论文部分内容阅读
未来战争中,地面集群装甲目标和空中武装直升飞机都是主要的突击力量,能否阻碍并有效地摧毁它们成为了影响战争格局的重要因素。传统的单一爆炸成形弹丸(简称EFP)战斗部进行点对点攻击,无法满足现代战争的需要。而采用多爆炸成型弹丸(简称MEFP)战斗部,可以通过形成MFEP弹幕近距离拦截和引爆来袭导弹、大密度地攻击集群坦克和武装直升飞机,对目标造成大面积的毁伤,有效地提高了武器系统的毁伤效能。本文在介绍国内外关于MEFP战斗部的形成技术途径的基础上,叙述了EFP的成型机理及成型模式,提出了一种通过在药型罩内外两面预制沟槽和开孔的方法,设计一种双面刻槽式MEFP结构方案。应用PROE软件建立双面刻槽式MEFP战斗部三维实体模型,将实体模型导入有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA中,应用ANSYSLS-DYNA软件对刻槽式MEFP战斗部的成型过程进行数值模拟。将各因素参数化并变化单一参数,研究各因素对刻槽式MEFP成型过程的影响规律。具体工作如下:一、在药型罩的研究中,对曲率半径比和刻槽深度进行拟合分析。药型罩材料选用钢、紫铜与钽;刻槽方式为单面和双面两种:药型罩曲率半径比值和刻槽深度为6个不同数值;数值模拟中的刻槽数分别为三槽、四槽、五槽和六槽。研究结果表明:三种材料形成的子EFP速度大小依次为钢、紫铜和钽;长度大小依次为钽最长、紫铜次之、钢最短。采用相同刻槽深度时,单面槽中形成的子EFP速度小、飞散角大、长度大。曲率半径比较小时,尾裙打开不完整,质量在头部集中;曲率半径比较大时,子EFP被拉的过长。刻槽深度太大,MEFP战斗部在成型的过程中3枚子EFP分散过早,使得子EFP的速度梯度过大,密实度降低使其侵彻性能下降;刻槽深度太小,不利于3枚子EFP形成,且速度较小。曲率半径比取1.25~1.5,同时刻槽深度在1/7~1/5罩厚时,子EFP成型形状和速度达到最优化。刻槽数目的增加,相对形成的子EFP数目随之增加,但速度减小,飞散角增大。考虑到攻击力的下降趋势,所以对于重型装甲目标,应选择三槽、四槽的刻槽数目,对轻型装甲目标,应选择五槽、六槽的刻槽数目。二、装药因素研究中,选用TNT、B炸药和RXD三种高能炸药;装药长径比分别选用1、1.25、1.5和1.75进行数值模拟。研究结果表明:随着炸药爆速的增加,MEFP的速度随之增大,子EFP的长度也有所增加,其中B炸药最大,RXD次之,TNT最小;随着装药长径比的增大,子EFP的长度随之增加,但当装药长径比超过1.5时,子EFP的速度没有继续增加趋势,反而呈现减小的趋势。三、起爆方式研究中,采用中心点起爆和三点起爆两种起爆方式进行数值模拟,计算结果显示:中心点起爆方式形成的子EFP的速度小,飞散角大。四、试验验证与数值模拟结果进行对比分析,MEFP成型的速度和飞散角的试验结果与计算结果基本吻合,验证了本文设计的双面刻槽式MEFP结构的可行性。