兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (S2): 283-292.doi: 10.12382/bgxb.2024.0838
冯昌林1,*(), 施锐2, 张兵2, 王晓东2, 廖莎莎3
收稿日期:
2024-09-13
上线日期:
2024-12-12
通讯作者:
FENG Changlin1,*(), SHI Rui2, ZHANG Bing2, WANG Xiaodong2, LIAO Shasha3
Received:
2024-09-13
Online:
2024-12-12
摘要:
战斗部威力是毁伤效应计算的载荷输入,如何精准构建战斗部静态威力场模型,成为评判毁伤评估任务准确性的一项重要工作。针对自然破片战斗部的自身特点,通过数值仿真、理论解析和试验校核相结合,提出一种战斗部静态威力场重构方法,即以数值仿真模型计算结果为基础构建破片威力场原始模型,以经典解析理论构建冲击波威力场原始模型,同时结合试验样本数据对威力场关键表征量进行逐项修正。通过实例算例表明,运用该重构方法建立的自然破片战斗部威力场可以准确描述真实战斗部威力特性,可有效应用于战斗部性能评估,武器装备效能评估等相关领域。
冯昌林, 施锐, 张兵, 王晓东, 廖莎莎. 自然破片战斗部静态威力场重构方法[J]. 兵工学报, 2024, 45(S2): 283-292.
FENG Changlin, SHI Rui, ZHANG Bing, WANG Xiaodong, LIAO Shasha. Static Power Field Reconstruction Method for Natural Fragmentation Warhead[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(S2): 283-292.
类型 | 炸药当量/ kg | 壳体质量/ kg | 壁厚/ mm | 内直径/ mm | 外直径/ mm |
---|---|---|---|---|---|
杀爆弹 | 1.2 | 3.7 | 10 | 56 | 76 |
表1 战斗部模型基本参数
Table 1 Basic parameters of warhead model
类型 | 炸药当量/ kg | 壳体质量/ kg | 壁厚/ mm | 内直径/ mm | 外直径/ mm |
---|---|---|---|---|---|
杀爆弹 | 1.2 | 3.7 | 10 | 56 | 76 |
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ/(kg·m-3) | 7670 | n | 0.028 |
A/MPa | 1047 | C | 0.018 |
B/MPa | 262 | m | 0.63 |
表2 壳体材料模型参数
Table 2 Material parameters of rotating band
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ/(kg·m-3) | 7670 | n | 0.028 |
A/MPa | 1047 | C | 0.018 |
B/MPa | 262 | m | 0.63 |
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ/(kg·m-3) | 1630 | R1 | 4.15 |
A/MPa | 374 | R2 | 0.95 |
B/MPa | 3230 | ω | 0.3 |
Ε/(J·g-1) | 4800 |
表3 装药材料模型参数
Table 3 Charge material model parameters
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ/(kg·m-3) | 1630 | R1 | 4.15 |
A/MPa | 374 | R2 | 0.95 |
B/MPa | 3230 | ω | 0.3 |
Ε/(J·g-1) | 4800 |
破片 序号 | 破片 质量/ g | X轴 坐标/ m | Y轴 坐标/ m | Z轴 坐标/ m | X轴 方向 速度/ (m·s-1) | Y轴 方向 速度/ (m·s-1) | Z轴 方向 速度/ (m·s-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
N | m | x | y | z | Vx | Vy | Vz |
表4 破片威力数字格式
Table 4 Fragment power digital format
破片 序号 | 破片 质量/ g | X轴 坐标/ m | Y轴 坐标/ m | Z轴 坐标/ m | X轴 方向 速度/ (m·s-1) | Y轴 方向 速度/ (m·s-1) | Z轴 方向 速度/ (m·s-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
N | m | x | y | z | Vx | Vy | Vz |
距爆心距离/m | 超压/Pa |
---|---|
L | p |
表5 冲击波威力数字格式
Table 5 Shock wave digital format
距爆心距离/m | 超压/Pa |
---|---|
L | p |
图4 沙坑破碎性试验布置图(上图为沙坑布置剖面示意,下图为沙坑布置试验图)
Fig.4 Layout of shell fragmentation test(up: the profile diagram of bunker layout, and down: the test diagram of bunker layout)
试验日期 | 战斗部编号 | 战斗部全重 | 破片质量分组 | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
<q1 | q1 - q2 | q2 - q3 | q3 - q4 | q4 - q5 | q5 - q6 | q6 - q7 | …… | qn-1 - qn | >qn | |||||||||||||
数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 |
表6 破碎性试验统计格式
Table 6 Fragment recycling digital format
试验日期 | 战斗部编号 | 战斗部全重 | 破片质量分组 | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
<q1 | q1 - q2 | q2 - q3 | q3 - q4 | q4 - q5 | q5 - q6 | q6 - q7 | …… | qn-1 - qn | >qn | |||||||||||||
数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 | 数目 | 百分比 |
质量段 | 修正系数 上线 | 修正系数 下线 | 破片平均质量对比/g | |
---|---|---|---|---|
试验值 | 模型修正 | |||
1g以下 | 0.645 | 0.605 | 0.40 | 0.41 |
1~3.99g | 1.000 | 0.980 | 2.00 | 2.04 |
4~7.99g | 0.858 | 0.846 | 5.50 | 5.52 |
8~11.99g | 1.171 | 1.168 | 9.60 | 9.60 |
12~15.99g | 1.620 | 1.618 | 13.80 | 13.76 |
16~19.99g | 1.3752 | 1.3748 | 17.30 | 17.51 |
20~29.99g | 1.200 | 1.1998 | 24.20 | 24.00 |
30~49.99g | 1.000 | 0.9999 | 36.60 | 33.41 |
50~99.99g | 1.000 | 0.9998 | 81.10 | 82.34 |
100g以上 | 1.000 | 1.000 | 0.00 | 0 |
表7 破片质量区间修正系数
Table 7 Correction factor of fragment mass range
质量段 | 修正系数 上线 | 修正系数 下线 | 破片平均质量对比/g | |
---|---|---|---|---|
试验值 | 模型修正 | |||
1g以下 | 0.645 | 0.605 | 0.40 | 0.41 |
1~3.99g | 1.000 | 0.980 | 2.00 | 2.04 |
4~7.99g | 0.858 | 0.846 | 5.50 | 5.52 |
8~11.99g | 1.171 | 1.168 | 9.60 | 9.60 |
12~15.99g | 1.620 | 1.618 | 13.80 | 13.76 |
16~19.99g | 1.3752 | 1.3748 | 17.30 | 17.51 |
20~29.99g | 1.200 | 1.1998 | 24.20 | 24.00 |
30~49.99g | 1.000 | 0.9999 | 36.60 | 33.41 |
50~99.99g | 1.000 | 0.9998 | 81.10 | 82.34 |
100g以上 | 1.000 | 1.000 | 0.00 | 0 |
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