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轴向增强战斗部破片场优化控制及毁伤效能研究

张辉  
【摘要】:轴向增强炮弹是一种新型高效毁伤多用途炮弹,能够在轴向形成能量相对集中的集束预制破片群和径向均强分布的自然破片群,由此构成的综合毁伤场既可以有效弥补弹药命中精度的不足,又可以利用大质量定向破片群提高毁伤目标的效能。采用炸药直接驱动前置预置破片的方式,极大地提高了轴向速度并通过轴向前抛形成的高密度破片场对来袭目标进行包裹打击。 本文采用理论分析和数值仿真计算的方法对不同破片排布方式的轴向增强炮弹战斗部进行了系统研究,建立了弹目交汇过程的理论模型和对空中目标的毁伤效能模型,得到了不同遭遇条件下各个方案对目标的毁伤效能,通过优选获得最佳方案。结果表明遭遇距离为5m时,轴向增强炮弹对目标的毁伤概率为100%;交汇角为30°时,在9.5m距离上对目标的毁伤概率为48.57%,2-9.5m距离上的平均毁伤概率为85.32%。 具体内容包括: 1)运用单因素试验法渐进修改的方式得到不同破片排布方案的战斗部,并从理论上分析了破片场分布规律和破片的空间运动,最终建立了对目标的综合毁伤场。 2)采用LS-DYNA有限元分析方法,建立了不同破片排布方案的有限元分析模型并对轴向增强战斗部爆破过程进行仿真计算,得到不同破片排布形式下破片的速度、飞散角和破片场的整体分布特征,直观的看出了各方案破片场的不同。 3)根据轴向增强战斗部对空目标的毁伤效能模型和目标毁伤准则,对极限穿透速度、目标击穿概率、破片的侵彻深度、命中有效毁伤元素个数及目标的毁伤概率等进行计算,为轴向增强战斗部各方案的优选提供了理论上的依据。 4)通过改变弹目交汇角度和距离,得到不同遭遇条件下各方案战斗部对目标的毁伤概率,并依据毁伤效能稳定性判定准则判定不同方案的优劣以此得到最佳破片排方式。


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