串联战斗部级间隔爆结构的研究现状和发展趋势

串联战斗部作为反爆炸反应装甲的一个重要手段,已成为国内外兵器研究的热点。串联战斗部工作时,前级装药爆炸势必对后级装药产生影响。为削弱前级装药爆炸产生的爆轰波与碎片对后级装药的影响,需要在前后级装药之间设置隔爆结构。良好的隔爆结构对串联战斗部前后级稳定工作,提升战斗部性能有重要意义。综述了近年来串联战斗部级间隔爆体的研究进展,包括结构布局、材料选型与优化设计方法等方面,并结合目前隔爆体发展状况对隔爆体未来发展趋势进行展望,以期对串联战斗部隔爆体的设计和改进有所启示。

某串联战斗部级间隔爆体结构的优化设计

为实现串联战斗部级间隔爆体结构减重,利用有限元分析软件LS-DYNA建立了某型前级战斗部与隔爆体的数值仿真模型,采用正交试验的方法,研究级间锥形隔爆体前锥角,倒角与前后锥角差值对隔爆体质量的影响规律。结果表明:隔爆体的前锥角对隔爆体质量影响显著,前后锥角差次之,倒角影响较弱。利用正交优化方法,设计三因素四水平的正交优化方案,结果表明当,r=9.9 mm,时,隔爆体的质量最低为485.40 g。研究成果可为串联战斗部隔爆体的结构设计和优化提供指导。

破爆型串联战斗部第一级爆炸对第二级影响的研究

研究了破爆型随进串联战斗部第一级装药爆作后对第二级弹体的影响。用中低压型50Ω锰铜计测量二级弹体上的压力历史，提出了数值计算模型，采用多流体网格方法，对爆轰产物用可变指数的多方气体状态方程，得到了第一级装药爆炸后在第二级弹体上形成的超压和冲量。数值计算结果与物理实验符合较好。

串联战斗部的技术特点及发展趋势

结合国外最新研究现状,介绍了各类串联战斗部的工作原理和技术特点,对串联战斗部的发展方向进行了深入的分析和讨论,以更好地对串联战斗部进行研究和开发。

串联战斗部前级环形切割器的设计与试验

为验证在现有导弹战斗部前端加装环形聚能装药的可行性,采用数值模拟对环形切割器进行优化设计,通过靶场切割试验对毁伤效果进行初步检验。结果表明,优化设计的环形切割器对厚靶板切割效果显著;环形切割器在30°攻角下对40 mm靶板具有很强的切割效果。该结论为新型串联战斗部的设计提供了参考。

破爆型串联战斗部前级对后级影响数值模拟

利用有限元软件对破爆型串联战斗部第一级装药爆轰对第二级随进子弹影响结果进行了数值模拟。分别计算了在不同后级子弹速度、不同前后级距离条件下的影响结果。获取了前级爆轰产物对后级子弹速度的影响结果以及前级爆轰产物作用于随进子弹及装药上的超压。该计算结果为破爆型串联战斗部结构设计有较大的参考价值。

串联战斗部前级的环形切割器优化设计

为提高导弹的毁伤能力,拟在战斗部前端加装环形切割器。通过数值模拟对环形切割器进行了优化设计,通过靶场试验对环形切割器的毁伤效果进行了检验。结果表明,优化设计的环形切割器对80mm厚靶板切割效果显著,环形切割器在30°攻角下对40mm靶板具有很强的切割效果。研究结论为新型串联战斗部的设计提供了参考。

一种爆-破型鱼雷串联战斗部设计及数值模拟

为提高鱼雷非接触爆炸对水下目标的毁伤效果,提出一种新的鱼雷爆-破串联聚能战斗部的设计方案,前级为爆炸装药,后级为聚能装药,利用前级爆炸产生的气泡为后级的爆炸成型弹丸(EFP)提供前进通道,有效降低EFP的飞行阻力和能量损耗。采用AUTODYN数值计算软件,模拟EFP在空气、水和气泡中飞行情况,对比分析了EFP的速度变化和变形及对靶板的毁伤情况,验证了此设计方案的可行性和优越性。

串联战斗部最佳隔爆参数研究

为了提高聚能装药战斗部的侵彻威力,设计了一种顺序起爆式串联战斗部。利用冲击波Hugoniot关系计算了前级装药爆轰产生的冲击波在复合结构隔爆装置中的衰减过程,确定了前、后级装药间距为2倍装药口径;建立了延迟起爆时间的计算模型,获得了最佳延迟时间,通过X光成像及侵彻钢靶试验进行了验证。研究结果表明,最佳延迟时间为85μs,在此延迟时间下后级装药能够克服前级爆轰场的作用并形成有效射流,侵深能够达到正常射流的80%,破甲威力满足串联聚能装药战斗部增大穿深的需求。

串联战斗部前级环型聚能装药结构仿真研究

在导弹战斗部装药爆炸毁伤效率的优化中,为了解决破爆型串联战斗部前级环型聚能装药结构对后级战斗部的侵彻毁伤问题,改进装药结构,利用LS-DYNA软件对前级装药内壳体形成聚能侵彻体的过程进行分析,调整前级装药结构的内壳体倾斜角度及装药倾斜角度,对不同装药结构参数下聚能侵彻体的成型及环形射流侵彻靶板的过程进行数值仿真,经过对比分析得到符合设计要求的结构参数,消除了前级装药对后级的侵彻毁伤效应,为串联战斗部的优化设计提供参考。

破-破型串联战斗部前级爆炸对后级影响的研究

为了研究破-破型串联战斗部前级装药爆炸对后级装药的影响,采用三维数值模拟的方法,对前级装药爆轰波作用于后级装药殉爆以及两级装药间加装隔板隔爆进行了研究,同时研究了前后级不同间距时前级爆轰波对后级爆炸成型弹丸(EFP)速度及成型的影响。计算得出后级炸药殉爆距离的范围,在两级装药间加装隔板可以有效地减小爆轰波对后级装药的影响,起到隔爆效果。研究认为爆轰波对后级EFP速度的影响近似于某二次函数曲线的变化趋势,该计算结果可为破-破型串联战斗部结构设计提供参考依据。

串联战斗部中隔板顶角对后级装药影响的研究

为了研究破-破型串联战斗部中隔板顶角对后级装药的影响,采用三维数值模拟的方法,研究了不同顶角的隔板对后级爆炸成型弹丸(简称EFP)速度及成型的影响。研究发现隔板顶角对后级EFP速度及成型有较大影响:隔板顶角越小其阻挡爆轰波的效果越差,对后级EFP速度及成型影响越大;隔板顶角越大越有利阻挡爆轰波,但顶角太大时不利于翻转会与后级EFP发生碰撞,影响后级EFP速度及成型。所以隔板顶角存在一个最佳角度,在最佳角度范围内,隔板可以有效减小对后级EFP速度及成型的影响;当隔板顶角大于或者小于最佳角度时,隔板会对后级EFP的速度及成型有较大影响。该研究结果可用于串联战斗部结构设计。

隔爆体形状对串联战斗部后级影响研究

为了研究不同中心锥顶高度隔爆体对串联战斗部侵彻能力的影响,利用有限元软件,对不同中心高度隔爆结构对后级爆炸成型弹丸(EFP)装药侵彻能力的影响进行了仿真计算。在此基础上,开展了串联EFP装药侵彻45#钢靶试验。试验结果表明:隔爆体形状对串联EFP后级成型影响重大,优化后的串联装药后级的利用效率大大提高。

聚能串联战斗部装药设计中延时间隔时间的选择

通过对反应装甲特性分析,提出了聚能装药串联战斗部两级起爆延时间隔时间的选择方案,给出了延时间隔时间的计算公式和算例,并对两种方案进行了讨论。

串联战斗部目标靶选择

提出了串联战斗部对不同目标靶的炸高设计方法，阐明了目标靶选择的重要性，并对战技指标确定过程中目标靶的选择提出了建议。

串联战斗部前级装药结构对后级装药的影响

采用三维数值模拟的方法,对破-破型串联战斗部前级装药为锥形和柱形结构时,对后级爆炸成型弹丸(EFP)速度影响进行了研究,研究认为前级装药为锥形装药时,炸药起爆后形成的EFP速度要比前级装药为柱形装药时形成的EFP速度要高,该研究结果可为串联战斗部结构设计提供参考依据。

串联战斗部后级弹体对前级口径及自身初始姿态的适应性

为分析环形切割型串联战斗部对前级口径及自身初始姿态的适应性,开展了战斗部对目标作用的数值模拟研究。基于有限元分析软件LS-DYNA完全重启动技术,对不同口径前级和不同战斗部初始姿态下,后级弹体的随进侵彻过程进行数值计算分析。结果表明:前级口径对后级弹体的剩余速度和姿态影响较大,且趋势确定;但战斗部初始姿态对后级弹体的剩余速度和姿态影响很小,且趋势不确定;靶板失效形式可能是一个较重要的影响因素,值得进一步研究。

串联战斗部前后级作用关系数值模拟研究

利用Autodyn有限元软件采取三维数值仿真的方法,对串联战斗部前后级的作用关系开展研究。基于串联战斗部轴对称的特点,建立了1/2有限元仿真简化模型,通过设置前后级飞行速度0 m/s、100 m/s、200 m/s以及前后级间距10 mm、30 mm、50 mm,利用控制变量法,分析了前后级相对速度、前后级间距对随进子弹受力状态的影响规律。得出了随着前后级相对速度的增大或者前后级间距的减小,随进子弹各点的受力及速度降都会增大的变化规律。仿真结果可以为相关串联战斗部的优化设计提供参考。

串联战斗部研究现状及其发展

文章总结了国内外串联战斗部及其相关弹药的研究现状,并对目前串联战斗部研究的热点——破孔——随嵌串联战斗部的作用原理进行了分析,最后阐述了串联战斗部未来的发展趋势,以期对今后串联战斗部的设计和改进有所启示。

串联战斗部前级聚能装药和隔爆结构设计与实验研究

前级聚能装药侵彻技术和两级隔爆技术在串联战斗部的设计研究中占有重要地位。从理论分析、实验研究的手段出发，分析了前级装药的结构设计及前级装药爆炸对后级的影响，设计了两种药型罩结构的聚能装药侵彻混凝土靶实验，以及以多孔铝为隔爆体的隔爆防护实验。实验结果表明，设计的前级装药在混凝土靶上侵彻出了深度为8．2倍、孔径为0．4～0．6倍装药口径的孔洞；所采用的多孔铝隔爆结构有效地防护了二级弹体的破坏。实验效果比较理想。