起爆环半径对多定向破片战斗部参数的影响

起爆方式对爆炸成型多定向破片(MDF)战斗部的形成过程和形态具有重要影响。在深刻理解MDF战斗部爆炸成型机理的基础上,通过对药型罩由切割网栅形成多个破片过程的仿真和爆轰波作用理论分析,研究了环起爆方式下起爆环半径对MDF战斗部参数的影响。研究表明:随着起爆环半径的增加,切割药型罩形成的MDF头部破片速度随之增大,但破片的剩余质量将会减小,而破片的发散角则随起爆环半径的增加呈现先增大再减小的趋势;对于特定的MDF战斗部,当起爆环半径在8～12 mm时,破片的侵彻能力和对目标的毁伤作用效果最好。

多模战斗部中定向破片的发散角分析

为了解多模战斗部中的定向破片的特性,分析了在爆炸成形弹丸结构前适当位置安装一个可抛掷的切割网罩的装药结构,并采用LS-DYNA 3D程序,对药型罩经过2种不同切割网罩形成多个破片的过程进行了数值仿真。该装药结构能形成具有一定质量和方向性、速度达到1.5-2.5 m/s的破片群。通过数值仿真并结合试验得到了破片发散角α的计算公式,着重讨论了α与切割金属丝的直径D、材料屈服强度,以及破片与药型罩之间的距离d的关系。得到了：α随着D的增大而增大,材料屈服强度越大越有利于切割,但对α影响不大,而d则需在一定的范围之内才能形成理想的破片,并存在一个最佳值。

多束定向预制破片弹开舱距离研究

为解决多束定向预制破片(AHEAD)弹在实际应用中开舱距离被设为定值,不能达到针对不同目标的最大化毁伤效能问题,提出一种分析AHEAD弹开舱距离对目标毁伤影响的方法。通过建立AHEAD弹开舱前后的运动轨迹模型、AHEAD弹开舱角数学模型和典型目标模型,得到开舱距离与终点毁伤的数学模型。通过MATLAB软件进行数值仿真,分析在不同射击距离和不同目标特性情况下AHEAD弹开舱距离对目标毁歼概率的影响,得出不同作战情况下AHEAD弹达到最大化毁伤的开舱距离规律,方便其后续的工程应用。

破片发生器爆轰驱动数值模拟

利用ANSYS/LSDYNA软件对一定向破片战斗部试验件进行了二维和三维数值模拟,获得了破片速度、飞散角分布和定向战斗部对破片的爆轰驱动过程的物理图象,计算结果和试验结果具有良好的一致性。

多模式毁伤元成形的数值仿真和实验研究

为实现多模战斗部中3种毁伤模式的集成,同时提高定向破片群的径向发散能力,设计了多模战斗部弹体结构,并开展了3种模式毁伤元成形过程的数值仿真,最后通过相应的靶板效应实验进行了验证。研究结果表明,基于设计的弹体结构,可以分别实现爆炸成型弹丸、聚能杆和定向破片群模式的毁伤元成形,其中定向破片群的径向散布角达18°,且3种模式能有效兼容。