爆轰驱动含能定向战斗部结构及毁伤威力研究

发布时间：2020-10-09 16:01

　　为适应现代防空需求,弥补传统防空反导战斗部的不足,在俄AK-176M 76毫米舰炮榴弹的基础上,设计了一种爆轰驱动含能定向战斗部。该战斗部可轴向驱动含能破片并在径向产生自然破片。对于该战斗部的含能破片运动过程及其作用特性研究显得尤为重要。本文对“战斧”巡航导弹的目标易损性进行了研究,分析了巡航导弹各舱段结构材料的使用情况,将目标各舱段转换为等效靶。参考AHEAD弹,设计了爆轰驱动含能定向战斗部。运用LS-DYNA软件对战斗部爆轰驱动含能破片的过程进行了数值模拟,将数值模拟得出的破片速度与理论推导值进行对比,验证了数值模拟的合理性。分析了含能破片的速度和飞散角,得出了经10m和20m距离衰减后的速度,含能破片轴向飞散角为-6°~6°,并沿战斗部半径方向逐渐增大,一致性较好;分析了含能破片结构和应力强度,为含能破片材料选择及其破片完整性提供参考。研究了含能破片战斗部的毁伤威力,计算得到弹丸自然破片数及含能破片的杀伤密度;从破片侵彻能力和含能材料的应力峰值两方面分析了单枚破片的侵爆行为,对含能破片以不同着角侵彻静止靶及运动靶作了对比,研究了含能破片着角和靶板的运动速度对破片剩余速度的影响。通过在含能材料内部设置观测点,得出了不同破片着角及靶板运动速度时的含能材料应力峰值变化规律,以此判断含能材料的爆燃行为。本文的研究内容可为含能破片战斗部结构设计及毁伤威力研究提供参考。
【学位单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ410.33
【部分图文】：

原理图,定向战斗部,拦截导弹,目标

- 2 -破片定向战斗部对导弹目标拦截示意图如图1.1所示。图1.1 含能定向战斗部拦截导弹目标原理图Fig.1.1 The schematic of energetic aimed warhead intercept missile target1.2 国内外定向战斗部发展过程及现状国外很早就对定向战斗部进行了技术研究，并大致形成了偏心起爆式、破片芯式、可变形式、转向式和轴向前置式这五类定向战斗部结构。1965 年，美国率先研究了定向战斗部[5-6],并对其定向方式及战斗部结构进行了摸索。1965 年J.C.Talley 在美国海军水面武器中心发明了定向战斗部专利[7]，该战斗部采用单点起爆，炸药制成圆柱状装填在该战斗部内部，用壳体装填多根雷管并沿着周向均匀地排列在炸药周围。这些雷管用导线将控制装置与和近炸引信连接。当近炸引信感应到目标所处的方位时，信号将会通过控制盒传递，控制盒将在同一时刻起爆其中的一列或几列雷管。该型战斗部进行作用时，爆轰作用与目标选择几乎同时进行，所以定向快速是该战斗部的特点。1971 年

破片,毁伤效果,海军,战斗部

图 1.2 含能破片毁伤效果图Fig.1.2 The effect of energetic fragment Destruction破片在战斗部方面的研究甚广，参加活性破片研N)、海军研究署(ONR) 和桑迪亚国家实验室(S

反应材,美国海军,高密度

该材料破片撞击目标，金属材料与塑性基体反应，释放的能量是惰性破片的 5倍，图 1.3 是美国海军研制的高密度结构反应材料。图1.3 美国海军高密度反应材料Fig.1.3 .US Navy high-density active material俄罗斯的谢苗诺夫化学物理研究所和高能量密度物质研究所在活性材料研究项目的支持下，对金属、聚合物的混合物、金属间化合物和高能炸药类含能材料配方的设计、制造工艺、毁伤原理及毁伤效应进行了研究[28]。相对于国外，我国众多科研所和院校研究了含能破片。杨华楠、廖雪松等[3]对含能破片的国内外的发展状况、结构组成和毁伤原理进行了叙述，指明了含能破片的发展方向；刘智华[29]研究了含能破片配方及其性能之间的关系；何源、何

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