半以上,对人员超压毁伤半径几乎一致,聚醚醚酮壳体战斗部爆轰能量更多转化为冲击波能,且随着比例距离增加,比冲量高于2A12铝;聚醚醚酮壳体在爆炸载荷作用下破碎形成小破片,试验后仅回收到一枚边缘烧蚀的破片。可认为破片飞散时在爆轰产物高温高压作用下全部燃烧,聚醚醚酮壳体不产生杀伤破片,破片附带损伤小。战斗部壳体可采用聚醚醚酮材料,有效控制毁伤范围,满足城市作战中低附带毁伤效果需求。

不同间距两点空中爆炸威力场特性数值模拟研究

为探索不同间距两个相同质量炸药在无限空域中同时起爆形成的爆炸威力场特性,借助有限元仿真软件,通过建立不同间距的两点炸药在自由场空中爆炸的数值模型对两点阵列爆炸进行数值研究,获取计算域各空间点的冲击波参数,分别绘制了基于超压和冲量准则的等毁伤区域轮廓线,并对等值面的几何特性随间距的变化规律进行研究。研究结果表明:压力增强效应和多峰效应是爆炸威力场重构的主要原因;两点爆炸威力场的等毁伤区域随分离距离增大呈现3种典型形状;与单点爆炸相比,两点爆炸威力场的体积和特定方向的覆盖范围仅在部分分离距离范围内有增益,增益大小与分离距离和准则阈值有关;作为阵列爆炸中最为基础的作用形式,两点爆炸的相关研究结论可以为多点阵列爆炸威力场特性研究和多弹协同作战模式设计提供参考。

基于光学投影技术的战斗部动态威力模拟试验系统

针对目前战斗部动态威力试验测试复杂、难于评估问题,提出了一种充分利用静态威力试验数据、基于光学投影技术的战斗部动态威力试验新方法,应用该方法可实现不同弹目交汇条件下战斗部破片对目标的毁伤评估。以模拟计算预制破片弹对轻型装甲车辆的总毁伤效能为例,具体阐述了该试验系统的使用方法。

多源数据融合的雷达威力范围评估分析方法研究

传统意义上,由于无法找到大量独立同分布的样本,雷达威力范围评估分析是小样本问题。从雷达威力范围方程出发,分析其中和雷达本身工作状态、参数密切相关的个性因素,以及和雷达本身无关的目标环境、气象环境、操作使用等共性因素,对不同因素分别进行处理,形成能够关联不同雷达测试数据的雷达威力范围方程。分析整理历史上目标雷达截面积数据,确定其分布规律;结合雷达测试数据分析共性因素的分布规律;确定雷达威力范围的分布规律,给出雷达威力范围的点估计和区间估计。经过试验分析,所提方法与其他相关方法相比有较好的优越性。

一种高输出威力的同步起爆网络研究

为可靠起爆定向战斗部,设计了一种刚性基板和柔性导爆索结合的“一入三出”新型起爆网络,输入端采用半导体桥雷管与JO-11C药柱紧密接触,在刚性基板沟槽内放置的银制导爆索连接输入端JO-11C药柱和输出药柱。经过仿真模拟对比毁伤效果,设计了传爆药柱直径分别为10,20,50mm的三级输出传爆序列;理论分析起爆网络的同步性,计算得出起爆网络同步性误差为253ns,同步性试验表明起爆网络的3路时间误差最大为290ns;起爆能力测试表明三点同步起爆网络的输出威力满足定向战斗部的使用要求。

空管雷达威力数字化分析

针对空管雷达网任务筹划系统雷达威力图数据密度低、精度差、负仰角数据缺失和人工读图效率低等问题,提出了一种基于图像处理的空管雷达威力数字化分析方法,自动计算威力图像素点位置和雷达威力图坐标对应关系,补全缺失数据;给出了威力图量化处理流程和实际威力计算方法,进而达到自动分析实际雷达探测性能的目的.实际处理结果验证了该方法的有效性.

活性破片战斗部威力评价方法

针对活性破片战斗部设计和威力指标论证,从活性破片毁伤机理和毁伤模式出发,提出了一种活性破片战斗部威力评价方法,并建立了相应的威力评价模型.算例分析表明,以燃油箱为打击目标,同口径活性破片战斗部威力半径比钢破片战斗部提高2.8倍.活性破片密度、单枚活性破片质量和杀伤动能等对活性破片战斗部威力半径有显著影响.增加活性破片密度、采用高格尼常数炸药,有利于进一步增大活性破片战斗部的威力半径.

杀伤爆破弹综合威力评估方法与应用研究

为研究杀伤爆破弹(简称杀爆弹)综合威力定量评估方法,提出一种采用毁伤幅员定量表征与评估杀爆弹(战斗部)综合威力的原理和方法,推导了战斗部威力场和目标毁伤律模型相结合的毁伤幅员计算模型;进行两种杀爆弹的静爆试验,依据试验数据验证和修正了威力场模型,并以此为实例进行了毁伤幅员计算以及综合威力定量评估与分析。研究结果表明,所提出的杀爆弹综合威力评估方法,可实现综合威力的归一化定量表征与评估,能够定量地分析不同弹药对同一目标以及同一弹药对不同目标的毁伤能力差别。

三坐标雷达实际垂直探测威力模型及算法研究

在考虑阵地反射和地物遮蔽的情况下,针对分米波段和厘米波段的三坐标雷达,建立了雷达垂直探测威力模型。文中对模型中参数的获取、近似处理等问题进行了详细的讨论,并根据三坐标雷达的工作模式和天线扫描方式,深入研究了天线垂直方向性函数的取值问题。最后给出了一种三坐标雷达实际垂直探测威力算法,实现了雷达在任意方位实际垂直探测威力的自动仿真生成。

基于检飞威力图的防空雷达三维威力区计算

防空雷达的探测能力是防空系统较为关键的问题之一。但是在目前的防空指控系统中,雷达威力区主要采用二维进行表达,且计算过程存在诸多缺陷。在缺乏真实阵地威力图的情况下,文中利用雷达检飞场获得的威力图数据,并考虑地形影响和大气折射,来计算防空雷达的三维威力区,使得三维威力区更接近于真实情况,信息更丰富。同时,对计算地形遮蔽下的三维威力区进行了充分优化。实验证明了该方法的有效性,即使采用较高分辨率的地形数据,计算所耗费的时间仍在可接受的范围内。三维威力区可以为雷达部署和探测资源管控提供支撑,也可以辅助战机突防筹划。

基于经度切割的雷达网威力模型及算法

针对雷达网探测威力范围解算中计算量大、速率低、精度差的问题,建立了3种程式雷达的垂直威力模型,并采用经度切割方法,建立了大地坐标系下的经纬度平面威力模型。将雷达网探测区域按等经度间隔切割成若干条块,形成条状雷达网,将网内各部雷达的经纬度平面威力投影到条状雷达网中,建立了经纬度雷达网威力条块模型,并给出了切割算法。通过30部雷达构成的雷达网仿真表明,该方法将两维数据量降为一维,减少了计算量,提高了速率,解决了复杂遮蔽边界问题,求得的球面面积更加准确,解决了雷达网威力解算问题。