冲击片雷管多点同步起爆爆轰波压力的数值模拟和试验

采用有限元程序AUTODYN软件分别进行了冲击片雷管三点、四点、六点、八点同步起爆爆轰波压力值的数值模拟。分析了影响多点同步起爆爆轰波压力的因素。采用锰铜测压方法测试了多点冲击片雷管的同步起爆爆轰波压力。使用高速摄影系统拍摄了四点冲击片雷管的作用过程。结果表明,四点冲击片雷管的爆轰波压力平均值相比三点、六点、八点高。在中心距为4 mm并且装药量均为180 mg时,四个起爆点产生的爆轰波发生相互碰撞,爆轰波叠加形成超压爆轰,并能可靠起爆钝感炸药TATB。在中心距为8 mm并且装药量均为180 mg时,由于中心距较远,爆轰波衰减较快,相邻两点爆轰波发生的碰撞较少,产生的超压值也随之降低。

多点同步起爆网络的设计及试验研究

主装药爆轰波形的控制是影响聚能杆式战斗部(JPC)成型的重要因素,起爆能力和多点起爆同时性对波形控制非常重要。为了形成外形对称、气动性能良好的JPC战斗部,在理论分析的基础上,找到了影响起爆同时性的主要因素,设计了一种"一入六出"的六点同步起爆网络。利用试验检验了起爆装置的起爆能力和各起爆点的同步性。试验结果表明,起爆端可以击穿5mm厚的铅靶,各点起爆偏差在200ns以内,多点起爆装置与成型装药配合可以形成外形完整、长径比较大的聚能杆式战斗部,该装置具有足够的起爆能力和一定的起爆同步性。

基于冲击片雷管的多点同步起爆系统研究

针对EFP战斗部多点同步起爆系统所使用的常规电雷管安全性低和爆炸网络同步性差的问题,基于爆炸箔起爆技术固有的高安全特性,以2发或3发冲击片雷管串联为多点起爆系统的基本单元,设计了3点、4点、6点和9点同步起爆系统,并进行了多点起爆同步性测试。试验结果表明:3点、4点同步起爆同步性时间均小于100 ns,最大同步性时间散布较小,满足设计要求;6点和9点同步起爆同步性时间都超过了100 ns,并且最大同步性时间散布较大。经分析,每组雷管之间等效电阻和等效电感等参数具有差异,造成不同组别的雷管发火回路性能有差别,故引起各起爆支路的电流不一致,导致桥箔的爆发电流和爆发电流密度的差异,从而影响起爆的同步性。

基于爆炸同步网格技术和冲击片雷管技术的两种多点同步起爆系统设计方法及性能

为研究多点同步起爆系统同步性时间以及系统设计方法问题,采用基于爆炸同步网络技术的微型导爆索工艺以及基板式炸药沟槽装药工艺,基于冲击片雷管技术,设计3种多点同步起爆系统,分别对其组件的作用过程进行拍摄,对系统的同步性时间进行测试和对比,对同步性时间的影响因素等性能进行分析研究。实验结果表明:基于冲击片雷管的多点同步起爆系统同步性时间最优,制作工艺更便于控制,系统体积更便于小型化设计,在武器弹药系统中更便于进行系统集成;影响冲击片雷管多点同步起爆系统同步性时间的主要因素是雷管的参数、发火能量裕度、各支路的等效参数等;影响基于导爆索方法的多点同步起爆系统同步性时间的主要因素是导爆索的爆速和爆速偏差;影响基于沟槽装药方法的多点同步起爆系统同步性时间的主要因素是装药工艺。

聚能装药用多点同步起爆网络设计

为提高爆炸网络的传爆同步性和起爆能力,以亚微米级HMX/DNTF熔铸炸药作为沟槽装药、亚微米级HMX为基的JO-11C传爆药作为传爆药,设计了一种聚能装药用"一入八出"式多点同步起爆网络,采用传爆药轴向钢凹法研究了多点同步起爆网络的起爆、传爆、隔爆情况和起爆能力,并应用PXI数据采集仪对多点同步起爆网络的同步时间进行了测试。结果表明:该起爆网络起爆后钢鉴定块的凹陷深度明显且均匀对称分布,同步性误差不超过100ns,起爆能力的钢凹值比JO-9C传爆药的高7.45%。

柔性多点同步起爆装置设计与试验研究

针对战斗部起爆需求,设计了一种“一入八出”柔性多点同步起爆装置。输入端设计采用集束盘约束8根银质导爆索并使用灌封胶密封,导爆索装药为HNS;输出端设计采用压合螺母-雷管-JH-14C扩爆药柱组成的爆炸单元对爆轰波能量进行放大,保证起爆装置输出威力,并对起爆装置接口连接强度、爆炸输出威力及起爆同步性进行了试验研究。结果表明:柔性导爆索及爆炸单元输出威力满足设计要求;“一入八出”起爆装置爆轰波输出同步性极差不大于0.6μs;通过减少起爆药药量以及去除集束盘灌封胶内空气等方式,能够有效保证作用后起爆装置的结构完整性。

直线多点同步起爆MEFP战斗部技术研究

为实现直线多点同步起爆MEFP战斗部,对多路导爆索传扩爆组件开展相关研究。选用爆速精度较高的银导爆索以提高多点起爆同步性能,通过试验测定传扩爆组件的各起爆点的精确位置,并结合仿真加以分析。结果表明,采用该起爆装置技术方案(n+1)点起爆n层周向MEFP战斗部,有利于提高EFP飞行稳定性,缩小EFP飞散带宽,提高EFP动能,提升弹药作战效能。

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。

环形传爆药柱多点起爆数值模拟及威力测试

为了提高传爆药柱起爆钝感弹药的能力,根据冲击波汇聚技术原理设计了环形传爆药装药结构。配合环形装药的尺寸,根据小尺寸装药爆轰理论设计了4点和8点同步起爆网络。用ANSYS/LY-DYNA软件分析起爆点个数对环形传爆药柱输出波形的影响,并进行了试验验证。结果表明,利用多点同步起爆网络起爆环形传爆药柱能有效提高传爆药柱的输出威力,在保证较小同步时间偏差的情况下,增加起爆点个数有利于提高环形传爆药柱的输出。

新结构传爆药柱多点起爆数值模拟及实验研究

根据冲击波汇聚技术原理及有效装药理论,设计出环锥形传爆药装药结构。用ANSYS/LY-DYNA软件分析起爆点个数对环锥形传爆药柱输出波形的影响,并用多点同步起爆网络起爆环锥形传爆药柱进行实验验证。结果表明,利用多点同步起爆网络起爆环锥形传爆药柱能有效提高传爆药柱的输出威力,起爆点个数对爆轰波形有很大的影响。

多点起爆对杆式爆炸成型弹丸成型的影响

针对多点同步起爆网络在杆式EFP成型装药上的应用问题,利用LS-DYNA有限元软件仿真研究了多点起爆参数对杆式EFP成型参数的影响规律,并利用X光试验验证了数值模拟方法的有效性。结果表明:选择3点起爆方式可以减小杆式EFP头部断裂的风险,同时避免因起爆点数量增加带来的系统起爆误差增大;控制最大起爆同步误差在200ns以内可保证形成的杆式EFP成型规则并具有一定侵彻能力。

起爆方式对战斗部毁伤作用的影响

用数值模拟和试验两种方法研究了破片轴向预制战斗部在中心单点起爆与平面多点同步起爆两种起爆方式下的毁伤作用。结果表明:装药端面中心位置处破片速度最高、抛射角为零,沿径向方向破片速度大致呈抛物线趋势衰减,而抛射角逐渐增大;相对于中心单点起爆方式,平面多点同步起爆方式下战斗部定向方向增益区域内的破片速度、密度增益明显,增益区相对爆心的锥角越小增益越明显。

一种异形结构传爆药起爆威力实验研究

旨在研究一种新型高能传爆药装药结构,根据冲击波汇聚技术、拐角效应理论和有效装药理论等,设计了一种异形结构传爆药。利用主装药轴向钢凹法对多点同步起爆网络起爆的该异形结构传爆药柱起爆威力进行了实验研究。对实验数据进行对比分析,结果表明在达到相同起爆效果的情况下,利用多点同步起爆网络起爆的该异形结构传爆药柱相对于普通圆柱形传爆药柱的用药量有较大幅度的降低。研究成果对解决钝感弹药的起爆问题具有重大的现实意义。

平面同步传爆网络多点输出时间特性分析

总结了某平面同步传爆网络27点爆轰输出的时间数据,24发传爆网络的试验数据中,每发27个点爆轰输出时间的最大值与最小值之差均小于0.6μs,爆轰输出时间最小值均出现在距网络中心最近的第1圆周上的点,而最大值均出现在最外围的点中。此外,分析了该爆炸网络不同位置点的爆轰输出时间差规律,深入研究传爆网络多点输出同步性的影响因素,并提出了出现上述规律的可能原因及提高传爆网络多点输出同步性的设计原则。

基于爆炸网络的定向战斗部试验及数值模拟研究

基于多点起爆同步性偏差对战斗部威力的影响,利用靶场试验及数值模拟方法开展爆炸逻辑网络起爆的定向战斗部威力研究。结果表明:在0. 95置信水平下,8点同步起爆允许同步性偏差不大于1. 0μs;所设计的爆炸网络起爆系统满足同步性要求,且可实现多种起爆功能;偏心多点起爆可以在定向方向提高破片着靶密度12%、破片穿孔密度32. 26%、破片速度8. 99%;设计了一种虚拟网格贴图,可方便得到靶板上每一个破片的着靶位置,减少了试验前准备工作和试验现场统计时间;编写了破片外弹道计算程序接口,可根据仿真结果得到理论上的破片打靶分布,与靶场试验结果吻合较好。