云爆弹杀伤效能研究

为了研究云爆弹对目标区域内目标的杀伤概率、估算云爆弹的杀伤范围和分析散布均方差对毁伤概率的影响,文中建立了云爆弹效能评估数学模型。通过结合模型针对某云爆弹的算例表明,目标瞄准点处杀伤概率最大,最大值约为7.8%;杀伤范围为:-300m≤X≤600m,-500m≤Z≤800m,研究表明该模型可以为云爆弹战场杀伤评估提供依据,散布均方差是影响云爆弹杀伤效能的主要因素。

云爆效应的毁伤效能研究

通过对云爆效应毁伤机理的研究,以及云爆弹与杀爆弹的静止对比试验,提出了常规弹药研制与改进的一种新思路,即在各弹药系统中添加一种云爆型弹头,提高弹药系统的综合作战能力,以达到高效毁伤的目的.试验结果表明:云爆弹的毁伤威力比杀爆弹有大幅度的提高.

环境温度对云爆剂装药性能的影响研究

为掌握环境温度对云爆剂装药性能的影响,针对液固态云爆剂装药,开展了高低温环境试验,采用CT检测、DR扫描方法,获取了云爆剂装药特性数据。结果表明:高温条件下,云爆剂装药轴向发生膨胀,线膨胀率达2.99%,同时云爆剂装药内部孔隙发生膨胀,较常温下孔隙截面积扩大8倍;低温条件下,云爆剂装药发生轴向收缩,线收缩率达1.43%,云爆剂装药内部孔隙发生收缩。需优化装药工艺,以提高云爆战斗部高低温作用可靠性和环境适应性。

云爆药剂爆炸超压测试及威力评价

借助压力测试系统,在自由场及地面布置压力传感器,分别测量了熔铸TNT、一次云爆药剂和二次云爆药剂在自由场和地面的爆炸场冲击波超压,经分析处理后拟合得到适用于3种炸药的自由场和空中爆炸超压发展公式,并计算云爆药剂的TNT当量。实验结果表明:实验选用的二次云爆药剂的自由场和地面平均TNT当量相比一次云爆药剂分别提高了60%和69%,说明二次云爆药剂比一次云爆药剂具有更大的超压作用效果;3种药剂的自由场超压峰值都比地面小10%左右,说明地面的反射效应依旧存在,在实际超压威力评估时应采用一定的修正系数。实验结果可丰富云爆药剂和传统炸药的小当量实验对比数据,为云爆药剂爆炸场参数的研究和威力评估提供参考。

液固复合云爆药剂爆炸特性的试验研究

通过不同装药量的云爆装置的静爆试验,得到了超压和冲量随距离变化的试验数据,求得了超压和冲量随距离变化的曲线,根据爆炸相似律拟合了超压和冲量随距离变化的函数关系。研究了云爆装置倾斜放置时爆炸波超压沿不同方向的传播规律。

云爆剂爆炸／冲击波参数研究

对一种新型云爆药剂及其试验装置进行了外场静爆试验，并对其爆炸／冲击波参数和后续燃烧现象进行研究。结果表明：总装药量为30kg的试验弹其爆炸火球最大直径可达17．4m，是原始装药直径的75．65倍。从所测爆炸场超压曲线发现存在前后两个正压作用区，第二个正压区呈现较好的规律性；二次冲击波在火球区外形成，火球区内是后续燃烧反应对爆炸波加载而引起的压缩波积累压力平台；二次冲击波峰值压力不小于第一个冲击波的40％，二次冲量占总冲量的12．5％～43．7％，其对爆炸／冲击波威力的贡献不可忽略。

云爆剂化学稳定性检测分析方法探讨

用KOH-C2H5OH标准溶液和酚酞指示剂滴定云爆剂的甲苯提取液,测定云爆剂的酸度;用比重瓶法测定云爆剂的密度;用气相色谱法分析云爆剂中硝酸异丙酯的纯度和水分;用原子吸收光谱法分析云爆剂中Mg2+的含量。可通过云爆剂的酸度、密度及云爆剂中硝酸异丙酯的纯度和水分的变化来分析云爆剂的化学稳定性。

储存条件下云爆火箭弹云爆剂质量变化研究

云爆弹的使用使常规弹药战斗部技术发生了重大变革,其效能的发挥有赖于云爆剂(FAE)性能的稳定。系统分析了云火箭弹云爆剂发生质量变化的形式及其危害,介绍了云爆剂质量变化的主要研究方法。从云爆剂的质量变化机理出发,概述了云爆剂储存性能的研究进展,提出了目前云爆剂质量变化研究中存在的主要问题。最后,对云爆剂及其安全性能的研究进行了展望。

云爆剂贮存化学稳定性的研究

对以硝酸异丙酯为主体的云爆剂进行了3年的贮存试验和高、低温加速试验;检测了云爆剂中的硝酸异丙酯的纯度、水分含量、酸值和表观密度,用红外光光谱法分析了硝酸异丙酯的结构;研究了云爆剂的性能变化规律。试验检测结果表明:常温下云爆剂有较好的化学稳定性;高温下云爆剂的颜色变深、酸值升高;云爆剂与密封油脂和丁腈橡胶的相容性较差。

一次引爆云爆剂的爆炸特性——后燃反应对爆炸威力的影响

研究了一次引爆云爆剂(SEFAE—single event fuel air explosive)的后燃反应(after-burning)及对其爆炸波威力的影响。通过高速摄像的记录对战斗部爆炸过程进行了分析,根据对SEFAE战斗部爆炸场参数的测试,以及爆炸威力的TNT当量计算,对战斗部壳体破裂后SEFAE所释放的能量进行了定量分析,并同试验结果进行了对比。发现强烈的后燃反应使SEFAE爆轰总能量和爆炸威力较普通炸药有很大的提高。并探讨了壳体破裂后SEFAE与空气中氧的作用机理,提出了提高云爆剂威力的途径。

某型固体云爆剂加速老化试验与贮存寿命预测研究

对某型云爆剂老化前后的结构形貌、元素质量分数、热分解性能变化进行了研究,结果表明,固体云爆剂老化后结构并未被破坏;C,F元素质量分数升高,N,O元素质量分数下降;老化前后热分解曲线变化不大,但在100～200℃之间有一定变化。根据所测数据的变化,采用贝瑟洛特法和火工品71℃法预测了样品在20℃下的贮存寿命。

功能强大的云爆武器

1992年6月的一天,美国俄亥俄州军用武器试验场晴空万里,只见一架'阿帕奇'武装直升机低空掠过,向地面投下3枚炸弹。炸弹爆炸后,立即形成了一片幽灵般的云雾,并迅速地流向阵地前沿和坑道内。仅隔效秒,这片云雾突然起爆,并引发了阵地前沿地雷的一连串爆炸,这种突然起爆的云雾就是被军方人士称为'21世纪新型杀手'的云爆武器。云爆武器,亦称云爆弹、气浪弹、云雾弹、窒息弹和燃料空气弹。其原理是,将挥发性极强的碳氢化合物,如环氧乙烷、环氧丙烷、丙烷、一丙二烯等的混合物以及硝酸丙脂、氧化丙稀等化合物混装在炮弹或炸弹中。然后通过火箭炮、追击炮发射或由飞机空投到目标上空。在炮弹或炸弹爆炸后,由于这些碳氢化合物的沸点低、易挥发。

某固体云爆剂老化前后的安全性研究

目的研究某型固体云爆剂老化后的使用安全性。方法采用真空安定性试验仪按GJB772A—97方法 501.2测试老化前后样品的安定性、相容性,采用感度设备按GJB 772A—97中的相应方法分别测试老化前后样品的撞击感度、摩擦感度以及火焰感度。结果云爆剂老化前后,每克试样在标准状态下的放气量均远远小于2 mL,安定性均合格。样品老化前后火焰感度试验均未爆,撞击感度和摩擦感度均在样品在失重1%时最高,当样品老化至失重1.5%时,爆炸概率反而比失重1%样品的降低。结论该型固体云爆剂老化前后均具有良好的安全性,老化失重达到1.5%后,仍能满足安全使用要求。

壳体材料和壁厚对云爆战斗部爆炸波威力的影响

采用圆柱形战斗部结构，试验研究了壳体材料和壁厚对云爆战斗部爆炸波威力的影响。对试验结果进行了分析。所取得的数据，对云爆战斗部的设计，具有重要参考价值。讨论了云爆剂装药的能量输出同壳体材料和壁厚的关系，提出了形成爆炸波的有效装药能量、有效TNT比当量和总TNT比当量等概念。

云爆战斗部二次起爆引信抗干扰方法

针对云爆战斗部二次起爆引信静爆试验过程中起爆时间偏差较大的问题,采取提高电路稳压可靠性、增加电缆传输线切断功能及优化电路板布线设计等抗干扰方法,提高了二次起爆引信抗干扰能力,并通过引信系统时序试验、静爆试验验证,结果表明:能够抑制一次起爆所产生的冲击、燃料及爆轰产物叠加产生的复杂场的干扰,解决了时间偏差较大的问题,延时引信时间准确,抗干扰方法有效,提高了起爆引信的作用可靠性。

气云爆燃和爆轰的数值模拟

本文采用数值模拟方法研究不同能量释放速率下气云爆炸的规律。分别采用能量波模型和爆炸球模型对气云爆燃和爆轰过程经行了模拟。通过与实验数据对比,证明所采用的模型是合理的。

云爆战斗部动态条件下云爆剂抛撒云团形态研究

为了掌握云爆弹在动态飞行条件下云爆剂抛撒的特性,基于仿真分析和动态抛撒试验,获取了动态条件下云爆剂抛撒云团的成长过程及形成规律。结果表明,云爆战斗部静态抛撒时,云团的形态呈扁平形,随着云爆战斗部运动速度的增加,云团的形态逐渐由扁平形向喇叭形发展,速度越高,喇叭形的开口越小,仿真分析可为云爆战斗部动态抛撒云团的形态预估提供方法。

壳体形状对云爆战斗部抛撒云团尺寸的影响

通过对某云爆战斗部进行三组相同装药量不同壳体形状的爆炸抛撒实验,研究了壳体形状对云爆战斗部抛撒云团尺寸的影响.结果表明,在50ms时,该云爆战斗部采用圆锥形壳体时抛撒云团直径最大,比圆柱形壳体抛撒云团直径大8%,比柱锥形壳体抛撒云团直径大41%;而且采用圆锥形壳体时抛撒云团高度最小.由此可知,采用圆锥形壳体可以增大抛撒云团的面积及能量密度,进而增大云团起爆后的毁伤效果,这一结论可为云爆战斗部壳体结构设计提供参考.

云爆装置初始作用过程数值模拟

为了研究云爆装置结构对云雾形状的影响,应用流固耦合算法对其初始的作用过程进行了模拟计算;得到了壳体的变形速度分布规律、壳体最初破裂位置、时间及破裂形状等。模拟结果与试验得到的云雾初期形状相吻合,通过模拟计算能够预示该结构产生的云雾形状,可为云爆武器的结构设计提供参考依据。

云爆战斗部爆轰冲量测试实验研究

通过建立车辆效应靶的方法,对云爆战斗部爆轰场的冲量进行测试。实验结果表明,冲量测试结果的误差范围在4%以内;车辆效应靶可以根据实际目标车辆的参数建立,并根据目标车辆与车辆效应靶临界翻车所需冲量相同的原则进行简化,应用在云爆战斗部爆轰威力场中,车辆效应靶毁伤实验结果为战斗部威力评估提供数据支撑,冲量测试结果为战斗部威力优化设计提供依据。