近自由液面聚能战斗部水下爆炸威力场

聚能战斗部反舰武器因其高效毁伤能力而受到重视,然而现阶段对其在近自由液面的威力场研究较少。为此,结合聚能战斗部对水下靶板毁伤试验结果,建立与之相对应的数值仿真模型,利用任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)算法模拟了金属射流形成和毁伤靶板全过程。同时,在验证模型算法有效性的基础上,通过系列工况设置,研究了小锥角聚能战斗部在近自由液面爆炸冲击波和射流特点。研究结果表明,近自由面聚能战斗部水下爆炸压力具有不对称性;自由液面对金属射流无明显影响,但受自由液面处反射的稀疏波影响,近自由液面冲击波压力下降,出现空化区域。

不同壳体装药爆炸威力的数值模拟及试验研究

为研究装药壳体材料对爆炸威力的影响,对不同壳体装药在空气和混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了数值模拟及试验研究。结果表明,在相同的装药情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压相对D 6A钢壳体装药的高。因碳纤维复合材料壳体装药爆炸时不产生破片,所以对远距离目标不造成破坏,而D 6A钢壳体装药爆炸时产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应。从混凝土靶的爆炸破坏效应来看,碳纤维复合材料壳体装药在阻抗匹配方面要比D 6A钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播。在同样装药的情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于D 6A钢壳体装药。静爆试验证明了数值计算与试验结果相一致。

两点阵列爆炸威力场分布及增益研究

为了获得两点阵列爆炸冲击波场的分布规律及其相对于同质量整体单点爆炸威力的增益效果,采用AU-TODYN有限元软件建立了两点阵列爆炸的计算模型,对不同阵列距离条件下两装药阵列爆炸的冲击波场进行了模拟研究,并对两个相距4 m的1 kg装药同时爆炸的计算结果进行了试验验证;分析了装药质量、阵列距离对冲击波威力及增益的影响规律,获得了两点阵列爆炸冲击波作用区面积与阵列距离的相互关系,建立了最佳阵列距离以及冲击波作用区面积增益的计算模型.结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好,数值模型合理、方法可行;随着阵列距离的增大,两点阵列爆炸的冲击波作用区面积先增大后减小,最佳阵列距离与阵列爆炸单元的质量呈正比关系,函数关系式为L=2.078M1/3;阵列爆炸相对于同质量整体单点爆炸的威力增益显著,阵列距离6~10m范围内冲击波作用区面积增益大于29%;两点阵列爆炸冲击波作用区面积增益和阵列比例距离呈三次多项式函数关系,增益计算模型的预估误差不大于15%.

低附带毁伤弹药爆炸威力的理论分析与试验研究

为适应现代反恐作战的需求,提出了一种新型低附带毁伤弹药,根据爆炸力学相关理论建立了杀伤元抛撒速度与复合材料外壳、装药三者之间的关系模型。通过静爆试验,利用压力传感器测试出3种不同装药爆炸后的超压曲线。结果表明,从压力曲线来看复合材料外壳装药与纯炸药、发泡塑料外壳装药爆炸产生的冲击波超压曲线不同,正压作用时间长。最后得出,与传统杀爆弹相比低附带毁伤弹的杀伤区域较小,而在较小的杀伤区域内杀伤效应更强。

不同装药战斗部壳体对水中兵器的爆炸威力

通过对裸炸药和带壳战斗部在无限水域中水下爆炸的实验研究,对比分析了炸药的冲击波峰值压力、比冲击波能、比气泡能、总比能量及相对比总能量等爆炸特性参数。结果表明:不同装药爆炸后峰值压力从大到小分别是热塑梯黑铝、熔梯黑铝、复合PBX、TNT,其他对比参数从大到小分别是复合PBX、熔梯黑铝、热塑梯黑铝、TNT;带壳战斗部爆炸后比冲击波能、比气泡能、总比能量相对裸炸药均有不同程度的下降,其中总比能量分别比裸炸药减少25%、21%、15%和15%;战斗部壳体对水中兵器爆炸的比冲击波能、比气泡能及总比能量的影响较为显著。因此,研究水中兵器爆炸威力必须考虑战斗部壳体因素,不能简化。研究成果对于战斗部水下爆炸威力考核有一定的借鉴意义。

FAE战斗部爆炸威力评价方法的分析

在对 FAE的爆炸威力评价方法分析和应用的基本上 ,提出对 FAE战斗部爆炸威力评价的观点 :超压 -冲量毁伤准则是毁伤威力普遍适用的评价依据 ,但在国内外目前冲量测试误差较大的情况下 ,用一定条件下的超压 TNT当量评价 FAE战斗部威力 ,实际证明是可靠和实用的方法 .

一种爆破型战斗部近场非接触爆炸威力分析方法研究

选取鱼雷战斗部装药量为修正变量,以实测和仿真计算得到的多个测点的加速度峰值为依据构建目标函数,基于水下爆炸理论和声固耦合方法建立鱼雷战斗部对舰船的近场水下非接触爆炸毁伤模型。通过迭代计算得到与舰船实际毁伤情况较为接近的鱼雷战斗部装药量,进而反映该鱼雷的爆炸威力。该分析方法结合试验数据,综合考虑了舰船结构特征与鱼雷战斗部特征,提高了结果的准确性及可靠性。

燃料空气混合物爆炸威力评估模型研究

针对工业爆炸灾害的气云爆炸和军事上的云爆武器,人们关注其爆炸威力及所产生的毁伤效应.影响爆炸威力的因素很多,关系十分复杂,且存在大量的定性因素和不确定因素,而现有的爆炸威力评估方法各有其特定的适用条件.本文基于人工神经网络理论及方法,在合理选取影响爆炸威力主要因素的基础上,构建了燃料空气混合物爆炸威力评估模型.模型检验及应用结果表明,该方法可行,可以为工业和民用行业安全防护或云爆武器配方设计提供有益参考.

ANN在一次引爆FAE爆炸威力评价中的应用(英文)

在系统分析燃料空气炸药(FAE)爆炸威力主要影响因素的基础上,应用人工神经网络(ANN)理论及方法,建立了一次引爆FAE爆炸威力评价ANN模型,并利用该模型对不同配比环氧丙烷/铝粉混合燃料的爆轰参数及爆炸威力进行了模拟.结果表明,ANN模拟结果与一维多相爆轰模型计算值相当吻合,当铝粉含量处于50%～70%范围时,爆炸威力较为理想,当铝粉含量为65%时,爆炸威力指数达到最大.这一研究可为一次引爆FAE配方及战斗部设计与优化提供有益参考.

爆破型鱼雷爆炸威力试验评估方法

为了探寻评估爆破型鱼雷战斗部爆炸威力的科学方法,研究了爆破型鱼雷的两种毁伤模式,梳理了在工程设计时采用的鱼雷爆炸威力表征模型,提出用能量法、通过试验测量手段,来评估战斗部爆炸威力,并建立评估模型。结果表明:爆破型鱼雷对水面舰艇的毁伤模式分接触爆炸和非接触爆炸;接触爆炸对舰船壳体局部结构造成毁伤,非接触爆炸对船底局部结构和总纵强度造成破坏;工程设计上采用的鱼雷爆炸威力表征模型,不适用于采用新型防护设计的现代舰船,忽视了气泡能对舰船总纵强度的破坏作用;用能量法评估爆破型鱼雷爆炸威力科学可行;鱼雷无靶静爆、实航固定靶、实航活动靶3种试验模式,不仅可实现威力评估,结合靶船毁伤情况,还可以对鱼雷的毁伤能力作出评价。

反舰鱼雷爆炸威力指标体系研究

反舰鱼雷对目标的毁伤效果取决于鱼雷战斗部爆炸威力、雷目交会条件、目标易损性三大因素。通过反舰鱼雷对目标的毁伤机理分析,介绍了在工程设计和作战使用时,通常以壳体破口长度、爆炸冲击波压力、破坏半径、爆炸能量作为鱼雷战斗部爆炸威力的4种表征参数,分析了鱼雷爆炸威力的主要影响因素,构建了反舰鱼雷爆炸威力指标体系,旨在为战斗部威力设计、实战威力评估和试验评估等任务需求提供依据。

基于动物第一类爆炸损伤伤情的凝聚相炸药爆炸威力评价

在16种炸药的动物效应试验基础上,从动物的第一类爆炸损伤伤情出发,通过将定性的损伤伤情描述转化为定量指标后,对各炸药的第一类爆炸损伤威力进行了简化的量化评价,获得了16种炸药的第一类爆炸损伤威力排序。同时,也讨论了这种基于动物损伤伤情的数学评价方法的优点以及有待完善的方面。

雷管爆炸威力自动化动态测试系统研究

为自动、动态、可靠、定量地测试雷管爆炸威力,该文提出一种新测试方法,并建立了一个由测试装置、计算机、自动测试软件组成的测试系统。该系统利用雷管爆炸输出威力冲击测试装置上的旋转机构,通过测速装置对旋转机构的角速度进行实时监测,再通过自动测试软件处理实验数据,最终以冲量、冲击波峰值、冲击波作用时间等物理参数定量表征雷管输出威力,以角速度-时间曲线、冲量-时间曲线、压力-时间曲线等来描述雷管威力时间特性。实验结果表明:这种测试方法能够灵敏准确地反映雷管威力对应于装药量及装药结构的变化,系统具有良好的稳定性。

纤维增强攻坚战斗部爆炸威力试验研究

为对纤维增强攻坚战斗部毁伤威力进行有效评估,对裸装药、复合材料壳体、钢质壳体装药在空气及混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了对比试验研究.试验结果表明,同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压大于钢壳体装药而低于裸装药,且不会产生破片对远距离目标的杀伤;而钢质壳体装药爆炸破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.在混凝土靶中爆炸破坏效应方面,复合材料壳体装药阻抗匹配要比钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播.同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于钢壳体装药.

不规则可燃气云爆炸威力预测方法研究

采用计算流体动力学(CFD)方法,以实际球罐区甲烷泄漏扩散形成的不规则可燃气云为研究工况,探讨了不规则气云爆炸威力的模拟方法,并对比了实际形状可燃气云、最大直径球可燃气云、重心高度球可燃气云、等体积球可燃气云以及采用TNT当量法计算得到的气云爆炸超压值。结果表明,TNT当量法计算结果过于保守。等体积球、重心高度球、最大直径球与实际形状气云爆炸超压偏差分别为-13.9%、-17.2%、52.3%。采用等体积球法估算不规则可燃气云爆炸威力较为便捷,且精度较高。

基于神经网络模型的燃料空气混合物爆炸威力预测研究

燃料空气混合物爆炸威力准确预测研究是学术界的一个难题。针对燃料空气混合物爆炸威力有效预测问题,采用神经网络方法,设计多层神经网络模型,进行实际预测应用。应用结果表明,采用的预测方法简便、可行,可以为燃料空气混合物爆炸威力预测提供一种新途径。相比3层BP模型,设计的预测模型可以减少训练次数,缩短训练时间,提高预测正确率,应用优势较明显。

无限水域中壳体对不同尺寸战斗部爆炸威力的影响研究

选取3种比例尺寸的战斗部,通过建立有效的有限元模型,利用ALE方法分析研究无限水域中壳体对不同尺寸爆破型战斗部爆炸威力的影响。结果表明,壳体对爆炸威力的影响呈现振荡特性,爆距越大振荡越大;壳体厚度与装药尺寸满足一定关系时将增大爆炸威力;但壳体厚度相对于装药尺寸较小时爆炸威力小。可为水中兵器爆炸威力设计与评估提供参考。

基于能量修正的战斗部爆炸威力数据处理方法

为有效检验和准确评估战斗部爆炸威力,确定合理的战斗部爆炸威力数据处理方法,分别采用冲击波峰值压力修正和能量修正的方法处理冲击波压力时程数据,计算战斗部爆炸能量,并依据炸药爆炸相对能量评估法评估战斗部爆炸威力。经试验数据处理结果分析验证,采用能量修正处理冲击波压力时程数据的方法能够有效修正测量系统误差和忽略战斗部水中爆炸热损耗能的计算误差,从而提高爆炸能量的计算精度,该方法可作为战斗部爆炸威力数据处理的通用方法。

爆破战斗部水中兵器爆炸威力评定方法研究

为确定爆破战斗部水中兵器爆炸威力评定方法,正确反映水中兵器作战性能和毁伤目标能力,基于某舰船缩比模型的海上爆炸试验,以标准TNT药球作为爆源,根据试验实测的冲击波压力数据和气泡脉动数据,分析对比目前爆破战斗部水中兵器爆炸威力评价的常用方法,即冲击波压力峰值推算法和战斗部爆炸相对能量评估方法,计算装药的TNT当量。结果表明:战斗部爆炸相对能量评估方法具有更高精度,可作为爆破战斗部水中兵器爆炸威力评定的通用方法。

水中兵器爆炸威力增强技术的发展思考

鱼雷、水雷和深水炸弹等水中兵器作为海军的主战武器,在历次海战中均发挥了重要作用。战斗部装药作为毁伤的核心要素,其能量水平和能量释放控制模式直接影响了水中兵器装备的作战效能,如何提高水中兵器毁伤威力,发展水中爆炸威力增强新技术一直是各军事强国高度关注的重大问题。