周向六线起爆下杀伤战斗部的破片飞散特性

为简化起爆结构,提高引战系统可靠性,采用定向战斗部已有的周向六线起爆方式替代中心起爆,基于流体动力学理论对周向六线起爆下爆轰波的碰撞进行了理论分析,采用LS-DYNA进行了数值计算,并开展了战斗部样弹静爆试验。结果表明,相较于中心起爆,周向六线起爆条件下破片加速历程与其所在周向位置存在关联,并出现二次加速现象;在相邻起爆点对称面附近产生马赫爆轰波,局部压力可达44.2GPa,并在战斗部中心汇聚,中心处压力可达100GPa以上;轴向多点起爆改善了端面稀疏波的影响,破片速度得到提升,轴向破片速度一致性明显提高;破片飞散初速数值计算与试验结果误差在8.1%以内,不同区域破片初速增益可达4.6%~9.9%。表明周向六线起爆模式是替代定向杀伤战斗部中心起爆模式的有效途径。

动能杀伤威力增强装置技术研究

针对当前高精度动能反导中的拦截模式,分析了采用单一直接碰撞杀伤存在的局限性,论证了直接碰撞杀伤威力增强对反导拦截毁伤效果、适用精度、应对目标方面的显著优点,进一步分析了相关关键技术,总结了国内外的研究成果,为反导战斗部的方案论证提供参考。

防空战斗部总体结构设计及威力评估软件系统开发

针对现有防空战斗部威力评估软件可扩展性和通用性不强的问题,开展了典型防空战斗部威力评估流程分析,构建了防空战斗部威力评估软件共性框架及扩展接口,结合理论分析模型和高效图像处理技术,开展了防空战斗部总体结构设计及威力评估软件系统开发。应用算例表明,该软件系统具有良好的人机交互功能和图像展示功能,可为战斗部总体结构设计和威力评估提供辅助。

多点偏心起爆对破片速度增益的影响

多点偏心起爆后,爆轰波相互作用在定向区域内产生了马赫波超压,使得该区域破片速度产生增益。利用爆轰波反射理论,建立多点偏心起爆后爆轰波相互作用特性的理论模型,并确定定向区内破片速度的增益特性。3种不同起爆方式的仿真计算和静爆试验结果对比表明,定向区内不同起爆方式得到的破片增益程度较为吻合。

动能杆对TBM弹头毁伤效应的数值仿真

为研究动能杆对TBM弹头的毁伤效应,根据文献调研将TBM弹头结构分为鼻锥、前设备舱、战斗部舱和控制舱四个部分,并分别建立了其等效结构模型。据此,通过Autodyn软件,仿真计算了动能杆以一定速度和不同着角对鼻锥、前设备舱和战斗部舱等效结构的高速撞击效果。结果表明:动能杆难以贯穿TBM弹头的鼻锥侵入弹头内部,但可侵入前设备舱对TBM弹头进行毁伤,且可有条件的引爆战斗部舱内的B炸药,并通过数值仿真获得了引爆条件。

动能拦截弹弹目碰撞概率仿真建模技术

针对目前研究反导拦截的主要方式——直接碰撞杀伤技术,提出了一种动能拦截弹弹目碰撞计算模型用以进行动能拦截弹与目标碰撞的概率计算,拦截弹碰撞目标的要害部位分析以及不同交会姿态对碰撞概率的影响分析。此模型是直接动能杀伤目标毁伤评估建模的基础,也可用于对拦截弹最佳碰撞方式的研究等方面。

重力及阻力对大气层内辅助杀伤系统的影响

针对防空导弹慢速抛撒大质量破片以提高毁伤能力的辅助杀伤系统,在导弹小攻角运动时考虑重力与空气阻力建立了破片三维斜抛运动的动力学模型,提出分段线面求交法的碰撞判断方法,计算并分析了空气阻力与重力对破片命中点参数的影响。结果表明,在5 km高空,重力与空气阻力的作用对破片命中点的影响明显,而且随着脱靶量的增加而影响加剧,在起爆控制仿真和毁伤评估仿真时不能忽略。

偏心起爆定向战斗部引战系统设计的几个问题

针对偏心起爆定向战斗部工程应用上的特点,提出了引战系统设计中需要重点考虑的内容,从目标方位识别、战斗部定向方位划分、安全执行机构体制选择和多点起爆同步性4个方面探讨了引战系统可以采用的技术途径和解决方法,可以为类似引战系统的总体设计提供参考。

典型毁伤元对油箱等效靶的引燃阈值速度研究

为获得典型毁伤元对半油和满油油箱等效靶的引燃阈值速度,开展典型破片引燃油箱等效靶的实验和数值模拟研究,获得了油箱等效靶的引燃判据。采用数值模拟方法开展了A g长方体破片以0°攻角和90°攻角、3 g立方体破片、8 g立方体破片在不同着角时冲击油箱等效靶过程仿真,获得了破片在不同着角时对半油和满油油箱等效靶的引燃阈值速度,建立了典型破片对油箱等效靶的引燃阈值速度计算式。结果表明,半油和满油油箱等效靶的最大冲击压力分别为1.56 GPa和1.63 GPa,且燃油蒸汽-空气可燃性混合气体温度分别为609 K和645 K时,油箱等效靶可被引燃;随着着角减小,破片质量增大,油箱等效靶引燃速度阈值降低,而半油油箱等效靶的引燃阈值速度较满油状态的更低。

动能杆战斗部爆轰驱动的数值模拟与实验研究

采用三维数值模拟和实验两种研究手段对周向均匀动能杆战斗部的爆轰驱动问题进行了研究。得到了在特定结构条件下的杆条场速度分布,模拟结果与实验结果一致性较好,证明结果的可信度较高。研究结果为动能杆战斗部的进一步工程设计提供了数据依据。