杀爆战斗部对武装直升机的毁伤研究

杀爆战斗部对地面目标毁伤威力的评估方法及应用

杀爆战斗部对地面目标毁伤威力的评估方法及应用
付建平;郭光全;冯顺山;陈智刚;赵太勇;侯秀成
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2016(0)S1
【摘要】研究一种实现杀爆战斗部威力场数值仿真的综合性能分析系统。

按照战
斗部仿真的功能要求,设计了系统总体框架、接口和模块功能。

该系统实现了基于LS-DYNA计算结果的动态破片场生成,用射击迹线仿真模型确定了破片的飞行弹道。

以某战斗部为例进行了算例分析,并与试验结果进行了对比。

分析结果表明,仿真与
试验结果基本吻合。

该系统可为战斗部总体结构设计和威力评估提供帮助。

【总页数】6页(P7-12)
【关键词】兵器科学与技术;杀爆战斗部;数值模拟;威力评估;计算机应用
【作者】付建平;郭光全;冯顺山;陈智刚;赵太勇;侯秀成
【作者单位】中北大学地下目标毁伤技术国防重点学科实验室;晋西工业集团有限
责任公司;北京理工大学机电学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410.33
【相关文献】
1.杀爆战斗部破片对地面目标杀伤概率的工程算法 [J], 汪德武;李卫平
2.杀爆战斗部对地面电子对抗装备的毁伤标准研究 [J], 陈立;潘谊春;陈超;张翼飞
3.杀爆战斗部对地面飞机的毁伤仿真研究 [J], 高士英;魏志毅
4.预制破片杀爆战斗部威力准确评估研究 [J], 赵洪志; 张建; 梁振刚; 袁志华
5.含铝炸药装药杀爆战斗部爆炸威力评估 [J], 肖师云;丁华;华绍春;陈文;刘俞平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

爆炸冲击波引起的飞机蒙皮崩落损伤研究

量（药量过大除外）一定，爆炸距离增大到一定程度时，爆炸冲击波就不能引起蒙皮崩落损伤；装
在此条件下，若爆炸距离趋于零，蒙皮崩落损伤尺寸会趋于一个常数。
关键词：飞机蒙皮；崩落损伤；爆炸冲击波
ｓｎＳａａａｈｅｄｍａｅｂｌｓｈｃｗａｉｏｐｅｒｉｋｖｌｎｃａｇｙｂａｔｓｏｋｖｅｗｌｎｔａｐａ．Ｕｎｄｒｔｉｏｎｔｏｌｅｈｓｃｄｉｎ，ｉｈｘｌｄｅｄｓｎｃｐｒａｈｓ０，ｔｅｓｚｆｓｉＳｉｆｔｅｅｐｏｔｅａｐｏｃｅｉａｈｉｅｏｋｎａａａｈｅｄｍａｅｗｉｐｒａｈｓｍｅｃｎｓｎ．ｖｎｃａｇｌａｐｏｃｏｏｔｔｌｌａＫｅｙｗｏｒ：ａｒｌｎｅｓｉ￣ｉｐａｋｎ；ａａａｈｅｄｍａ；ｂａｔｓｏｃｗａｅｖｌｎｃａｇｅｌｓｈｋｖ
第２４卷第３期２１０１年５月
文章编号：１０～６３（０１３０６００２６７２１）０ — ２ — ３
ＤｅｅｏｍｅｔＩｎｖｔｎｏｃｉｅｙ＆ＥｅｔｃｌＰｏｕｔｖｌｐｎ＆ｎｏａｉｆｏＭａｈｎｒｌｃｒａｒｄｃｓｉ
中图分类号：Ｖ２２
文献标识码：ＡｄｉＯ３６／．ｓ．０２６７．１．．１ｏ：．９ｊｉｎ１０ — ６３２１３００ｌ９ｓ００

整体侵爆类战斗部毁伤效应检验与评估方法

整体侵爆类战斗部毁伤效应检验与评估方法一、引言随着军事科技的不断发展，战斗部毁伤效应检验与评估一直是导弹、炸弹等侵爆类武器研发中的关键问题。

毁伤效应的准确评估对武器系统的优化设计和作战效果的提升至关重要。

本文旨在探讨整体侵爆类战斗部的毁伤效应检验与评估方法，为相关领域的研究工作提供参考。

二、整体侵爆类战斗部毁伤效应检验方法1. 模拟实验法：采用爆炸试验场或实验室环境，对整体侵爆类战斗部进行爆炸模拟实验，观测和记录其受到的毁伤情况。

通过测量碎片速度、冲击力和爆炸压力等参数，对毁伤效应进行定量分析。

2. 数值模拟法：利用数值仿真软件，建立整体侵爆类战斗部的模型，对其在爆炸冲击下的毁伤效应进行模拟计算。

通过分析受力情况和变形程度，评估毁伤程度和脆性破坏情况。

3. 场地试验法：在实际战场环境中进行整体侵爆类战斗部的场地试验，观察其在真实作战条件下的毁伤效应。

通过对试验结果的统计和分析，得出毁伤特征和效应规律。

三、整体侵爆类战斗部毁伤效应评估方法1. 毁伤程度评估：根据模拟实验和数值模拟结果，采用毁伤程度评估方法，对整体侵爆类战斗部的毁伤程度进行分类和等级评定，以便比较不同情况下的毁伤效应。

2. 毁伤特征分析：对整体侵爆类战斗部在爆炸冲击下的毁伤特征进行分析，包括形变、破裂、裂纹扩展等方面，找出其影响毁伤的关键因素，为相应的防护和改进提供理论依据。

3. 毁伤效应规律总结：根据场地试验结果，总结整体侵爆类战斗部在不同环境下的毁伤效应规律，例如在不同距离、不同角度等条件下的毁伤特点，为作战策略和武器使用提供依据。

四、结论整体侵爆类战斗部的毁伤效应检验与评估，是一个复杂而重要的研究领域。

采用模拟实验、数值模拟和场地试验相结合的方法，可以全面、系统地对其毁伤效应进行检验和评估。

通过对毁伤程度、特征和规律的分析，可以为相关领域的研究工作提供理论依据和实践经验，推动整体侵爆类战斗部的研发和应用。

预制战斗部杀伤威力影响分析

F()=0.5+0.5erf( (-) )
2 2
(4)
图 3 战斗部运动时破片的飞散
2
战斗部运动时破片飞散的各角度意义如图 3 所示，它们之间的关系如式（6）、
（7），而且，破片静态积分分布函数 F(φ)与动态积分分布函数 Fv () 之间存在下
述关系（5），据此可以得到动态积分分布函数。
F()=Fv (')
(5)
=90 + '', ' =90 + '''
tan
(
'''
)=
vc -v0 sin ( '' -v0 sin ( '' )
)
90 <<180
(6)
tan ( ')= v0.sin () vc +v0 cos ()
90
(7)
式中，φ 为战斗部静止爆炸时破片飞散方向与战斗部轴线夹角；为战斗部运动爆炸破片飞散方向与战斗部轴线夹角；为静止爆炸时破片速度方向与战斗部赤道平面的夹角；为动态爆炸时破片速度方向与战斗部赤道平面的夹角。
图 4 等概率曲线组成的杀伤区域
4
S =2
i 1
S1
+
K 2
SK
(
PK
−1 +PK 2
)
(16)
式中， S 为战斗部的杀伤面积，m2；PK 表示任一等概率曲线代表的概率值；SK 表示等概率曲线间各环带的面积，m2。
总的杀伤面积得出后，可以进一步把面积化成位于杀伤区域中间的等效矩形，设矩形的纵深为 2a，正面为 2b，则有
S =2a 2b

多用途导弹战斗部对武装直升机的终点毁伤建模及仿真

多用途导弹战斗部（以下称战斗部）指导弹战是
维普资讯
第２８卷第６期２００７６月年
兵
工
学
报
Ｖｏ．ＮＯ．１２８６
ＡＣＴＡＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ
Ｊｎ．２０ｕ０７
多用途导弹战斗部对武装直升机的终点毁伤建模及仿真
ＸＵｅ — ｕ一，ＳＷｎｘＯＮＧｈｎｄｏ一，ＺＮＧｎ — ｕ，ＱＩＺａ — ｕｎＺｅ —ｕＨＡＧｅｇｙｈｎｙａ
（．ｉｎｎｔｕｅｏｃｎｌｇ，Ｂｅｉｇ１０８，Ｃｉａ１ＢｅｉｇＩｓｉｔｆＴｅｈｏｏｙｊｔｊ００１ｈｎ；ｎ２．ｉ６９１Ｕｎｔ３６，ＰＬＡ，Ｂｉｎ００２ｅｉｇ１０１，Ｃｈｎ）ｊｉａＡｂｔａｔｓｒｃ：Ａｅｍｉａａｇｅｓｍｕａｉｎｍｏｌｉａｇｔｃｏｄｎｔｓｏｌｉｐｒｏｅｍｉｓｌｒａ，ｔｒｎｌｄｍａｉｌｔｏｄｅｎｔｒｅｏｒｉａｅｆｍｕｔ— ｕｐｓｓｉｗａｈｅｄｅ
ｍｕｔ— ｒｏｅｇｄｄｍｉｓｌｌｉｐｕｐｓｕｉｅｓｉｅ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｓｏｃａｉｓｘｐｏｉｎｍｅｈｎｃ；ｍｉｓｌｒａｓｉｅｗａｈｅｄ；ｔｒｅｏｒｉｔｓａｇｔｃｄｎａｅ；ｋｉｉｇ；ｃｍｐｕｅｉｌｔｏｌｎｌｏｔｒｓｍｕａｉｎ
ｆｒｍｕｔ— ｒｏｅｇｄｄｍｉｓｌ，ａｄａｐｗｅｆｌａａｙｉｏｌｆｒｄｍｏｓｒｔｏｎｄｄｓｇｆｎｅｏｌｉｐｕｐｓｕｉｅｓｉｅｎｏｒｕｎｌｓｓｔｏｅｎｔａｉｎａｅｉｎｏｗ

某榴弹对空中目标毁伤效能的研究

某榴弹对空中目标毁伤效能的研究
本文借鉴AHEAD弹药的先进设计理念，研制了一种对付AH-64D武装直升机的新型防空武器。

首先通过对AH-64D的易损性分析，将目标关键部位作了等效靶厚度代换。

根据破片速度在空气中衰减特性分析及极限穿透速度试验，优选出综合性能优良的预制破片结构。

借助LS_DYNA仿真软件，研究了在爆轰驱动作用下预制破片排列方式对破片飞散特性影响，模拟了弹丸开舱的动态过程。

根据仿真结果采用了均匀错位的预制破片排列方式，以提高钨柱的飞行速度和改善轴向定向效果。

在此基础上，进行了全弹总体结构设计；其次，根据外弹道学的相关理论知识，计算了距离开舱点不同位置处预制破片的存速及其空间密度分布特性，为实现最佳引战配合提供了依据；最后，用蒙特卡罗法建立了毁伤概率模型，借助C++语言编程进行了毁伤概率计算。

计算结果表明：76mm定向预制破片弹对AH-64D直升机的毁伤概率，随射程的增加呈非单调变化趋势，即毁伤概率先随射程的增加而增加，在某一距离处达到最大值，之后又逐渐减小。

具体计算结果是：在射程为1500m时，毁伤概率达到最大值0.506。

这些设计及计算结果为相关防空弹药的研制提供了技术借鉴基础。

破片和冲击波对直升机旋翼联合毁伤仿真研究

第３０卷第６期
文章编号：１００６— ９３４８（２０１３）０６— ００６８—０４
计
算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机
仿
真
２０１３年６月
破片和冲击波对直升机旋翼联合毁伤仿真研究
刘刚，李向东，张媛
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京２１００９４）
～
１８％。
关键词：破片；冲击波；联合毁伤；直升机旋翼；数值仿真
中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ｂ
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｂｉｎｅｄＤａｍａｇｅ
ｏｆＦｒａｇｍｅｎｔｓａｎｄＳｈｏｃｋＷａｖｅＯｉｌＨｅｌｉｃｏｐｔｅｒＲｏｔｏｒ
ＬＩＵＧａｎｇ，ＬＩＸｉａｎｇ—ｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｕａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｄａｍａｇｅｏｆｆｒａｇｍｅｎｔｓａｎｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｏｎｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｒｏｔｏｒ，ｗｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｒｏｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｑｕｉｖｌｅａｎｔ，ｃｌｃａｕｌａｔｅｄｔｈｅｄａｍａｇｅｏｆｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｒｏｔｏｒｒｆｏｍｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｒｆａｇｍｅｎｔｓａｎｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｕｓｉｎｇｇｉｖｅｎｆｒａｍｅｇｎｔｓｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄＣＯＮＷＥＰｅｘｐｌｏｓｉｏｎｍｏｄｅ１．Ｔｈｅｒｅｓｌｔｕｏｆｒｏｔｏｒｄａｍａｇｅｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｆｒａｍｅｇｎｔｓａｌｏｎｅａｎｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｌｏａｎｅ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｉｔｈｒａｆｇｍｅｎｔｓｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｌｏｃａｌｓｔｕｃｒｔｕｒｌａｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｒｏｔｏｒｗａｓｄｅｃｒｅｓｅａｄ；，ｗｉｔｈｓｈｏｃｋｗａｖｅ，ｔｈｅｒｏｔｏｒｈａｄａｇｒｅａｔｅｒｏｖｅｒａｌｌｂｅｎｄｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａ — ｌｏｎｅ，ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｂｏｔｈ，ｎｏｔｏｎｌｙｄｉｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｇｅｎｅｒａｔｅｈｏｌｅｓａｎｄｌｏｃｌａｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｌａｄｍａａｇｅ，ｂｕｔｌｓａｏ

考虑易损性的飞机被外爆型武器的毁伤概率

是外爆型攻击武器
式巾：是飞机的水平速度；
作者简介：谢鹏远（９０，男，工程师，硕士生；侯志强（９９，男，教授，博导，博士。１３—１１５一）
第５期
谢鹏远等：考虑易损性的飞机被外爆型武器的毁伤概率
的环节予以重视。
关键词：易损性；军用飞机；破片；毁伤概率
中图分类号：Ｖ２１２１９文献标志码：Ａ
目前，军用飞机生存力设计愈来愈受到重视，生存力已经成为现代军用飞机设计中最优先考虑的
技术指标之一，并且成为了一种设计准则ｌ。飞】 ’
取易损性设计的飞机在遭受武器攻击时，其被毁伤
式中：
是飞机的易损面积；Ｐ为单位破片散射面
积上的破片平均数，称为破片散射密度。
假设破片速度相同，分布在相对静止目标前后射角和的动态轨迹之间。图１是外爆型战斗部的导弹攻击飞机的示意图。
的概率有明显降低。
１飞机遭受外爆型战斗部武器的毁伤概率
飞机在空战或者对地攻击过程中，遭受的大口径高射武器及大多数地空、空空导弹都是外爆型战斗部。这些人射物的主要破坏方式就是爆炸产生的
高速破片、穿透物和冲击波对飞机进行毁伤。本文主要讨论飞机遭受破片的毁伤概率。传统的飞机遭受外爆型战斗部武器的毁伤概率的评价模型Ｉ是：４Ｊ

爆破战斗部对典型目标的毁伤评估研究

爆破战斗部对典型目标的毁伤评估研究随着现代战争的发展，爆破战斗部作为一种重要的作战手段，在战争中发挥着重要的作用。

而对于典型目标的毁伤评估研究，则是爆破战斗部应用的重要环节。

本文将对爆破战斗部对典型目标的毁伤评估进行研究。

首先，我们需要明确典型目标的定义。

典型目标是指在军事行动中常见的、有代表性的目标，如建筑物、桥梁、堡垒等。

这些目标通常具有一定的结构和强度，需要通过爆破战斗部来实现毁伤效果。

其次，我们需要对爆破战斗部的特点和原理进行了解。

爆破战斗部是一种通过爆炸力量来实现目标毁伤的武器装备。

它通常由引信、装药和外壳组成，通过引信引爆装药，产生爆炸能量，从而实现对目标的毁伤。

爆破战斗部的毁伤效果受多种因素影响，如装药量、爆炸点与目标之间的距离、目标的结构强度等。

在进行毁伤评估时，我们需要综合考虑多个指标。

首先是目标的破坏程度。

通过观察目标的破损情况，可以评估爆破战斗部对目标的毁伤效果。

其次是目标的功能丧失程度。

爆破战斗部的作用不仅仅是破坏目标的结构，更重要的是使目标失去功能。

因此，我们需要评估目标的功能丧失情况，如建筑物是否倒塌、桥梁是否无法通行等。

最后是目标的修复难度。

爆破战斗部对目标的毁伤不仅仅是瞬间的，也会对目标的修复造成一定的困难。

因此，我们需要评估目标的修复难度，以便更好地了解爆破战斗部对目标的毁伤效果。

在研究中，我们可以通过实验和模拟分析相结合的方法进行评估。

通过实验，我们可以模拟真实战场环境，观察爆破战斗部对目标的毁伤效果。

通过模拟分析，我们可以对不同参数下的毁伤效果进行预测和评估。

通过这些方法，我们可以更好地了解爆破战斗部对典型目标的毁伤效果，为实际战斗提供科学依据。

综上所述，爆破战斗部对典型目标的毁伤评估研究是一项重要的工作。

通过对目标的破坏程度、功能丧失程度和修复难度进行评估，可以更好地了解爆破战斗部对目标的毁伤效果。

通过实验和模拟分析相结合的方法，可以对不同参数下的毁伤效果进行。

FAE战斗部毁伤威力评价的试验研究

#
图 3 1 # 云爆弹试验时靶板的变形情况 Fig . 3 T ypical defor mations of the plates in 1# FA E exper iment
1 mm 钢板在 1 云爆弹和等药量的 RDX/ T NT 装药火箭弹作用下的变形挠度值 w f 如图 4 所示。对于 RDX/ T NT 装药, 靶板在炸距 R 较近的情况下产生了较大的塑性变形 , 如在炸距 3 m 处 , RDX/ T N T 装药靶板的变形挠度约为 1# 云爆弹的 1. 18 倍 , 而随着炸距的增大 , 靶板的变形量迅速减小。对于云爆弹 , 靶板在炸距较近的情况下产生的塑性变形比 RDX/ T NT 装药小 , 但随着炸距的增大, 靶板变形量的下降较缓慢, 如在炸距约 4. 1 m 处, 1# 云爆弹靶板的变形挠度已为 RDX/ T NT 装药的 1. 24 倍。由图 4 可知 , 炸距 3. 8 m 之前 , RDX/ T NT 装药的靶板变形挠度大于云爆弹; 炸距 3. 8 m 之后 , 云爆弹的靶板变形挠度大于 RDX/ T NT 装药。 RDX/ T N T 装药和云爆弹的靶板变形情况充分体现了点爆炸和分布式爆炸的不同。与云爆弹相
#
4
FAE 战斗部毁伤威力评价
图 5 2 # 及 3 # 云爆弹毁伤威力评价试验数据
根据超压冲量准则
[ 3]
, 对应于某一毁伤等级有
Fig . 5 Ex per imental data of 2 # and 3 # F AE w arheads
一系列超压 p 和比冲量 i + 值的组合 , 这些达到同一毁伤等级的( p , i+ ) 点的轨迹形成等毁伤曲线。当某一给定战斗部在某一距离处的冲击波峰值超压和比冲量均大于或等于某一等毁伤曲线的对应值时, 则对该目标产生相应等级的毁伤。不同毁伤等级下靶板等毁伤曲线的表达形式可用下式表示 , 即[ 3] ( p - p j ) ( i+ - ij ) = D j

“战斗部投射与毁伤”研究型教学设计与探索

The Science Education Article CollectsNo.9,2021 Sum No.5252021年第9期总第525期摘要该文以培养学生的创新思维为导向，以培养学生应用课程知识分析和研究实际案例的能力为落脚点，探讨“战斗部投射与毁伤”课程研究型教学设计的方法与成效。

方法上：采用实物展示、数值仿真等方法，使教学内容呈现方式更加多样化，增强趣味性；结合科研实际和实际战例分析所学知识，增强应用性；将研究思维融入课堂，培养学生探索的思维方式；采用小组研究型大作业的方式，培养学生实际应用能力。

实际教学效果表明，这种教学模式是一种探索多模式混合教学手段、提升军事科技教育课程质量的有效方式。

关键词战斗部投射与毁伤；教学设计；研究型教学Research-based Teaching Design and Exploration“War-head Projection and Damage”//CHEN Rong,LI Zhibin,LI Xiangyu,LU FangyunAbstract Guided by cultivating students’innovative thinking, and aiming at cultivating students’ability to apply course knowl-edge to analyze and study actual cases,this paper explores the methods and effects of research-based teaching design for the “Warhead Projection and Damage”course.Methods:Such meth-ods as physical display and numerical simulation are used to make the presentation of teaching content more diversified and more interesting;scientific research practice and actual battle ex-amples are combined to analyze the knowledge learned to en-hance application;research-based thinking is integrated into the classroom to cultivate students’exploration-based way of think-ing;the method of group research-based large-scale assignment is adopted to cultivate students’practical application ability.The actual teaching effect shows that this teaching mode is an effec-tive way to explore multi-mode mixed teaching methods and im-prove the quality of courses on military science and technology e-ducation.Key words Warhead Projection and Damage;teaching design;re-search-based teaching 1引言“战斗部投射与毁伤”是国防科技大学开设的一体化联合作战科技基础系列课程之一[1]。

杀爆战斗部对地面电子对抗装备的毁伤标准研究

建模与仿真的基础，时也是战损评估的依据。此同外，伤标准对反辐射战斗部的设计也有着直接的工毁
程应用价值。
中精度，未改变对目标的破坏机理，文中不将其而故作为一类单独讨论。地面电子对抗装备可能遭受的敌对威胁很多，
如：爆战斗部、彻战斗部、压战斗部、烧战斗杀侵温燃
部、子母战斗部等等。其中，杀爆战斗部是其最直接、
最主要的威胁类型，目前西方反辐射导弹基本上都采用杀爆战斗部。战或实弹试验毁
中图分类号：Ｊ１．３Ｔ４０３文献标志码：Ａ
ＤａａｅＳａａｄＲｅｅｒｈｏｏｎ－ａｅｍｇｔｎｄｒｓａｃｆＧｒｕｄ－ｓｄＥＷｂＥｑｕｐｍｅｙｉｎｔｂ
Ｂｌｓ－ｒｇｅｔｔｏａｈａａｔｆａｍｎａｉｎＷｒｅｄ－
ｔｈｅｅｓａｄａｄｓｗｅｅｖｅｉｉｄ．Ｔｈｅｒｓａｃｓｉｐｔｎｏａａｓｅｓｎｆｅｕｐｎｔａｄａｔ—ａｉｔｏｒｅｄｄｓｇｎｙＯｆｔｓｔｎｒｒｒｆｅｅｅｒｈｉｍｏｒａｔｆｒｄｍｇｅａｓｓｍｅｔｏｑｉｍｅｎｎｉｒｄａｉｎｗａｈａｅｉ．Ｋｅｗｏｄｂａｔｆａｅａｉｎｗａｈｅｄ；ｏｕｎ — ｓｄＥＷｑｕｉｍｅ；ａａｔｎｒｙｒｓ：ｌｓ —ｒｇｍｎｔｔｏｒａｇｒｄｂａｅｅｐｎｔｄｍｇｅｓａｄａｄ

聚焦战斗部与普通杀爆战斗部毁伤效能比较

ｍｅｔｓｃｎｕｔｄｔｏｉｗａｏｄｃｅＯｃｍｐｒｙｅｇｔａｇｆｃｆｃｍｂｎｄｂａｔａｄｆａｍｅｔｆｆｃｓｎｒｅｄａｄｃｎｅｔｎｌｒａｅｓｎｒｅｉｄｍａｅｅｆｔｏｏｉｅｌｓｎｒｇｎｓｏｏｕｉｇｗａｈａｎｏｖｎｉａｃｅｏｂａｔｆａｍｅｔｔｏｒｅｄＤａｇｆｉｉｎｙｏｃｓｎｒｅｄｉｃｉｈｒｌｓｒｇｎａｉｎｗａｈａ．ｍａｅｅｆｃｅｃｆｆｕｉｇｗａｈａｓｍｕｈｈｇｅ．Ｔｈｅｅｒｈｍｅｈｄａｄｒｓａｃｅｕｔａｏｅｒｓａｃｔｏｎｅｅｒｈｒｓｌｓｃｎ
ＬＩＸｉｎｒｎＬＩＺｎｗｅ。ａｇｏｇ，Ｕｏｇｉ，ＺＨＯＵｈｈｉＳｉａ
（】ＴｈａｅｆＡｒｒｄＦｏｃｇｎｅｉｇ，Ｂｅｉｇ１０７ｅＡｃｄｍｙｏｍｏｅｒｅＥｎｉｅｒｎｉｎ００２，Ｃｈｎ；ｊｉａ

导
学
报
Ｖｏ．ＯＮＯ５１３．
Ｏｃ０１ｔ２０
２１００年１Ｏ月
ｊｕｎｌｆＰｒｉｃｉｓｏｒａｏｅｔｌ，Ｒｏｋｔ，ＭｉｓｌｓａｄＧｕｄｎｅｏｅｃｅｓｓｉｎｉａｃｅ
聚焦战斗部与普通杀爆战斗部毁伤效能比较
李向荣刘宗伟周世海，，
（１装甲兵工程学院，京北１０７；庆红宇精密工业有限责任公司，庆００２２重重４２６）０７０

离散杆和EFP组合战斗部对飞机毁伤效应研究

中图分类号：ＴＪ４１０．３文献标志码：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＤａｍａｇｅＥｆｆｅｃｔｏｆＥＦＰＣｏｍｂｉｎｅｄＷａｒｈｅａｄａｎｄ
ＤｉｓｃｒｅｔｅＲｏｄｔｏＢａｔｔｌｅｏｌａｎｅ
ｓｉｓｏｆｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｄａｍａｇｅｅｌｅｍｅｎｔｏｒｆａｉｒｃｒａｆｔｐａｒｔｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄａｍａｇｅ．ｔｈｅｔａｎｋｉｇｎｉｔｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅ・
ＬＩＡＮＧＢｉｎ，ＦＥＮＧＧａｏｐｅｎｇ，ＺＨＯＵＪｉｅｑｕａｎ，ＬＩＪｕｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｙｓｔｅｍｓｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，ＳｉｃｈｕａｎＭｉａｎｙａｎｇ６２１９００，Ｃｈｉｎａ）
ａｎｄｃｏｎｔａｃｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａｎｄｔｈｅｊｏｉｎｔｄａｍａｇｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｙｐｉｃａｌｍｉｓｓｉｌｅｔａｒｇｅｔｅｎｃｏｕｎｔｅｒ．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙａｎａｌｙ－

杀爆型战斗部作用机理及设计诸元分析研究

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2021年第18期·117·文章编号：2095－6835（2021）18－0117－02杀爆型战斗部作用机理及设计诸元分析研究方策，李宁，王海洋，王君凤（陕西西安710043）摘要：应用仿真技术对预制破片杀爆型战斗部作用机理进行分析研究，对不同形状的战斗部进行对比，找出影响破片分布密度和飞散角的因素，为设计提供理论支持。

同时，对一个战斗部爆炸进行了模拟分析，进行了设计诸元分析及作用机理研究，对预制破片战斗部的研究有一定的指导意义。

关键词：杀爆型战斗部；飞散角；长径比；曲率半径中图分类号：TJ410.33文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2021.18.046随着现代军事的发展，各种陆基及舰载雷达设备在战场上越来越受到重视，根据雷达不同功能系统受攻击的难易程度（或雷达的机动性），可将雷达分为固定式雷达和机动性雷达。

各种电子设备及配套设备均被安装在固定的掩体内，天线馈电系统及天线座被安装在固定天线塔台上，一般暴露在室外，或各种电子设备和配套设备被安装在若干机动的车厢或方舱内，天线馈电系统被安装在车厢或方舱的顶部。

天线馈电系统和车厢或方舱均是主要的被攻击目标。

因此，使用预制破片杀爆战斗部是解决此类问题的一个比较好的途径。

1杀爆战斗部的设计依据预制破片杀爆型战斗部需考虑如下要求：预制破片的分布密度，预制破片飞散角，破片侵彻钢板的厚度，毁伤效果等因素。

杀爆战斗部的主要设计思路是围绕着如何提高破片分布密度来展开的。

影响破片分布密度的因素很多，合理的战斗部长径比以及曲率半径，可以有效提高破片的分布密度和控制破片的飞散角。

战斗部内壳体的选择对战斗部的性能起到很大的影响，其决定战斗部的曲率半径、预制破片的排列方法、装药的长径比。

总结以上杀爆战斗部的设计思路，可以将此问题归结为弹塑性流体动力学问题，对于此类问题可以使用ANSYS-AUTODYN 数值模拟软件的Euler 方法来进行仿真分析。

不同破片对典型飞机目标的毁伤效应

第41卷增刊2 2020年6月兵工学报ACTA ARMAMENTARIIVol.41Suppl.2Jun.2020不同破片对典型飞机目标的毁伤效应徐梓熙1,刘彦闫俊伯1,司鹏1,黄风雷1(1.北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京100081； 2.北京理工大学重庆创新中心，重庆401120)摘要：为研究惰性破片及活性破片对飞机目标的毁伤情况，以某飞机为研究对象，采用起爆杀爆战斗部方式产生破片，实现对目标的动态加载；通过调整战斗部内预制破片类型，分别获得钢破片及活性破片作用下飞机的毁伤情况。

实验后统计飞机关键部件毁伤元的特征量，对比两类破片作用下飞机目标的毁伤效应。

实验结果表明：钢破片对飞机发动机类高强度部件的毁伤能力高于活性破片，而活性破片对机翼类部件具有更强的毁伤能力。

关键词：飞机目标；钢破片；活性破片；关键部件；毁伤效应中图分类号：TJ012.4文献标志码：A文章编号：1000-1093(2020)S2-0063-06 DOI：10.3969/j.issn.1000-1093.2020.S2.008Experimental Investigation on the Damage of AircraftSubjected to Different Fragments LoadingXU Zixi1,LIU Yan1'2,YAN Junbo1,SI Peng1,HUANG Fenglei1(1.State Key Laboratory of Explosive Science and Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China；2.Beijing Institute of Technology Chongqing Innovation Center,Chongqing401120,China)Abstract:The damage of aircraft by blast-fragmentation warhead is investigated through test,where the loading is generated by detonating the warhead.Two kinds of preformed fragments are utilized to compare and assess the damage of aircraft in test.Special focus is on the failure of critical components.It is shown that steel fragment has the better damage capability to destroy the high-strength components compared to reactive fragment,which performs the advantage of doing damage on cover structure.The results have the practical meaning for optimizing the structure of antiaircraft missile warhead and providing reference for aircraft vulnerability analysis.Keywords:aircraft target;steel fragment;reactive fragment;critical component;damage effect0引言一般地，飞机不易因单枚小型破片的命中所摧毁。

破片聚焦式战斗部毁伤直升机类目标的研究

２３冲击波超压计算［．２
Ｖ一Ｖ。一ｅ”
（）２
式中：一破片衰减系数（ａ由试验测试获取其数值）。
战斗部在空中爆炸时，由下式计算不同距离处的冲击波超压 △ ：可Ｐ［
△ Ｐ＞１ａ时：ＭＰ △Ｐ一０６．７熹＋０１ＭＰ）．（ａ
Ｖ。＝
干
； — ＭｅＭｓ￣
（）１
式中：２Ｅ一主装药的Ｇｕｎｙ常数，ｒｅ一装填系数，一战斗部的装药质量，一战斗部壳体质量。２２破片存速计算．在距爆心处，片存速为：破
收稿日期：０２０．ｌ２０．３Ｏ
作者简介：浦（９３）男。西宝鸡人。程师，士；要研究：ｒ爆炸力学及其相关专业技术。宋１７一。陕工硕主ｈ￣：－
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３３破片的击穿作用概率［位厚度上的比动能匕，可则衡量破片的打击击穿作用。对于钢质破片：
算的装甲防护模型：方有防护玻璃，前座舱周围及发动机
外和运输舱下有防护装甲，装甲部件的等效硬铝厚度各
在１～２ｒｍ之间变化；护区外的蒙皮厚度为２Ｏ５ａ防～
６ｍ范围如图１示。ａｒ所
第２２卷第３期
破片聚焦式战斗部毁伤直升机类目标的研究

杀爆战斗部相关作用场的毁伤效能研究

ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣８３５２.２０２０.０２.００７杀爆战斗部相关作用场的毁伤效能研究❋杨㊀帅①㊀赵太勇①㊀张晓东②㊀成乐乐③㊀李㊀帅④㊀孟凡高④㊀江㊀帅⑤①中北大学地下目标毁伤技术国防重点实验室(山西太原ꎬ０３００５１)②西北机电工程研究所(陕西咸阳ꎬ７１２０００)③新方舟安防科技有限责任公司(四川成都ꎬ６１００４１)④山东北方滨海机器有限公司(山东淄博ꎬ２５５２００)⑤中国人民解放军９４１９５部队(甘肃定西ꎬ７３０５００)[摘㊀要]㊀破片和冲击波作为杀爆战斗部的两种主要毁伤元素ꎬ对目标的毁伤形式不尽相同ꎮ以杀爆弹为研究对象ꎬ在不同工况下ꎬ通过ＬＳ￣ＤＹＮＡ动力学软件ꎬ对杀爆相关作用场的毁伤效能进行研究ꎬ并将其毁伤效能与单独冲击波作用进行对比ꎬ得到了如下结论:杀爆相关作用场的毁伤效能较单独冲击波作用有较大提升ꎻＴＮＴ当量的增加对杀爆相关作用有较大的增益ꎻ杀爆战斗部相关作用场的毁伤效能随着预开孔间距的增大而减小ꎮ[关键词]㊀杀爆相关作用ꎻ冲击波作用ꎻ毁伤效能ꎻＬＳ￣ＤＹＮＡ[分类号]㊀ＴＪ０１２.４ＤａｍａｇｅＥｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅＲｅｌａｔｅｄＦｉｅｌｄｓｏｆＥｘｐｌｏｓｉｖｅＷａｒｈｅａｄＹＡＮＧＳｈｕａｉ①ꎬＺＨＡＯＴａｉｙｏｎｇ①ꎬＺＨＡＮＧＸｉａｏｄｏｎｇ②ꎬＣＨＥＮＧＬｅｌｅ③ꎬＬＩＳｈｕａｉ④ꎬＭＥＮＧＦａｎｇａｏ④ꎬＪＩＡＮＧＳｈｕａｉ⑤①ＮａｔｉｏｎａｌＤｅｆｅｎｓｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＴａｒｇｅｔＤａｍａｇｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ(ＳｈａｎｘｉＴａｉｙｕａｎꎬ０３００５１)②ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ(ＳｈａａｎｘｉＸｉａｎｙａｎｇꎬ７１２０００)③ＮｅｗＡｒｋＳｅｃｕｒｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.ꎬＬｔｄ.(ＳｉｃｈｕａｎＣｈｅｎｇｄｕꎬ６１００４１)④ＳｈａｎｄｏｎｇＮｏｒｔｈＢｉｎｈａｉＭａｃｈｉｎｅｒｙＣｏ.ꎬＬｔｄ.(ＳｈａｎｄｏｎｇＺｉｂｏꎬ２５５２００)⑤ＰｅｏｐｌｅｓＬｉｂｅｒａｔｉｏｎＡｒｍｙ９４１９５(ＧａｎｓｕＤｉｎｇｘｉꎬ７３０５００)[ＡＢＳＴＲＡＣＴ]㊀Ｂｅｉｎｇｔｈｅｔｗｏｍａｉｎｅｌｅｍｅｎｔｓｔｏｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｗａｒｈｅａｄꎬｆｒａｇｍｅｎｔｓａｎｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｓｇｅｎｅｒａｔｅｄａｍａｇｅｔｏｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｙｓ.Ｂｌａｓｔｉｎｇｂｏｍｂｗａｓｄｅｆｉｎｅｄａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ.Ｉｔｓｄａｍａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｂｌａｓｔ￣ｒｅｌａｔｅｄｆｉｅｌｄｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙＬＳ￣ＤＹＮＡｄｙｎａｍｉｃｓｓｏｆｔｗａｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｈｏｃｋｗａｖｅｅｆｆｅｃｔ.Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｄａｍａｇｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｋｉｌｌｉｎｇａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｏｎ￣ｒｅｌａｔｅｄａｃｔｉｏｎｆｉｅｌｄｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｈｏｃｋｗａｖｅｅｆｆｅｃｔ.ＩｎｃｒｅａｓｅｏｆＴＮＴｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｈａｓａｇｒｅａｔｅｒｇａｉｎｏｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｋｉｌｌｉｎｇｅｘｐｌｏｓｉｏｎ￣ｒｅｌａｔｅｄｅｆｆｅｃｔ.Ｄａｍａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔａｃｔｉｏｎｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅｋｉｌｌｉｎｇｗａｒｈｅａｄｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｐｒｅ￣ｏｐｅｎｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌ.[ＫＥＹＷＯＲＤＳ]㊀ｂｌａｓｔ￣ｒｅｌａｔｅｄｅｆｆｅｃｔｓꎻｓｈｏｃｋｗａｖｅｅｆｆｅｃｔꎻｄａｍａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎻＬＳ￣ＤＹＮＡ引言杀爆弹在各国军队内使用广泛ꎮ在２０世纪初ꎬ中东地区发生的数场战役中ꎬ杀爆弹均发挥了至关重要的作用[１￣２]ꎮ学者们也对杀爆弹的毁伤效能进行了大量的研究和积累ꎮ张成亮等[３￣７]为探讨爆炸冲击波和高速破片协同作用的毁伤机理ꎬ做了大量的试验ꎬ结果显示ꎬ在爆炸冲击波和高速破片协同作用下ꎬ目标的毁伤程度远大于冲击波或破片的单独作用ꎻ郑红伟等[８]进行了端部贴有预制破片的柱状ＴＮＴ模型的仿真模拟ꎬ探讨了冲击波与高速破片的传播规律以及速度和能量衰减机制ꎬ研究结果表明ꎬ预制破片群会阻碍破片正后方冲击波的传播ꎬ较大程度地降低冲击波的强度和传播速度ꎻ陈长海等[９]对破片和冲击波的联合作用区间进行深入研究ꎬ得第４９卷㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.４９㊀Ｎｏ.２㊀２０２０年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＥｘｐｌｏｓｉｖｅＭａｔｅｒｉａｌｓ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ａｐｒ.２０２０❋收稿日期:２０１９￣０８￣２９第一作者:杨帅(１９９４－)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ研究方向为战斗部高效毁伤ꎮＥ￣ｍａｉｌ:１０４３４１４４０１＠ｑｑ.ｃｏｍ到冲击波与破片先后作用临界爆距的理论计算模型ꎻ曹兵等[１０]建立了巡航导弹发动机舱模拟等效靶ꎬ并进行了冲击毁伤实验ꎬ研究了发动机在破片和冲击波耦合作用下的毁伤模式ꎻ张媛等[１１￣１２]根据强度等效ꎬ建立了直升机等效模型及毁伤元参数的毁伤计算模型ꎬ并通过仿真得出了直升机在两种毁伤元联合作用下的结构动态响应ꎬ分析了战斗部炸药装药质量㊁炸点位置及破片穿孔密度等因素对直升机目标的毁伤影响ꎮ就国内外研究而言ꎬ对杀爆弹在超近程范围内ꎬ冲击波和破片的相关毁伤效应的研究报道较少ꎬ对相关毁伤的形式㊁规律㊁机理还有待深入研究ꎮ本文中ꎬ将结合ＬＳ￣ＤＹＮＡ仿真软件ꎬ对杀爆相关作用场进行研究ꎬ并对其毁伤效能进行对比分析ꎮ研究结论能够为杀爆战斗部的设计和威力评估提供关键的技术支持ꎮ１㊀杀爆相关作用场及产生条件１.１㊀杀爆相关作用场的基本概念杀爆战斗部对目标作用时ꎬ当弹目距离大于某一值时ꎬ破片先与目标接触ꎬ大量破片会在目标处进行侵彻ꎬ并形成孔带㊁孔链ꎬ使得目标局部的易损特性发生突变ꎮ在此情况下ꎬ冲击波再次对目标进行作用ꎬ此时ꎬ破片作用导致目标的穿孔或结构强度降低ꎬ当冲击波作用在目标的孔带㊁孔链附近时ꎬ更易出现应力集中ꎬ使得目标的变形程度进一步加大ꎮ在上述情况下ꎬ破片与冲击波对目标的毁伤作用就不仅是两者的叠加ꎬ此毁伤效应也被称之为杀爆相关毁伤效应ꎬ发生相关毁伤效应的破片和冲击波共同产生的作用场称之为杀爆相关作用场ꎮ１.２㊀杀爆相关毁伤效应的产生条件随着弹目距离增大ꎬ冲击波和破片的能量已经不足以对目标造成有效的毁伤作用ꎬ此时ꎬ也就不存在相关毁伤效应ꎮ因此ꎬ出现杀爆相关毁伤效应的区域也有特定的要求ꎮ相关毁伤效应的强弱受该范围内的破片密集度影响ꎬ只有破片在目标处形成的穿孔达到一定的密度时ꎬ目标的结构强度和易损特性才会发生改变ꎬ后续的冲击波对目标的毁伤效应也随之会被放大ꎮ综上所述ꎬ杀爆相关毁伤效应产生的条件为:高密集度的破片先于冲击波对目标进行毁伤ꎬ形成大量穿孔ꎬ导致目标的结构强度和易损特性发生改变ꎻ与此同时ꎬ在该范围内的破片和冲击波均具备毁伤能力ꎬ此时便会出现杀爆相关毁伤效应ꎮ２㊀数值模拟的计算模型２.１㊀仿真模型的建立对杀爆相关作用进行研究时ꎬ以巡航导弹为目标ꎮ针对美国的ＢＧＭ￣１０９战斧巡航导弹ꎬ对其导引头㊁制导舱㊁战斗部舱以及发动舱等零部件处的材料㊁结构进行分析研究ꎬ确定采用预开孔的圆柱薄壳等效模型ꎮ此外ꎬ考虑到杀爆弹破片群对目标作用的过程中ꎬ不可能进行无死角冲击侵彻ꎬ故圆柱薄壳上的预开孔区域并未完全周向覆盖ꎬ仅仅占据了周向约１２０ʎ的范围ꎬ如图１所示ꎮ图１中ꎬ圆柱薄壳的高度为６００ｍｍꎬ预开孔范围的高度为２００ｍｍꎬ上㊁下侧未开孔区域的高度均为２００ｍｍꎬ模型的直径为４００ｍｍꎮ㊀㊀１－炸药ꎻ２－入射冲击波ꎻ３－预开孔圆柱壳靶ꎮ图１㊀杀爆相关作用的仿真模型Ｆｉｇ.１㊀Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｂｌａｓｔ￣ｒａｌａｔｅｄｅｆｆｅｃｔｓ㊀㊀利用ＴｒｕｅＧｒｉｄ前处理软件建立等效计算模型ꎮ图１为杀爆相关作用的计算模型ꎬ左侧为炸药ꎮ在实际的仿真计算过程中ꎬ设置炸药的相关参数ꎬ并通过改变炸药质心位置坐标ꎬ来控制球形ＴＮＴ炸药到圆柱薄壳的距离ꎮ２.２㊀计算模型算法的选择在研究杀爆相关作用场时ꎬ使用∗Ｌｏａｄ＿Ｂｌａｓｔ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ关键字进行数值模拟ꎬ见图２ꎮ将预开孔圆柱薄壳上所有的Ｓｅｇｍｅｎｔ设置为段ꎬ同时对目标模型添加边界约束条件ꎬ引导爆炸冲击波对其作用ꎬ㊀㊀㊀图２㊀∗Ｌｏａｄ＿Ｂｌａｓｔ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ关键字的爆炸压力计算模型Ｆｉｇ.２㊀Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｆｏｒｔｈｅｋｅｙｗｏｒｄ∗Ｌｏａｄ＿Ｂｌａｓｔ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ１４２０２０年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杀爆战斗部相关作用场的毁伤效能研究㊀杨㊀帅ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀采用忽略空气域的关键字来模拟炸药在空气中的爆炸ꎬ可以在保证计算精度的同时ꎬ极大地缩减仿真时间ꎮ该关键字根据实验数据库ꎬ计算得到迎载面上的爆炸压力ꎬ并将爆炸压力转换为施加到有限元网格节点的力ꎮ２.３㊀计算模型材料的选择在使用∗Ｌｏａｄ＿Ｂｌａｓｔ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ关键字模拟炸药的爆轰时ꎬ炸药默认为ＴＮＴꎬ所以本文仿真中的炸药均采用ＴＮＴ进行计算ꎬ其他炸药利用计算公式进行相应的等效ꎮ仿真中所涉及的目标材料为４５＃钢ꎬ采用的单位制为ｃｍ￣ｇ￣ｍｓ￣Ｍｐａꎬ具体的材料参数见表１ꎮ表１中ꎬＥ为材料的弹性模量ꎬＧＰａꎻＶ为材料泊松比ꎻＹ为材料的屈服应力ꎬＰａꎻＨ为材料的切线模量ꎬＧＰａꎻβ为材料的硬化系数ꎻδ为材料的失效应变ꎮ３㊀数值模拟与结果分析３.１㊀杀爆相关作用的数值模拟当爆炸冲击波作用于预开孔的圆柱薄壳时ꎬ冲击波首先对模型的迎载面进行作用ꎬ而后冲击载荷向背载面传播ꎮ㊀㊀图３为１.３３ｋｇＴＮＴ在０.５ｍ炸距时ꎬ预开孔圆柱薄壳在不同时刻的应力云图ꎮｔ为１５０μｓ时ꎬ冲击波作用在圆柱薄壳上ꎬ随后应力波开始传播ꎻ当ｔ为４００μｓ时ꎬ圆柱薄壳迎载面出现轻微的凹陷ꎬ并有扩大变形的趋势ꎻ当ｔ为１０００μｓ时ꎬ圆柱薄壳迎载面处变形最大ꎬ且有继续向背载面运动的趋势ꎬ此时迎载面两侧壳体向中线聚拢ꎻ当ｔ为５０００μｓ时ꎬ迎载面左㊁右两侧的壳体已经在中间聚拢ꎬ圆柱薄壳产生整体的凹陷翻折变形ꎮ３.２㊀杀爆相关作用毁伤效应的仿真对比３.２.１㊀不同炸距下预开孔对圆柱薄壳变形的影响为了研究预开孔对圆柱薄壳变形的影响以及杀爆相关作用的毁伤特征ꎬ将预开孔圆柱薄壳与未开孔圆柱薄壳的仿真模拟结果进行对比ꎬ结构如图４所示ꎮ㊀㊀图４中ꎬ当炸距相同时ꎬ毁伤元作用时间是相同的ꎮ将不同模式的毁伤结果进行对比分析可知:当炸距从０.５ｍ增加到２.０ｍ时ꎬ杀爆相关作用对目标的毁伤程度要远大于冲击波单独作用时的毁伤程度ꎮ冲击波单独作用时ꎬ在炸距Ｒȡ１.０ｍ的情况下ꎬ圆柱薄壳仅出现平头变形和轻微的椭圆式变形ꎻ而杀爆相关作用下ꎬ出现此种变形时ꎬ炸距Ｒȡ１.４表１㊀材料参数Ｔａｂ.１㊀Ｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ材料ρ/(ｇｃｍ－３)Ｅ/ＧＰａＶＹ/ＰａＨ/ＧＰａβδ４５＃钢７.８９２.０６０.３０.００４０.０５１.００１.００㊀㊀㊀图３㊀圆柱薄壳不同时刻的应力云图Ｆｉｇ.３㊀Ｓｔｒｅｓｓｎｅｐｈｏｇｒａｍｏｆａｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｔｈｉｎｓｈｅｌｌａｔｖａｒｉｏｕｓｔｉｍｅｓ２４㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４９卷第２期㊀㊀㊀图４㊀不同毁伤模式时圆柱薄壳的应力云图Ｆｉｇ.４㊀Ｓｔｒｅｓｓｎｅｐｈｏｇｒａｍｏｆａｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｔｈｉｎｓｈｅｌｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄａｍａｇｅｍｏｄｅｓ表２㊀不同毁伤模式时圆柱薄壳的变形量Ｔａｂ.２㊀Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｔｈｉｎｓｈｅｌｌｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄａｍａｇｅｍｏｄｅｓ毁伤模式等效靶炸距Ｒ/ｍ０.５０.７１.０１.４２.０冲击波单独作用变形量Ｗ/ｍｍ３２２.０１７８.０９５.０５２.０２９.０杀爆相关作用变形量Ｗｋ/ｍｍ４００.０３７６.０１８１.２８７.２４４.７ｍꎻ当０.５ｍɤＲ<１.０ｍ时ꎬ冲击波单独作用下圆柱薄壳产生凹陷变形ꎬ而杀爆相关作用时圆柱薄壳的变形程度较大ꎻ当炸距为０.５ｍ和０.７ｍ时ꎬ圆柱薄壳完全变形ꎮ总体来看ꎬ当炸距相同时ꎬ杀爆相关作用下目标的变形等级比冲击波单独作用时的高ꎮ对图４中圆柱薄壳变形程度进行量化ꎬ所得结论如表２和图５所示ꎮ其中ꎬ相对变形量⌀ｋ为变形量Ｗｋ与原模型直径的比值ꎮ㊀㊀由图５可知ꎬ在不同炸距下ꎬ杀爆相关作用对目㊀㊀㊀图５㊀炸距Ｒ和相对变形量⌀ｋ的关系曲线Ｆｉｇ.５㊀ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｅｘｐｌｏｓｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅＲａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ⌀ｋ标的毁伤效果要大于冲击波的单独作用ꎻ随着炸距的不断增大ꎬ两种毁伤模式下相对变形量的差值逐渐减小ꎻ当炸距增加到２.０ｍ时ꎬ相对变形量的差值已经减小到４％ꎻ对最大相对变形量进行比较ꎬ并将δχ定义为毁伤效能相关系数ꎬ则有δχ(ｈꎬｄ)＝δχ(２０ꎬ１０)＝[⌀]χ[⌀]＝０.４５４Ｒ２０.２５１Ｒ２＝１.８１ꎮ(１)㊀㊀式(１)表明ꎬ在相同炸距下ꎬ杀爆相关作用下的目标相对变形量是单独冲击波作用下的１.８１倍ꎬ即杀爆相关作用对目标的毁伤产生了放大效应ꎮ３.２.２㊀ＴＮＴ质量对杀爆相关毁伤效能的影响为了研究ＴＮＴ质量对杀爆相关毁伤效能的影响ꎬ将炸距设置为０.７ｍꎬ以不同质量的ＴＮＴ对１.５ｍｍ厚的４５＃钢进行毁伤作用ꎮ将杀爆相关作用及冲击波单独作用两种工况进行对比分析ꎮ图６为ＴＮＴ质量与相对变形量的关系曲线ꎮ㊀㊀图６中ꎬ在不同毁伤模式下ꎬ对应的关系曲线均表现为线性正相关ꎬ可见ＴＮＴ质量对毁伤模式的影响规律是一致的ꎬ也说明了在近炸条件时ꎬ冲击波对目标的变形起主导作用ꎮ两种毁伤模式下ꎬ目标的３４２０２０年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杀爆战斗部相关作用场的毁伤效能研究㊀杨㊀帅ꎬ等㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图６㊀ＴＮＴ质量与相对变形量的关系Ｆｉｇ.６㊀ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＴＮＴｍａｓｓａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ相对变形量与ＴＮＴ质量有关ꎬＴＮＴ质量为０.５ｋｇ时ꎬ两种毁伤模式间的差距小于５％ꎻ当ＴＮＴ质量增加到２.０ｋｇ时ꎬ两种毁伤模式间的差距约为３６％ꎮ说明ＴＮＴ质量的增加能增强杀爆相关作用的毁伤效果ꎮ３.２.３㊀开孔间距对杀爆相关毁伤效应的影响为了研究开孔间距对杀爆相关毁伤效应的影响ꎬ仿真模拟选取的目标靶为１０ｍｍ开孔㊁间距不等的５种圆柱薄壳靶(间距分别为２０㊁４０㊁６０㊁８０㊁１００ｍｍ)ꎬ在不同炸距下ꎬ对各工况进行仿真模拟计算ꎬ结论如图７㊁图８所示ꎮ㊀㊀由图７可知ꎬ当目标靶预开孔间距为２０ｍｍ时ꎬ在杀爆相关作用下ꎬ目标靶出现上下侧撕裂式的解体毁伤ꎬ且撕裂范围贯穿整个预开孔区域ꎻ当预开孔间距为４０ｍｍ时ꎬ目标靶仅在下侧靠近中间的孔带处出现裂纹ꎬ有撕裂解体毁伤的趋势ꎮ㊀㊀㊀图８㊀预开孔圆柱薄壳在不同炸距时的相对变形量曲线Ｆｉｇ.８㊀Ｒｅｌａｔｉｖｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｐｒｅ￣ｏｐｅｎｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｘｐｌｏｓｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｓ㊀㊀如图８所示ꎬ在不同炸距下ꎬ由目标靶的相对变形量曲线图可知ꎬ壳体相对变形量随着开孔间距的增加而呈现下降趋势ꎻ且随着炸距的增加ꎬ相对变形量先减小㊁后增加而后再减小ꎻ当炸距在０.５ｍ处时ꎬ相对变形量达到峰值ꎬ此时毁伤能力较高ꎻ而后随着炸距的不断增大ꎬ破片和冲击波的耦合毁伤作用对圆柱薄壳预开孔间距的敏感程度逐渐降低ꎮ４㊀结论㊀㊀为研究杀爆相关作用场的毁伤规律ꎬ结合数值模拟软件ꎬ研究了影响杀爆弹相关毁伤作用的重要参数ꎬ并与冲击波单独作用时的毁伤效果进行了对比分析ꎬ得到如下结论:㊀㊀１)杀爆相关作用的毁伤效果较单一冲击波而㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图７㊀开孔间距为２０㊁４０ｍｍ时圆柱薄壳的等效塑性应变云图Ｆｉｇ.７㊀Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｌａｓｔｉｃｓｔｒａｉｎｎｅｐｈｏｇｒａｍｏｆａｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｗｉｔｈａｐｒｅ￣ｏｐｅｎｉｎｇｉｎｔｅｒｖａｌｏｆ２０ｍｍｏｒ４０ｍｍ４４㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀爆㊀破㊀器㊀材㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４９卷第２期言有较大的提升ꎬ在近距离处尤为明显ꎻ２)随着ＴＮＴ质量的增加ꎬ两种作用方式的毁伤效能都有所提升ꎬ但杀爆相关作用的增益较大ꎻ３)毁伤效能与预开孔间距大致呈现负相关趋势ꎬ且随着炸距的增加ꎬ耦合毁伤作用对预开孔间距的敏感程度逐渐降低ꎮ参考文献[１]㊀冯顺山ꎬ蒋浩征.爆炸冲击波与杀伤破片对飞机目标相关毁伤效应的研究[Ｊ].北京工业学院学报ꎬ１９８６(１):１１９￣１３１.ＦＥＮＧＳＳꎬＪＩＡＮＧＨＺ.Ａｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｆｒａｇｍｅｎｔ￣ｌａｓｔｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｅｄｄａｍａｇｅｅｆｆｅｃｔｏｎａｉｒｃｒａｆｔｔａｒｇｅｔｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ１９８６(１):１１９￣１３１. [２]㊀尹建平ꎬ王志军.弹药学[Ｍ].２版.北京:北京理工大学出版社ꎬ２０１２:３１３￣３２５.ＹＩＮＪＰꎬＷＡＮＧＺＪ.Ａｍｍｕｎｉｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ[Ｍ].２ｎｄＥｄ.Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｅｓｓꎬ２０１２:３１３￣３２５.[３]㊀张成亮ꎬ朱锡ꎬ侯海量ꎬ等.爆炸冲击波与高速破片对夹层结构的联合毁伤效应试验研究[Ｊ].振动与冲击ꎬ２０１４ꎬ３３(１５):１８４￣１８８.ＺＨＡＮＧＣＬꎬＺＨＵＸꎬＨＯＵＨＬꎬｅｔａｌ.Ｔｅｓｔｓｆｏｒｃｏｍ￣ｂｉｎｅｄｄａｍａｇｅｅｆｆｅｃｔｏｆｂｌａｓｔｗａｖｅｓａｎｄｈｉｇｈ￣ｖｅｌｏｃｉｔｙｆｒａｇ￣ｍｅｎｔｓｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｎｄｗｉｃｈｐｌａｔｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉ￣ｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋꎬ２０１４ꎬ３３(１５):１８４￣１８８. [４]㊀段新峰ꎬ程远胜ꎬ张攀ꎬ等.冲击波和破片联合作用下Ｉ型夹层板毁伤仿真[Ｊ].中国舰船研究ꎬ２０１５ꎬ１０(６):４５￣５９.ＤＵＡＮＸＦꎬＣＨＥＮＧＹＳꎬＺＨＡＮＧＰꎬｅｔａｌ.ＮｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄａｍａｇｅｏｎＩ￣ｃｏｒｅｓａｎｄｗｉｃｈｐａｎｅｌｓｓｕｂｊｅｃ￣ｔｅｄｔｏｃｏｍｂｉｎｅｄｂｌａｓｔａｎｄｆｒａｇｍｅｎｔｌｏａｄｉｎｇ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｉｐＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１５ꎬ１０(６):４５￣５９. [５]㊀侯海量ꎬ张成亮ꎬ李茂ꎬ等.冲击波和高速破片联合作用下夹芯复合舱壁结构的毁伤特性[Ｊ].爆炸与冲击ꎬ２０１５ꎬ３５(１):１１６￣１２３.ＨＯＵＨＬꎬＺＨＡＮＧＣＬꎬＬＩＭꎬｅｔａｌ.Ｄａｍａｇｅｃｈａｒａｃｔｅ￣ｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｂｕｌｋｈｅａｄｕｎｄｅｒｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｓｈｏｃｋａｎｄｈｉｇｈ￣ｖｅｌｏｃｉｔｙｆｒａｇｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＥｘｐｌｏｓｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋＷａｖｅｓꎬ２０１５ꎬ３５(１):１１６￣１２３.[６]㊀李营ꎬ吴卫国ꎬ朱海清ꎬ等.爆炸冲击波与破片对ＲＣ桥的耦合毁伤研究[Ｊ].爆破ꎬ２０１６ꎬ３３(２):１４２￣１４８.ＬＩＹꎬＷＵＷＧꎬＺＨＵＨＱꎬｅｔａｌ.Ｄａｍａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ￣ｔｉｃｓｏｆＲＣｂｒｉｄｇｅｕｎｄｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｌａｓｔｓｈｏｃｋｗａｖｅａｎｄｆｒａｇｍｅｎｔｓｌｏａｄｉｎｇ[Ｊ].Ｂｌａｓｔｉｎｇꎬ２０１６ꎬ３３(２):１４２￣１４８.[７]㊀李茂ꎬ朱锡ꎬ侯海量ꎬ等.冲击波和高速破片联合作用下固支方板毁伤效应数值模拟[Ｊ].国防科技大学学报ꎬ２０１７ꎬ３９(６):６４￣７０.ＬＩＭꎬＺＨＵＸꎬＨＯＵＨＬꎬｅｔａｌ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄａｍａｇｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｌａｍｐｅｄｓｑｕａｒｅｐｌａｔｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｂｌａｓｔｗａｖｅａｎｄｆｒａｇｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１７ꎬ３９(６):６４￣７０.[８]㊀郑红伟ꎬ陈长海ꎬ侯海量ꎬ等.破片尺寸对空爆冲击波及破片传播过程的影响仿真分析[Ｊ].中国舰船研究ꎬ２０１７ꎬ１２(６):７４￣８０.ＺＨＥＮＧＨＷꎬＣＨＥＮＣＨꎬＨＯＵＨＬꎬｅｔａｌ.Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｉｎｇｌｅｆｒａｇｍｅｎｔｓｉｚｅｏｎａｉｒ￣ｂｌａｓｔｗａｖｅａｎｄｆｒａｇｍｅｎｔｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｉｐＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１７ꎬ１２(６):７４￣８０.[９]㊀陈长海ꎬ侯海量ꎬ李万ꎬ等.破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片先后作用的临界爆距研究[Ｊ].海军工程大学学报ꎬ２０１８ꎬ３０(２):１８￣２３.ＣＨＥＮＣＨꎬＨＯＵＨＬꎬＬＩＷꎬｅｔａｌ.Ｃｒｉｔｉｃａｌｓｔａｎｄ￣ｏｆｆｄｉｓｔａｎｃｅｓｏｆａｃｔｉｏｎｏｒｄｅｒｆｏｒａｉｒ￣ｂｌａｓｔｗａｖｅｓａｎｄｆｒａｇｍｅｎｔｓｂｙｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｗａｒｈｅａｄｓｅｘｐｌｏｄｉｎｇｉｎａｉｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ３０(２):１８￣２３. 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