【摘 要】
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以钝感弹药技术为依托,对某舰炮引信进行不敏感化改造研究,主要考虑其在贮存情况下的危险环境,包括烤燃环境、殉爆环境以及破片环境,希望通过某舰炮引信结构改造和更换不敏感传爆药的手段提高其在烤燃环境下的安全性,并且通过包装筒改造途径提高其在殉爆环境和破片环境下的安全性,最终得到完整的改造方案。首先,为了对某舰炮引信进行在烤燃环境下的不敏感化改造,提出了某舰炮引信在烤燃环境下的改造方案,利用ABAQUS软
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以钝感弹药技术为依托,对某舰炮引信进行不敏感化改造研究,主要考虑其在贮存情况下的危险环境,包括烤燃环境、殉爆环境以及破片环境,希望通过某舰炮引信结构改造和更换不敏感传爆药的手段提高其在烤燃环境下的安全性,并且通过包装筒改造途径提高其在殉爆环境和破片环境下的安全性,最终得到完整的改造方案。首先,为了对某舰炮引信进行在烤燃环境下的不敏感化改造,提出了某舰炮引信在烤燃环境下的改造方案,利用ABAQUS软件对其不同传爆药装药类型和不同引信外壳模型进行快速烤燃和慢速烤燃数值仿真验证。结果表明:烤燃仿真结果与试验所得结果在1000 s内均未发生点火反应,试验样品温度变化曲线与仿真温度变化曲线基本重合,证明考虑用于某舰炮引信不敏感化改造的烤燃数值仿真模型是基本可信的;将某舰炮引信的传爆药换为三氨基三硝基苯可以大幅降低在慢速烤燃和快速烤燃环境下的危险性;通过在某舰炮引信体侧面偏下位置设泄压孔可有效泄压,对降低其在慢速烤燃环境和快速烤燃环境下的热易损性有一定的效果。其次,为了对带包装某舰炮引信进行在殉爆环境下的不敏感改造,提出了带包装某舰炮引信在殉爆环境下的改造方案,利用ANSYS/LS-DYNA软件对其不同装药类型以及不同包装方案模型进行殉爆数值仿真验证。结果表明:殉爆数值仿真结果与试验所得结果相差不大,证明考虑用于某舰炮引信不敏感化改造的殉爆数值仿真模型是可信的;原始包装方案中,当被发引信传爆药为PBX 9501时,压力峰值未达到PBX 9501炸药临界起爆压力,将被发引信传爆药换为三氨基三硝基苯后,压力峰值同样未达到炸药临界起爆压力,且与装药为PBX 9501相比,被发引信传爆药受到的压力峰值明显下降;在不改变包装尺寸的条件下,将某舰炮引信包装筒设计为两层,两层包装筒方案中内层为聚乙烯树脂,外层为45钢方案对某舰炮引信防殉爆效果最好;在不改变包装尺寸的条件下,将某舰炮引信包装筒设计为三层,三层包装筒方案中内层为45钢,夹层为聚乙烯树脂,外层为45钢方案防殉爆效果最好;对比某舰炮引信的两层包装方案和三层包装方案,三层包装方案防殉爆能力整体优于两层包装方案防殉爆能力,内层为45钢,夹层为聚乙烯树脂,外层为45钢方案为所有防殉爆方案中最好。第三,为了研究带包装某舰炮引信在破片环境下的不敏感改造,利用ANSYS/LSDYNA软件对破片不同撞击位置、不同撞击速度以及某舰炮引信不同包装方案进行数值仿真,得到带包装某舰炮引信在破片环境下的改造方案。结果表明:带包装引信的底部中心位置为该引信最薄弱位置,破片防护应注重这一位置;带包装某舰炮引信内传爆药压力峰值随破片速度的增大而增大,达到压力峰值的时间随破片速度的增大而减短;将传爆药换为超细三氨基三硝基苯的方式能够使带包装某舰炮引信防破片的效果得到一定的优化,可将防护能力提升到可防护1000 m/s速度的破片;在两层包装方案中,内层为聚脲,外层为45钢的方案效果最好,可将破片防护能力提升到防护速度为1500 m/s的破片,且达到压力峰值的时间最长;在三层包装方案中,内层为45钢,夹层为聚乙烯树脂,外层为45钢的方案防护效果最好,可将防护能力提升到可防护2000 m/s速度的破片,且达到压力峰值的时间最长;对比某舰炮引信防破片两层包装方案和三层包装方案,三层包装方案整体优于两层包装方案;综合考虑殉爆环境和破片环境,包装方案应选择三层包装方案,内层为45钢,夹层为聚乙烯树脂,外层为45钢方案。最终,某舰炮引信的改造方案为:将传爆药换为三氨基三硝基苯;在引信体侧面偏下位置设泄压孔,泄压孔内添加锡-铋合金;引信包装选择内层为45钢,夹层为聚乙烯树脂,外层为45钢方案。
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