聚焦式钨球定向战斗部设计仿真研究

为提高反卫星武器的毁伤能力,提出聚焦式钨球定向战斗部的设计方案。结合理论分析、数值模拟方法,分析单层、双层、三层钨球定向式杀伤战斗部的作用机理,利用Matlab软件对模拟结果进行分析并计算破片群在100 m处的分布形状、密度和分布空间;通过计算钨球毁伤概率,综合分析得出双层排列定向战斗部毁伤效果最佳。结果表明,该方案对空间武器战斗部设计有一定指导意义。

十字形内置破片定向战斗部破片的飞散特性

针对低附带弹药毁伤需求,设计了一种十字形内置破片定向战斗部,根据目标方位可选择不同起爆模式,进而控制破片的径向飞散特性,在目标区域内形成杀伤破片实现定向毁伤,在非目标区域内实现低附带毁伤。采用数值模拟研究了相邻2点起爆、相邻3点起爆两种模式下定向战斗部起爆时破片的驱动过程,给出了各个位置处破片的飞散速度、径向飞散角度等特征参数;制备了2发单元样弹并开展了地面静爆实验,通过高速摄影及靶板上破片的穿孔分布特征实测出破片的速度及径向飞散角,与数值模拟结果对比,验证了模拟的准确性。在此基础上,通过引入能量分配角建立了破片速度的修正公式,并根据模拟结果对公式参数进行了拟合分析。结果表明:相邻2点起爆、相邻3点起爆模式下,战斗部定向杀伤区破片径向飞散角分别控制在145°、65°以内,且该区域内的破片占破片总数的比例分别达到了50.4%、43%;同时,破片速度呈现梯次分布,介于535~770 m/s之间,对1.5 mm厚的Q235A钢板的穿甲率分别达到了94.4%、84.6%,可实现对轻型车辆类目标的毁伤,其余区域则为低附带安全区;基于能量分配模型求得的破片速度理论计算值与模拟值基本吻合。研究结果可为低附带杀伤战斗部研制提供新的设计思路。

滑块式定向战斗部增益研究

为提高战斗部在目标方向上的破片密度,设计了一种新型滑块式定向战斗部。建立了该滑块式定向战斗部与普通偏心起爆定向战斗部的有限元模型,运用数值模拟和静爆试验相结合的方法研究了该定向战斗部的破片数目和速度增益。结果表明,该滑块式定向战斗部与相同质量和装药量的普通偏心起爆定向战斗部相比,在定向方位90°角度范围内破片数目增益38.8%,初速减小3%。

定向战斗部破片能量增益的数值模拟

利用有限元分析计算方法分别对爆炸网络控制定向战斗部和中心起爆战斗部装药驱动破片过程进行了研究,得到该过程的动画演示过程和各种相关数据。通过对数值模拟数据的处理,得到爆炸网络控制定向战斗部破片速度和数目的分布规律以及爆炸网络控制定向战斗部相对于中心起爆战斗部在增益区内的破片速度增益、数目增益和能量增益结果。

偏心起爆定向战斗部威力研究

为研究偏心起爆定向战斗部毁伤威力,推导了偏心起爆点对侧延长线附近有限角度内应用的偏心起爆破片初速公式,并设计钨柱和钨球两种预制破片偏心起爆定向战斗部进行了试验验证。结果表明,所推导公式可用于偏心起爆定向战斗部计算。设计的偏心起爆战斗部的速度增益,钨柱破片为10.9%,钨球破片为19.8%。钨球破片初速、破片球面分布密度、毁伤概率均高于钨柱破片。

定向战斗部直列式多点起爆系统设计

文中提出了用于定向战斗部的直列式多点起爆系统设计方法,该设计方法使用了多点冲击片雷管作为起爆源,解决了定向战斗部由于常规雷管的大量使用而导致武器系统安全性、可靠性的下降,以及在实际使用中爆炸逻辑网络传爆序列的能量匹配问题、传爆线路可靠性等较难控制的问题。试验结果表明,直列式多点定向起爆系统能实现定向起爆的功能,多点起爆同步性较好,满足定向战斗部的战术性能指标。

求解定向战斗部最佳起爆延迟时间和起爆方位的一种方法

起爆控制技术是装备定向战斗部的空空导弹的主要技术之一。综合利用制导和引信信息确定引信最佳起爆延迟时间和起爆方位是导弹技术发展的方向。该文在弹体坐标系下建立了任意空间交会条件下定向战斗部最佳起爆延迟时间和起爆方位的数学模型 ,通过仿真计算对弹目交会特性进行分析。研究表明 ,起爆方位角的变化与弹目相对速度无关 ;在最佳起爆延迟时间段 ,目标的方位可能发生象限变化。

偏心式定向战斗部的破片速度及数目分布

为了研究偏心式定向战斗部爆炸后的破片速度及数目分布,对此类战斗部爆炸后所形成的破片场进行了分析,建立了偏心起爆式定向战斗部的破片速度及数目分布的理论模型,并进行了试验验证。结果表明,在试验条件下,理论预测破片最大速度与试验值的误差为5.8%,表明所建立模型是可信的。与中心起爆点比较,距离起爆点最远处的破片速度最大,增益约为10.45%,破片密度则有约5.12%的降低。

定向战斗部复合装药爆轰的超压区域及破片增益特性的机理分析

针对定向战斗部破片分布密度增益不理想的情况提出其复合装药结构新途径.理论分析了定向起爆下相向爆轰波碰撞的局部超压区特性,建立了复合装药结构定向战斗部的仿真模型,用Ls-Dyna-3D程序模拟,并分析了不同偏心起爆模式下破片速度和密度的增益.结果表明,定向战斗部中相向爆轰波产生的超压区域是产生破片速度增益的直接原因,采用复合装药结构,可明显增加定向区内破片的分布密度,采用三相线起爆模式可得到最佳的破片速度和分布密度增益.

一种反导定向战斗部起爆控制器设计

首先针对定向战斗部起爆控制的复杂性,提出了综合利用导引头和引信目标探测器提供的信息进行起爆控制的引制一体化控制方案;在此基础上分析了起爆方位角和最佳起爆延时等关键控制信息的获取;最后提出了定向起爆控制器的概念,并对其进行了初步设计。

六光束脉冲激光探测定向战斗部最佳起爆延时研究

为实现采用定向战斗部的防空火箭弹能够有效打击武装直升机,研究六光束脉冲激光探测机理及其应用于定向战斗部时的最佳起爆延时控制.基于激光探测原理,建立了定向战斗部最佳起爆延时的数学模型,利用Matlab编制了程序并进行数值仿真.仿真结果表明,以六光束脉冲激光探测定向战斗部为武器平台打击武装直升机,能够精确确定最佳起爆延迟时间,控制定向战斗部定向起爆,实现有效打击.

定向战斗部破片飞散方向控制技术研究

定向战斗部是有效提高目标飞散方向上破片飞散密度的有效方式之一，分析介绍了偏心起爆定向战斗部破片的径向飞散控制、轴线角度及轴线展开控制所需的起爆点数量、位置及起爆时序等问题。分析结果表明，与中心点起爆圆柱形战斗部相比。采用三维定向飞散控制技术可以使飞向目标的破片密度提高1～3倍，同时破片速度增大，大幅度提高战斗部的毁伤效能。

爆轰波定向战斗部起爆参数研究（英文）

为了优化爆轰波定向战斗部的性能,研究了不同的偏心起爆形式。利用试验验证过的流体动力学仿真模型研究了偏心一线起爆不同起爆点数、偏心两线不同夹角和偏心三线不同夹角等对战斗部破片速度、飞散的影响。结果表明:对于本研究对象,在一条起爆线上布置4个起爆点是足够的;对于偏心两线起爆,两线之间夹角60°可在定向侧产生最高的速度增益,达38.37%;同样对于偏心三线起爆,夹角45°时的破片速度增益最大,达39.36%。定向方向的破片速度增益是爆轰到破片的传播距离(时间)和爆轰压力共同作用的结果。

定向战斗部的研究现状及发展趋势

介绍了几种典型定向战斗部的基本结构、作用原理及其性能特点, 综述了国外定向战斗部的研究现状, 分析了定向战斗部的发展趋势。

爆炸变形定向战斗部破片控制研究

基于爆炸变形定向战斗部研究,建立了变形后壳体的形状计算模型,并依据此模型推导出变形壳体的破片飞散速度和飞散方向的计算公式,利用该公式可对变形壳体进行壳体变形设计.脉冲X光照相实验和模拟弹静爆实验结果表明,变形壳体的破片初速及破片分布计算公式是可行的.

定向战斗部最佳起爆方位角研究

介绍了综合利用地空导弹武器制导系统及弹上所提供的信息,对完全处于运动状态的导弹及目标在弹目交会阶段的数学模型进行了定量分析和计算,求解出最佳起爆延时,以及在此基础上对定向战斗部的最佳起爆方位角进行了探讨,并给出了仿真结果分析。

定向战斗部破片飞散的数值模拟与试验研究

利用数值模拟方法对展开型定向战斗部的破片飞散过程进行研究,获得了破片数目和速度的分布规律,对比分析了不同展开姿态对破片飞散区域的影响特性,总结得到了最优展开姿态的取值范围,并通过静爆试验验证了数值模拟结果的准确性。研究结果验证了展开型定向战斗部具有较高的定向毁伤效能,为战斗部展开过程及二次起爆设计提供了重要的参考依据。

六光束脉冲激光探测定向战斗部最佳起爆方位角研究

为能够利用配备定向战斗部的防空火箭弹有效打击武装直升机,对六光束脉冲激光探测控制战斗部定向起爆进行了研究.根据激光探测系统所能获得的信息,建立了定向战斗部最佳起爆方位角的数学模型,并利用Matlab进行仿真.仿真结果表明,利用六光束激光探测系统所提供的信息能够确定火箭弹定向战斗部的最佳起爆方位角,为火箭弹研制奠定了理论基础.

定向战斗部在空空导弹上的应用分析

定向战斗部是空空导弹提高对目标毁伤效能的重要手段。对偏心起爆式、爆炸变形式和径向随动式3种定向战斗部进行了性能仿真分析,并从总体设计的角度对3种战斗部在空空导弹上的应用进行了分析,结果表明,从总体设计、性能和应用灵活性上分析,偏心起爆式和爆炸变形式战斗部在空空导弹上具有较高的应用可行性。

EFP定向战斗部导弹系统毁伤概率分析

针对EFP战斗部导弹武器系统高度定向性的特点,充分考虑武器系统自身的姿态角变化,研究了基于姿态的毁伤概率计算方法,给出了系统初步设计时姿态毁伤概率的表达形式.在概率统计的基础上,对表达式中涉及的概率分布进行了分析,讨论了姿态参数积分限的范围.通过几种交会条件下的实际算例,分析了姿态角对毁伤概率的影响,结果表明此影响是显著的,姿态角毁伤概率解析求解法符合实际的作战情况.