活性射流作用钢靶侵彻爆炸联合毁伤效应研究

发布时间：2020-08-03 13:17

【摘要】：随着坦克主装甲越来越厚,坦克的机动性受到制约,重型坦克已经无法满足现代战争的军事需求,取而代之的是轻中型装甲车辆,能否有效对付地面轻中型装甲车辆,是取得战争主动权的关键,直接影响到整个战争的进程与成败。传统聚能破甲弹虽然破甲深度很深,但侵孔直径较小,仅是依靠后续射流动能及穿靶后碎片动能,毁伤效果不理想,难以发挥“一击必毁”的高效终端打击效能。活性材料毁伤元及其弹药战斗部技术,是当前高效毁伤领域发展最活跃、最热点的前沿研究方向之一。与传统金属聚能装药相比,活性药型罩无论在材料构成还是毁伤机理、毁伤模式和毁伤效应上都存在显著不同,其显著特点是,活性药型罩在装药爆轰作用下,能可靠形成聚能射流,对目标实施破甲毁伤,然后利用活性聚能毁伤元的自激活和化学能释放,在目标内部产生爆炸毁伤效应,从而在动能侵彻和内爆效应两种毁伤机理的联合作用下,使聚能战斗部的毁伤效能获得大幅度的提升。本博士学位论针对活性射流成形行为、活性射流作用钢靶侵彻爆炸联合毁伤效应、活性射流破甲后效超压及毁伤增强问题,采用数值模拟、理论分析和实验研究相结合的方法,重点开展了活性射流成形行为、活性射流侵爆钢靶、穿靶后效毁伤效应及引燃燃油增强效应。论文主要研究工作及创新性成果有:1.活性药型罩爆炸驱动射流成形数值模拟。基于活性材料Powder Burn模型,采用Euler-Lagrange-SPH时序转换分步连续算法,实现了活性药型罩聚能装药射流成形、侵彻及内爆效应数值模拟,解决了活性材料长延时激活起爆难题,为活性射流的侵彻爆炸联合毁伤效应数值模拟提供了新方法。2.活性射流作用钢靶侵彻爆炸联合毁伤效应研究。数值模拟研究了活性射流成形行为及侵彻爆炸联合毁伤效应问题,获得了活性药型罩结构参数、性能参数及炸高等因素对活性射流作用钢靶毁伤效应的影响规律,并通过地面破甲侵爆实验,验证了数值模拟的有效性。3.活性射流作用钢靶侵彻爆炸联合毁伤效应分析模型。基于金属射流破甲流体力学理论和伯努利修正方程,通过引入活性材料激活响应弛豫时间参数,建立了活性射流作用钢靶侵爆毁伤效应分析模型,利用该模型可以有效预测活性射流破甲深度和侵孔直径,并从机理上揭示了活性射流对钢靶的侵爆行为及效应。4.活性射流作用钢靶后效毁伤增强效应研究。设计了活性射流靶后超压测试系统,得到了活性射流穿靶厚度对剩余活性射流质量的影响规律,建立了活性射流破甲后效超压半经验预测关系;通过活性射流引燃燃油实验,建立了活性射流作用油箱点火模型,揭示了活性射流对燃油的引燃增强机理。5.活性射流引爆反应装甲毁伤增强效应研究。研究了活性射流作用重型反应装甲引爆效应问题,模拟实验获得了活性药型罩结构参数及弹靶条件对活性射流作用模拟重型反应装甲的穿靶规律,验证实验验证了活性射流对重型反应装甲的引爆增强效应,建立了活性射流引爆重型反应装甲的分析模型,给出了活性射流作用重型反应装甲的引爆阈值,揭示了活性射流对重型反应装甲引爆增强机理。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ410

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本文编号：2779686