小口径破榴多功能弹药终点效应影响因素研究

论文摘要

现代战场上,步兵不仅要面对有生目标,还要面对日益增多的轻装甲目标,为提高作战效能,简化弹药体系,迫切需要发展适合单兵使用的,兼具破甲、杀伤等功能于一体的多功能弹药。本文致力于提高小口径破榴多功能弹药的终点效应为目标,对影响破片杀伤、破甲威力的因素进行研究。在战斗部破片类型的选择上,对比了质量一定的情况下方形、柱形、球形破片的衰减系数,以及形状变化对其速度衰减特性、极限贯穿速度的影响。通过LS-DYNA软件,模拟三类预制破片战斗部爆炸效果,对比破片的空间散布与初速度的差异,计算结果表明,预制方形破片优势明显。对影响破甲威力的因素,通过数值模拟,研究不同药型罩形状、厚度、材料对其射流形成质量与破甲威力的影响,对比射流对不同靶板的侵彻效果。在以上分析的基础上,通过数值模拟,对比起爆点位置、数量,双起爆点起爆先后顺序、起爆时间间隔对破片空间散布、速度分布及射流速度的影响。最后,通过终点效应靶场试验,进一步验证前、后起爆方式对破片空间分布、速度衰减及静破甲效果的影响。本文通过数值模拟与试验相结合的方法,为研究小口径破榴多功能弹药完成了部分前期工作,取得的结果为进一步研究提供了一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 小口径多功能弹药的发展现状
• 1.2.1 小口径多功能弹药的发展概况
• 1.2.2 小口径多功能弹药的特点与装备现状
• 1.3 小口径破榴多功能弹药及影响因素研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 不同破片形式对战斗部的影响
• 2.1 破片的类型
• 2.2 破片的理论计算
• 2.2.1 破片的初速度
• 2.2.2 破片的速度衰减
• 2.2.3 破片剩余速度
• 2.3 不同类型预制破片的数值仿真
• 2.3.1 仿真模型的确定
• 2.3.2 模拟算法的选择
• 2.3.3 材料模型与状态方程
• 2.4 仿真结果分析
• 2.5 本章小结
• 3 聚能破甲效应影响因素分析
• 3.1 射流形成的理论研究概况
• 3.1.1 定常流体力学理论
• 3.1.2 准定常流体力学理论
• 3.1.3 轴对称射流一般理论
• 3.1.4 粘—塑性射流形成理论
• 3.2 影响因素
• 3.3 计算方案与算法
• 3.3.1 仿真方案的确定
• 3.3.2 算法与材料模型
• 3.4 数值仿真结果与分析
• 3.4.1 不同药型罩形状
• 3.4.2 不同药型罩壁厚
• 3.4.3 不同药型罩材料
• 3.4.4 射流对不同靶板的侵彻效果
• 3.4.4.1 射流对装甲钢靶板与纤维复合材料靶板的侵彻效果
• 3.4.4.2 射流对陶瓷/纤维复合靶板的侵彻效果
• 3.5 本章小结
• 4 起爆方式对终点效应影响的仿真分析
• 4.1 数值模拟方案
• 4.2 理论基础
• 4.2.1 破片初速沿壳体分布
• 4.2.2 爆炸空气冲击波参数
• 4.3 模拟结果与分析
• 4.3.1 前、后起爆点单独起爆与同时起爆对结果的影响
• 4.3.2 双起爆点起爆先后顺序对结果的影响
• 4.3.3 双起爆点起爆时间间隔对结果的影响
• 4.4 本章小结
• 5 起爆方式对终点效应影响的试验研究
• 5.1 试验前期的准备工作
• 5.2 不同起爆方式下破片的空间分布试验
• 5.2.1 试验方法
• 5.2.2 试验数据的处理
• 5.3 破片的速度及衰减
• 5.4 不同起爆方式下战斗部静破甲威力试验
• 5.5 本章小结
• 6 总结
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录