云爆战斗部基础技术研究

论文摘要

本文从实验、理论两个方面研究了FAE形成、作用机制及武器化应用等课题，其中，实验研究是本文的重要手段。 结合FAE及其武器的发展历程，剖析了FAE的作用原理、特征，阐述了FAE武器的功能和局限，并对其发展提出了建议。 借助于高速运动分析系统，记录了燃料的爆炸抛撒及云雾成长过程，在分析实时记录的基础上，将爆炸抛撒过程划分为三个阶段：喷出阶段、过渡阶段和膨胀阶段；提出了云雾空洞的概念，进而确定了二次引爆装置的最佳位置；通过分析云雾临爆前的状态变化，确定了二次引爆延迟时间；对不同装置的云雾成长过程分析可得到，云雾参数与装填燃料量的立方根关系。系统实验研究了装置参数(壳体材质、比药量、长径比、刻槽条数)对云雾状态的影响，为优化FAE装置结构提供了依据。 对整体两次引爆型FAE战斗部进行了原理设计，两发模拟装置的静爆实验表明：设计结构合理、作用可靠，具有较好的爆炸威力性能，为研究大圆径、整体型战斗部提供了基础数据。开发了一类以氧化剂、可燃剂、功能添加剂为主体的威力增强型云爆药剂，研制结果表明，该类药剂原材料来源广泛，生产工艺安全、易于操作，爆炸威力高，适宜于装填大型战斗部，是具有较好应用前景的一类新型药剂。 本文在FAE爆炸场威力评价课题研究方面，提出了现场标定TNT超压的评价方法，并由此建立了一套评价程序，该方法结合了FAE类武器的爆炸场参数特征，其结果更符合实际。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 FAE武器研究的概况
• 1.3 FAE相关技术研究状况
• 1.3.1 两次引爆型FAE
• 1.3.2 一次引爆型FAE
• 1.4 本文主要工作
• 2 FAE的作用原理、分类和特征
• 2.1 FAE的原理
• 2.1.1 两次引爆型 FAE的作用原理
• 2.1.2 一次引爆型 FAE的作用原理
• 2.2 FAE及其武器的分类
• 2.2.1 两次引爆型 FAE武器的分类
• 2.2.2 一次引爆型 FAE武器的分类
• 2.3 FAE的功能与局限
• 2.4 对 FAE及其武器的发展建议
• 2.4.1 几种爆源的性能比较
• 2.4.2 发挥三种爆源各自优势
• 2.4.3 FAE及其武器的研发建议
• 2.5 本章小结:
• 3 两次引爆型 FAE的形成机制和过程
• 3.1 两次引爆型 FAE抛撒过程的研究概述
• 3.2 实验原理和方法
• 3.2.1 测试仪器和试验装置
• 3.2.2 爆炸场布置
• 3.2.3 测试方法
• 3.3 图像处理和结果分析
• 3.3.1 图像处理
• 3.3.2 图像分析和结果分析
• 3.3.3 爆炸抛撒过程的划分
• 3.3.4 云雾空洞和二次引爆装置位置
• 3.3.5 云雾体积及燃料浓度
• 3.3.6 延迟时间
• 3.3.7 云雾参数和燃料量的比例关系
• 3.4 本章小结
• 4 装置参数对两次引爆型 FAE云雾状态的影响
• 4.1 不同材质的壳体对云雾状态的影响
• 4.2 比药量对云雾状态变化的影响
• 4.2.1 实验数据
• 4.2.2 实验结果分析
• 4.3 弹体长径比对云雾状态的影响
• 4.3.1 实验数据
• 4.3.2 长径比对云雾状态影响结果的分析
• 4.4 弹体解体时间的推算
• 4.5 射流量的计算
• 4.6 装置壳体的刻槽数对云雾状态的影响
• 4.7 本章小结
• 5 FAE爆炸场威力评价
• 5.1 评价方法的分析
• 5.1.1 爆轰潜能法
• 5.1.2 冲击波能量法
• 5.1.3 有效作用区面积评判（威力圈评判）
• 5.1.4 爆炸场效应（实测超压 TNT当量）评判
• 5.2 爆炸场参数量测系统与方法
• 5.2.1 测试系统
• 5.2.2 测量仪器与测试方法
• 5.3 FAE爆炸场参数特征与威力评价中的几个问题
• 5.3.1 两次引爆型FAE爆炸场参数特征
• 5.3.2 一次引爆型FAE爆炸场参数特征
• 5.3.3 现场标定超压 TNT当量的评价区域
• 5.4 现场标定超压 TNT当量的评价方法
• 5.4.1 评价步骤
• 5.4.2 TNT拟合方程
• 5.4.3 算例
• 5.5 本章小结
• 6 整体型FAE战斗部的相关技术研究
• 6.1 整体型FAE战斗部的结构设计
• 6.1.1 战斗部结构与全弹结构的关系
• 6.1.2 结构参数
• 6.1.3 壳体结构设计
• 6.1.4 中心和周边抛撒装药设计
• 6.1.5 端板设计
• 6.1.6 抛撒装药管设计
• 6.1.7 隔板设计
• 6.1.8 集成器设计
• 6.1.9 端盖设计
• 6.1.10 连接设计
• 6.1.11 密封设计
• 6.2 模拟装置的靶场实验研究
• 6.2.1 主体战斗部模拟装置的静爆实验
• 6.2.2 模拟装置的爆炸场威力评价
• 6.3 本章小结
• 7 威力增强型云爆药剂的研究
• 7.1 设计原理和方案
• 7.2 药剂的爆炸反应过程
• 7.3 药剂爆炸性能的理论计算
• 7.4 药剂的实验研究
• 7.4.1 药剂配方
• 7.4.2 试验装置
• 7.4.3 混药及装药程序
• 7.4.4 静爆实验
• 7.5 药剂研发的下阶段工作
• 7.6 本章小结
• 8 结束语
• 8.1 本文的主要内容和结论
• 8.2 本文的主要特色与创新
• 8.3 问题与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附: 作者在攻博期间发表论文情况