起爆方式对杆式弹丸成型和穿甲的影响

用LS-DYNA软件模拟了中心点起爆、平面起爆和环形起爆方式下所形成的爆轰波波阵面、压力场及杆式弹丸的外形和速度分布。结果表明,平面起爆和环形起爆方式下形成的爆轰波对药型罩的压垮角小而压垮速度大,最终所形成的高速杆式弹丸速度和长径比都优于中心点起爆。采用实验方法研究了中心点起爆、环形起爆和三点同时起爆以及不同起爆半径对高速杆式弹丸的速度和穿甲能力的影响。实验结果表明,环形起爆和三点起爆后的弹丸速度和穿甲深度明显优于中心点起爆,大环起爆优于小环起爆,但对弹丸形状和穿孔孔径影响不明显。

高速杆式弹丸三维数值模拟

应用LS-DYNA动力学分析软件对变球缺型罩装药结构下高速杆式弹丸的形成过程进行数值模拟研究,揭示了其成型机理,并研究了中心点起爆、四点同时起爆和环形起爆等三种起爆方式对高速杆式侵彻体的成型和性能参数的影响,得到了弹体的速度分布。数值计算结果显示:变球缺型罩装药结构能形成速度高、长径比大、质量分布合理的高速杆式侵彻体,其成型机理兼有聚能射流和翻转型爆炸成型弹丸的特点,即上半部罩微元直接向轴线压合,下半部罩微元向轴线压合时逐渐向后翻转变形。不同起爆方式下所形成的高速杆式弹丸的形状和性能参数有所不同,其中环形起爆所形成的弹体性能参数最优。实验结果所反映的起爆方式的影响规律与数值计算结果是一致的。

高速杆式弹丸初步研究

根据高速杆式弹丸的特点和经典射流理论分析高速杆式弹丸的成型条件,提出了高速杆式弹丸的设计准则。应用LS-DYNA软件对设计的变球缺罩装药结构进行数值模拟,得到该装药结构下高速杆式弹丸的成型过程和成型机理。通过模拟计算得到了药型罩结构参数和起爆方式对弹丸成型的影响规律,并初步确定药型罩结构参数间的相互关系:药型罩直径D,内径R1=(0.55～0.6)D,外径R2=(0.58～0.62)D,药型罩高度为H=(0.3～0.35)D,半锥角α=82°～86°。

聚能杆式弹丸侵彻混凝土靶计算分析

根据已有的研究成果和理论,对聚能杆式弹丸侵彻混凝土靶问题进行了计算分析.首先,根据材料状态随撞击速度的变化规律,建立了聚能杆式弹丸侵靶过程中的侵彻模式的判别准则.其次,基于静态球形空腔膨胀理论求解出混凝土靶体的强度参数,并将其应用于侵彻模式的判别.最后,采用量纲分析方法对高速弹丸侵彻厚靶的经验模型进行分析,并在前人研究成果的基础上建立了聚能杆式弹丸侵彻混凝土靶的经验公式.

聚能杆式弹丸侵彻水夹层复合靶相似律分析

为降低聚能杆式战斗部研制成本,缩短研制周期,采用量纲分析方法对聚能杆式弹丸的成型以及侵彻水夹层复合靶板的相似律进行了分析。结果表明,当模型和原型战斗部结构、炸高及起爆点位置满足几何相似条件,且模型所用材料和原型相同,装药的起爆方式也相同,那么聚能杆式弹丸的形成过程便相似。最终形成的弹丸的速度相等,弹体相似。侵彻复合靶板的过程表明,模型和原型实验中的聚能杆式弹丸在相应厚度的水层中的速度损失相等;速度衰减率之比等于模拟比的倒数;弹丸对复合靶板的侵彻深度遵循相似律准则。实验结果验证了理论分析所得结论的正确性。

聚能杆式弹丸侵彻混凝土实验研究

为了研制有效打击坚固目标的串联随进式攻坚武器,设计并制作了能形成聚能杆式弹丸的新型聚能装药,对混凝土和钢筋混凝土进行侵彻试验。试验结果表明:扁平型和尖顶型聚能装药都能对混凝土靶和钢筋混凝土墙产生一定的侵彻效果,并形成具有较大直径的侵彻孔。相比之下,尖顶型装药对目标的侵彻破坏能力更强,能贯穿80cm厚的钢筋混凝土墙,为后级战斗部的顺利侵入提供了通道。相同的聚能装药在同等试验条件下对圆柱形混凝土靶和钢筋混凝土墙的表面破坏效果差异较大,说明钢筋网和靶体边界效应在侵彻中起重要作用。

结构参数影响聚能杆式弹丸成型的数值模拟

应用LS-DYNA3D软件对聚能杆式弹丸的形成过程进行数值模拟,研究了药型罩外曲率半径、壳体厚度、外层炸药等因素对聚能杆式弹丸成型的影响规律,得出形成理想聚能杆式侵彻体的各参数之间的关系;并对比分析了钢壳和铝壳形成理想聚能杆式弹丸的条件差异;模拟结果可应用于轻型壳体的聚能杆式战斗部结构设计。

一种杆式周向多爆炸成型弹丸战斗部仿真及实验研究

为提高周向多爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部的侵彻能力,设计了1种杆式MEFP战斗部。采用工程计算方法和数值模拟方法对1种新型MEFP进行了成型速度研究。进行了战斗部原理样机的静爆实验。根据实验结果对工程计算方法进行了修正。直径为127 mm的杆式MEFP战斗部样机的杆式弹丸可以穿透距爆心3 m处40 mm厚的Q235钢靶板,杆式弹丸长径比可达到4∶1,可以满足毁伤元穿甲威力要求。

JPC聚能装药对钢筋混凝土墙毁伤效应的试验与数值模拟研究

为了满足高侵深和大穿孔的要求,设计一种聚能杆式弹丸(jetting projectile charge, JPC),开展大尺寸钢筋混凝土墙的毁伤效应试验。在此基础上,基于修正参数的K&C(Karagozian&Case)模型进行数值模拟,研究JPC高速侵彻和爆炸冲击波对钢筋混凝土墙的联合破坏作用,分析墙体厚度对破坏效果的影响规律。结果表明,在1.67倍和2.50倍装药直径的炸高条件下,JPC均能够有效贯穿80 cm(6.67倍装药直径)厚的钢筋混凝土墙,形成直径大于6 cm(0.50倍装药直径)的柱状孔洞;聚能装药的多载荷毁伤特性决定了钢筋混凝土墙的破坏结果,爆炸冲击波能够加剧墙体正面开坑和背面崩落的破坏范围;墙体厚度对于墙体正面漏斗坑的直径与深度及内部侵彻孔洞直径均无显著影响;随着墙体厚度增大,背面漏斗坑直径逐渐减小,深度却逐渐增大。

成型装药研究新进展

随着装甲技术以及灵巧弹药、多功能弹药和串联战斗部的发展,近期新型成型装药结构、技术及其应用研究活跃,取得了较好的进展。从射流装药、射弹装药、高速杆式弹丸装药3个方面就其新进展和新动向进行了调研、分析,并对成型装药发展趋势及潜在应用进行了评述。

聚能装药侵彻水夹层复合靶实验的研究(英文)

设计了一种能形成聚能杆式弹丸的聚能装药结构,并使用该聚能装置进行了侵彻水夹层复合靶试验。结果表明,产生的聚能杆式弹丸在有效贯穿11mm厚的前置铝靶、3mm钢靶以及其后的650mm水夹层后,还贯穿多层后效钢靶,并在后效钢靶上形成了较大口径的侵孔。另外,炸高对聚能装药侵彻水夹层复合靶效果有较大影响,合适的炸高有利于提高对水夹层复合靶的破坏效果。