反应破片对带壳装药的冲击效应

为了研究反应破片对带壳装药的冲击毁伤效应,通过弹道实验和AUTODYN有限元仿真,结合由等效破片初速和等效格尼速度表征的带壳装药各失效等级判据,获得并对比了惰性破片和反应破片冲击下带壳装药的等效破片初速、等效格尼速度、带壳装药的反应持续时间、鉴证靶破坏情况和炸药层峰值压力,分析了反应破片靶后释能特点对带壳装药失效的影响。结果表明:惰性破片可使带壳装药发生正常爆轰失效;反应破片穿靶后的动能与化学能叠加效应弱,只能使带壳装药发生爆燃失效或爆炸失效,带壳装药的等效格尼速度与格尼速度的比为0.014~0.233,炸药层峰值压力为1.04~3.62 GPa。

复合反应破片爆炸成型与毁伤实验研究

研究爆炸成型复合反应破片的成型过程及其对目标靶的终点效应.设计了球缺形药型罩的小长径比爆炸成型复合反应破片装药结构方案,应用脉冲X光摄影系统拍摄复合反应破片的形成过程.实验结果表明,药型罩在压垮过程中成功实现对反应材料的包覆,包覆及飞行过程中反应材料性能安定;从破片侵彻靶板结果看出,复合反应破片在撞靶时发生化学反应,毁伤效果比惰性侵彻体有大幅提高,利用金属药型罩动态包覆反应材料形成复合反应破片方法可行.研究结果可为反应破片战斗部的工程应用提供参考.

复合反应破片对钢靶侵彻的实验研究

研究了钢壳与两种配方反应材料组成的复合反应破片对薄钢靶的侵彻毁伤效果,利用12.7 mm口径弹道枪发射复合反应破片和惰性破片对A3钢板侵彻试验,采用高速摄影观察破片穿靶过程。试验结果表明,两种配方复合反应破片侵彻靶板过程中都产生燃爆效应,钛粉和聚四氟乙烯配方反应材料复合反应破片的爆燃效果好于铝粉和聚四氟乙烯配方;复合反应破片穿靶过程毁伤能力随壳体厚度增加而增大;复合反应破片的穿靶孔径比同尺寸惰性破片提高约40%。

复合式反应破片对柴油油箱的毁伤效应试验研究

设计并制备了两种不同配方的新型复合式反应破片,并进行了该反应破片对装有柴油油箱的毁伤试验。复合式反应破片由壳体、裸反应破片、顶盖组成。裸反应破片采用铝粉和聚四氟乙烯、钛粉和聚四氟乙烯两种材料配方真空高温烧结制成。试验利用12.7 mm弹道枪发射复合式反应破片,并用高速摄影仪记录破片对油箱的毁伤过程。两种配方的复合式反应破片均能穿透6 mm厚油箱壁,并具有明显的引燃效果。试验结果表明,与惰性破片相比,复合式反应破片兼有侵彻能力和引燃纵火能力。

反应破片对密实防护油箱的引燃效应研究

反应破片具有冲击诱发剧烈化学反应的特性,可以对油箱实现显著引燃效应。通过弹道枪试验和理论分析计算,研究了单枚反应破片对密实防护油箱的引燃问题,获得了引燃机理和引燃判据。研究结果表明,油箱的引燃判据有闪燃和持续燃烧两种,对于密实防护油箱,单枚反应破片可引起油箱闪燃,通过增加油气量可以提高闪燃的规模和持续时间;持续燃烧的必要条件是燃油持续溢出与空气接触且燃油蒸发速率等于油气燃烧消耗速率,通过提高反应能量加热燃油或通过灯芯效应,可提高燃油蒸发速率从而实现燃油的持续燃烧。研究方法和所得结论可为反应破片战斗部应用和引燃油箱威力评价提供参考。

冲击作用下反应破片燃爆温度效应

从一维冲击波和热力学以及物理化学角度出发,建立了反应破片冲击燃爆温度与破片反应材料组分配比的数学关系模型,对比分析了PTFE/Al和PTFE/Ti两种反应破片的变化规律,其冲击燃爆温度都先随配方金属粉含量的增加而增大,在金属粉含量一定值时有一个最大值,在该点后,都随其金属粉含量的增加而下降;PTFE/Ti型反应破片的最大冲击燃爆温度要比PTFE/Al型反应破片高出1 100℃左右。与相关试验结果进行对比,可以认为反应破片冲击燃爆温度越高,其燃爆效果越好。所建立的分析模型和研究方法可推广应用于其他类型反应破片的冲击反应特性等动态性能研究。

轴向驱动反应破片的作用过程

为提高舰炮末端硬拦截反舰导弹的能力,提高对目标的毁伤效能,设计了一种轴向驱动反应破片战斗部。应用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对破片战斗部进行了数值模拟分析,数值模拟结果表明:采用PTFE(聚四氟乙烯)作为内衬可以有效提高破片的完整性和抛撒速度。通过试验对设计的战斗部进行了毁伤效能验证,试验结果表明:反应破片在侵彻靶板后,具有爆燃等二次毁伤效应,造成的损伤效果优于传统型利用动能打击目标的惰性破片,可使舰船硬拦截反导效能显著提高。

防护材料对爆炸驱动反应破片的影响

研究了反应破片战斗部在爆轰驱动下反应破片的加载过程。利用AUTODYN-3D有限元计算软件,针对含能破片战斗部作用的特点,建立了破片抛射速度和主装药、隔爆层、破片等参数的数学模型,模拟了主炸药的起爆、爆轰波的传播、防护材料的作用及对破片的初始驱动过程;通过研究不同防护材料对爆炸冲击波的衰减特性,在满足反应破片抛射初速的前提下保证破片不破坏且有足够的抛射速度;对爆炸驱动过程进行理论分析和数值模拟,验证所设计的防护材料对反应破片的防护性能;对理论计算和数值模拟结果进行比较,并分析各影响因素,结论可为含能破片战斗部结构设计提供依据。

反应破片对中厚铝合金靶的侵彻效应研究

研究反应破片对中厚铝合金靶的侵彻效应。设计了一种单发反应破片侵彻效应研究的试验装置,研究了反应破片在不同撞击速度下对中厚铝合金靶的侵彻效应;并利用AUTODYN-2D软件建立了反应破片侵彻中厚铝合金靶板效应的数值模拟方法。结果表明：Al/PTFE反应破片在高速撞击下具有动能和化学能双重毁伤效应,在1346~1645m/s的撞击速度下可发生点火和能量释放,在20mm厚铝合金靶上形成3.41~6.51mm的侵孔,在此基础上开展的数值模拟结果与试验结果也有较好吻合。

一种反应式破片压缩断裂方式研究

对某反应式圆柱形破片在静态压缩时出现0°、45°和两角度混合的三种压缩断裂方式进行了研究;利用扫描电镜和电子衍射分别对0°、45°和两角度混合的断面与截面进行扫描分析及能谱分析。结果表明:在0°方向断口主要为解理断口和准解理断口,45°方向为韧窝断口。还利用"史密斯理论"揭示了破片断裂机理。

含能快递

西安近代化学研究所开展了包覆型反应破片侵彻钢板及其后效研究为了研究包覆型反应碎片撞击钢板及其毁伤效应,采用6 mm的Q235A钢板作为目标,14.5 mm弹道步枪进行发射,反应破片由钢包覆金属/聚合物组成。结果表明,钢包覆金属/聚合物组成反应破片的整体强度比纯钢的低,导致侵彻能力降低。v50弹道极限速度发射,撞击6 mm Q235A钢靶,当破片的质量和尺寸相同,包覆型反应碎片的速度为709 m·s^-1,是纯钢碎片的1.33倍,扩孔直径高于纯钢的扩孔直径。要实现包覆型反应碎片撞击钢板后的膨胀增强效应。