兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (S1): 161-173.doi: 10.12382/bgxb.2024.0672
收稿日期:
2024-08-02
上线日期:
2024-11-06
通讯作者:
基金资助:
WANG Jin, LIU Yize, ZHANG Hongyu, YAN Yueguang, WANG Haifu, GE Chao*()
Received:
2024-08-02
Online:
2024-11-06
摘要:
线性聚焦式杀伤战斗部通过装药母线设计和破片排布设计,使破片等速线性飞散聚焦,可对目标造成结构性切割毁伤。为研究线性聚焦式杀伤战斗部结构参数对破片飞散聚焦行为的影响规律,采用流固耦合算法开展线性聚焦战斗部破片聚焦过程数值模拟。数值模拟结果揭示线性聚焦式杀伤战斗部破片线性聚焦机理,典型线性聚焦过程包括破片驱动阶段、破片聚焦阶段、聚焦完成阶段和破片发散阶段。通过数值模拟获得战斗部尺寸、破片排布、破片质量以及交汇速度对破片飞散特性和穿孔分布的影响规律。研究结果表明:随装药长度从0.3m增加至0.5m,破片速度标准差从125m/s增加至147m/s,聚焦完成时间分别为490μs、585μs和590μs,穿孔分布宽度从135mm增加至234mm;随破片排布从15列增加至18列,破片速度标准差从117m/s增加至125m/s,聚焦完成时间分别为470μs和490μs,穿孔分布宽度分别为235mm和135mm;随破片质量从4.08g增加至9.21g,破片速度标准差从137m/s降低至125m/s,聚焦完成时间分别为 380μs 和490μs,穿孔分布宽度分别为156mm和135mm;随交汇速度从0m/s增加至1000m/s,聚焦完成时间分别为490μs、480μs和469μs,穿孔分布宽度从135mm增加至138mm,破片密度从640枚/m2降低至630枚/m2,降幅约2%。研究结果能为聚焦战斗部设计提供支撑。
中图分类号:
王晋, 刘一泽, 张鸿宇, 闫月光, 王海福, 葛超. 线性聚焦式杀伤战斗部破片飞散特性及规律[J]. 兵工学报, 2024, 45(S1): 161-173.
WANG Jin, LIU Yize, ZHANG Hongyu, YAN Yueguang, WANG Haifu, GE Chao. Dispersion Characteristics and Rule of Fragments of Linear Focusing Fragment Warhead[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(S1): 161-173.
密度/ g·cm-3 | DCJ/ (m·s-1) | PCJ/ GPa | E0/ GPa | A/ GPa | B/ GPa | V |
---|---|---|---|---|---|---|
1.63 | 6.9 | 19.4 | 6.9 | 307 | 3.9 | 1.0 |
表1 TNT炸药材料模型参数[26]
Table 1 Parameters of material model of TNT[26]
密度/ g·cm-3 | DCJ/ (m·s-1) | PCJ/ GPa | E0/ GPa | A/ GPa | B/ GPa | V |
---|---|---|---|---|---|---|
1.63 | 6.9 | 19.4 | 6.9 | 307 | 3.9 | 1.0 |
ρ/ (g·cm-3) | C/ (m·s-1) | γ0 | S1 | S2 | S3 |
---|---|---|---|---|---|
1.25×10-3 | 344 | 1.4 | 0 | 0 | 0 |
表2 空气材料模型参数[27]
Table 2 Parameters of material model of air[27]
ρ/ (g·cm-3) | C/ (m·s-1) | γ0 | S1 | S2 | S3 |
---|---|---|---|---|---|
1.25×10-3 | 344 | 1.4 | 0 | 0 | 0 |
密度/(kg·m-3) | E/GPa | υ | σ0/MPa | Etan/GPa |
---|---|---|---|---|
17600 | 324 | 0.303 | 670 | 4050 |
表3 钨破片材料模型参数[28]
Table 3 Parameters of material model of W[28]
密度/(kg·m-3) | E/GPa | υ | σ0/MPa | Etan/GPa |
---|---|---|---|---|
17600 | 324 | 0.303 | 670 | 4050 |
密度/(kg·m-3) | E/GPa | υ | σ0/MPa | Etan/GPa |
---|---|---|---|---|
7830 | 210 | 0.3 | 355 | 10 |
表4 钢破片及靶板材料模型参数[29]
Table 4 Parameters of material model of steel[29]
密度/(kg·m-3) | E/GPa | υ | σ0/MPa | Etan/GPa |
---|---|---|---|---|
7830 | 210 | 0.3 | 355 | 10 |
[1] |
姜金佐, 徐翔云, 任王军, 等. 战斗部动态爆炸破片威力场综述[J]. 兵工学报, 2023, 44(增刊1): 1-8.
|
doi: 10.12382/bgxb.2023.0715 |
|
[2] |
高月光, 冯顺山, 刘云辉, 等. 不同端盖厚度的圆柱形装药壳体破片初速分布[J]. 兵工学报, 2022, 43(7): 1527-1536.
|
doi: 10.12382/bgxb.2021.0443 |
|
[3] |
娄文忠, 何博, 冯恒振, 等. 小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟及开舱距离研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(2): 584-593.
doi: 10.12382/bgxb.2022.0665 |
doi: 10.12382/bgxb.2022.0665 |
|
[4] |
胡诤哲, 李向东, 周兰伟, 等. 武装直升机在杀爆弹打击下的易损性及防护策略[J]. 北京航空航天大学学报, 2020, 46(6): 1214-1220.
|
|
|
[5] |
傅耀宇, 贵新成, 周云波, 等. 破片杀伤战斗部空爆状态下车顶夹芯板防护性能分析与优化设计[J]. 兵工学报, 2024, 45(1): 69-84.
doi: 10.12382/bgxb.2023.0487 |
|
|
[6] |
|
[7] |
|
[8] |
王树山, 韩旭光, 王新颖. 杀伤爆破弹综合威力评估方法与应用研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(7): 1249-1254.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2017.07.001 |
|
|
[9] |
doi: 10.1016/j.dt.2019.07.012 |
[10] |
申景田, 苏健军, 姬建荣, 等. 弹药飞行速度对破片群飞散方向角的影响[J]. 兵器装备工程学报, 2018, 39(12): 97-100.
|
|
|
[11] |
肖师云, 冯成良, 刘俞平. 基于物理杀伤面积的杀爆战斗部最佳炸高计算模型[J]. 兵工自动化, 2022, 41(12): 88-90, 99.
|
|
|
[12] |
张浩宇, 张树凯, 程立, 等. 杀伤爆破战斗部起爆方式对地面目标杀伤威力的影响[J]. 兵工学报, 2021, 42(11): 2300-2309.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.11.002 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.11.002 |
|
[13] |
宋浦, 肖川, 袁宝慧. 破片聚焦式战斗部毁伤直升机类目标的研究[J]. 弹箭与制导学报, 2002, 22(3): 50-51, 55.
|
|
|
[14] |
孔霖, 曹玉武, 付伟, 等. 动爆杀爆战斗部破片场计算[J]. 兵器装备工程学报, 2022, 43(3): 125-129.
|
|
|
[15] |
刘伟, 梁争峰, 李鑫, 等. 内衬对杀伤战斗部破片飞散特性影响研究[J]. 兵器装备工程学报, 2022, 43(8): 117-124.
|
|
|
[16] |
陈兢, 高雁翎. 国外防空反导系统新进展[J]. 战术导弹技术, 2015(6): 3-10
|
|
|
[17] |
程凤舟. 拦截战术弹道导弹末段导引和复合控制研究[D]. 西安: 西北工业大学, 2002
|
|
|
[18] |
方石, 黄群涛. 活性破片飞散特性及毁伤效应研究[J]. 兵器装备工程学报, 2022, 43(2): 111-116.
|
|
|
[19] |
谢剑文, 李沛豫, 王海福, 等. 活性破片撞击油箱毁伤行为与机理[J]. 兵工学报, 2022, 43(7): 1565-1577.
doi: 10.12382/bgxb.2021.0384 |
doi: 10.12382/bgxb.2021.0384 |
|
[20] |
梁争峰, 袁宝慧, 程淑杰, 等. 动态线列式破片战斗部技术探索[J]. 火炸药学报, 2011, 34(3):42-44.
|
|
|
[21] |
程淑杰, 梁争峰, 李广嘉, 等. 杀伤战斗部轴向等爆轰场强控制的设计[J]. 火炸药学报, 2011, 34(1):63-66.
|
|
|
[22] |
罗俊豪, 张克钒, 王硕, 等. 线列式破片战斗部对导弹目标毁伤效能分析[J]. 火箭军工程大学学报, 2024, 38(3):26-37.
|
|
|
[23] |
葛超, 王晋, 郑元枫, 等. 线性聚焦式杀伤战斗部设计及破片飞散特性[J]. 北京理工大学学报, 2022, 42(12):1219-1228.
|
|
|
[24] |
汪金奎, 娄文忠, 刘伟桐, 等. 基于空中机动目标拦截的制导和引信及战斗部一体化设计研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(4): 649-655.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.04.004 |
|
|
[25] |
于玉亭, 舒敬荣, 丁伯圣. 激光引信与预制破片战斗部引战配合设计[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(3): 0303003.
|
|
|
[26] |
宋浦, 杨凯, 梁安定, 等. 国内外TNT炸药的JWL状态方程及其能量释放差异分析[J]. 火炸药学报, 2013, 36(2): 42-45.
|
|
|
[27] |
王雅君, 李伟兵, 李文彬, 等. 基于爆炸成型弹丸(EFP)的大锥角喇叭罩成型规律[J]. 火炸药学报, 2019, 42(5): 490-496, 503.
doi: 10.14077/j.issn.1007-7812.2019.05.012 |
|
|
[28] |
|
[29] |
南宇翔, 蒋建伟, 王树有, 等. 子弹药落地冲击响应数值模拟及实验验证[J]. 振动与冲击 2013, 32(3): 183-187.
|
|
[1] | 刘承哲, 王海福, 张甲浩, 郑元枫. 轻质高熵合金聚能射流毁伤混凝土靶行为研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(S1): 60-69. |
[2] | 王宏金, 宁变芳, 张国平, 张世明. 埋头弹复合药筒抽壳闭气性能分析与改进设计[J]. 兵工学报, 2024, 45(S1): 112-119. |
[3] | 苏成海, 王中, 马红兵, 郑元枫, 王海福. 活性射流作用复合混凝土结构动态毁伤特性[J]. 兵工学报, 2024, 45(S1): 135-146. |
[4] | 王雅君, 郁锐, 李伟兵, 李文彬. 杆式EFP侵彻特性及其影响因素研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(S1): 174-182. |
[5] | 于佳鑫, 李伟兵, 李军宝, 毕伟新, 罗渝松. 多层隔爆结构对威力可控战斗部能量输出的影响[J]. 兵工学报, 2024, 45(S1): 33-42. |
[6] | 杨贵涛, 郭锐, 宋浦, 高光发, 俞旸晖. 形成串联爆炸成型弹丸的组合药型罩结构参数研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(9): 3056-3070. |
[7] | 王逸凡, 李永鹏, 徐豫新, 刘铁磊, 焦晓龙, 王若素. 钨球对碳纤维增强复合材料包覆碳化硼陶瓷侵彻效应[J]. 兵工学报, 2024, 45(8): 2487-2496. |
[8] | 季稳, 李春娜, 贾续毅, 王刚, 龚春林. 结合系统辨识和迁移学习的高速旋转弹气动力建模方法[J]. 兵工学报, 2024, 45(7): 2197-2208. |
[9] | 张甲浩, 郭萌萌, 周晟, 余庆波. 活性横向增强弹靶后横向效应实验与数值模拟[J]. 兵工学报, 2024, 45(7): 2270-2281. |
[10] | 张坤, 智小琦, 肖游, 王帅, 罗锐恒, 张姚瑶, 黄云伟. 二维慢烤模型点火位置及其温度的理论推演[J]. 兵工学报, 2024, 45(5): 1564-1572. |
[11] | 刘铁磊, 王晓锋, 徐豫新, 李永鹏, 张健. 一种考虑球体变形的钨球侵彻低碳钢深度计算模型[J]. 兵工学报, 2024, 45(5): 1625-1636. |
[12] | 王在成, 彭芋程, 姜春兰, 胡榕. 基于多层间隔靶试验的含能复合射流毁伤行为研究[J]. 兵工学报, 0, (): 0-0. |
[13] | 高鹏, 王芳, 汪聪, 牛文煜. 偏心药型罩在D型装药中的设计及成型性能研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(3): 720-730. |
[14] | 刘贞娴, 蒋建伟, 李梅, 谢泓炜. 压环对爆炸成型弹丸成型影响的高精度仿真分析[J]. 兵工学报, 0, (): 0-0. |
[15] | 金秋延, 刘福祥, 王新春, 刘晓, 莫波. 滚仰式导引头斜置方案下的过顶奇异问题控制策略[J]. 兵工学报, 2024, 45(2): 628-640. |
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