串联战斗部前级聚能装药技术研究

串联战斗部前级聚能装药技术研究

在现代高科技战争背景条件下，聚能战斗部为了追求更高的毁伤性能，多使用串联战斗部结构，而前级聚能装药作为重要的组成部分，其性能的好坏直接影响战斗部整体的毁伤能力。新型多罩聚能装药结构作为串联战斗部前级装药使用，通过对药型罩各变量的合理选择和相互协调，以实现多级聚能串联战斗部的设想。本文针对药型罩材料、形状和装药结构进行研究，设计了一种新型的前级聚能装药结构，以提高串联战斗部前级聚能装药的毁伤效能。首先介绍了前级聚能装药和药型罩材料的研究现状，并利用LS-DYNA有限元分析软件对锥形钼药型罩形成的射流进行研究，通过大量的数值模拟实验，修正了仿真参数，并且分析锥形钼罩结构参数对射流成型的影响，优化结构参数后侵彻钢靶，与铜罩侵彻性能进行对比，验证了钼药型罩的侵彻威力；然后对不同起爆方式下药型罩的不同形状和材料进行研究，确定了不同形状药型罩的最佳起爆方式，再通过对药型罩各材料性能的分析，得到了适用于该种药型罩结构的材料；最后在前面的研究基础上，设计一种新型的前级聚能装药结构，通过调整药型罩结构参数以及不同组合材料的选取，可以在前级聚能装药中实现两级串联战斗部的作战效果，分析其成型过程及影响因素，在与普通前级聚能装药对比后，得出其对目标的毁伤性能。

通过研究得出以下结论：（1）锥形钼药型罩形成射流延展性好、速度高、有效射流长度大、侵彻能力强。与铜药型罩相比，所形成射流对钢靶的侵彻能力提高了18.3%左右，在前级聚能装药使用钼药型罩，可以有效地提高战斗部毁伤威力。（2）以侵彻体速度为标准时，锥形罩适合选取环起爆方式，而偏心亚半球罩和半球罩适合选取带隔板点起爆方式；若以射流直径为标准，则偏心亚半球形罩和半球罩适合选取环起爆方式，锥形罩适合选取中心点起爆方式。在前级聚能装药中，选择偏心亚半球罩，起爆方式为环起爆，药型罩采用钼时，形成的侵彻体速度和长度适中，但动能最大，同时较大的材料密度也有利于侵彻目标。

（3）对于所设计的前级聚能装药结构来说，无衬筒时不能形成前段侵彻体，当衬筒直径为20mm～25mm（0.35Dk左右），材料选用铜，且小药型罩选择锥形钛罩，大药型罩选择偏心亚半球钼罩，采用双环起爆时形成的侵彻体性能最佳。侵彻混凝土靶板、钢质靶板与带壳反应装药时，与普通前级聚能装药结构相比，新型前级聚能装药结构对三种不同目标的毁伤效能均有所提高。