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低附带毁伤战斗部破片上靶率的影响因素分析

弹箭与制导学报 2023年第5期43卷 94-101页

作者：盖希强赵新李小军李红欣李剑斌陈浩虞欣国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205

通过数值模拟和试验验证的方法对非金属壳体战斗部陶瓷破片上靶率开展研究,主要分析了尼龙材料、ABS、聚乙烯战斗部壳体和陶瓷破片直径为2~6 mm对破片上靶率的影响规律。结果表明:战斗部壳体材料为尼龙时,战斗部陶瓷破片在1~3 m处靶板... 详细信息

通过数值模拟和试验验证的方法对非金属壳体战斗部陶瓷破片上靶率开展研究,主要分析了尼龙材料、ABS、聚乙烯战斗部壳体和陶瓷破片直径为2~6 mm对破片上靶率的影响规律。结果表明:战斗部壳体材料为尼龙时,战斗部陶瓷破片在1~3 m处靶板的上靶率最高;陶瓷球直径在一定范围内时,上靶率随陶瓷球直径的增大而增大,随布靶距离的增大而减小,陶瓷球直径为5 mm时上靶率最高。研究成果可根据技术指标要求,通过匹配陶瓷球尺寸,实现战斗部可控范围内的有效毁伤。

关键词：低附带毁伤陶瓷上靶率战斗部

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低附带毁伤弹药设计及毁伤原理分析

低附带毁伤弹药设计及毁伤原理分析

作者：朱亮南京理工大学

学位级别：硕士

传统的弹丸战斗部材料为钢材料,在爆炸之后会产生大量的金属破片,会对被攻击目标附近的其他无辜人员和设施造成附带毁伤。为了适应现代城市巷战的现实需求,国内外正在研制一种低附带毁伤的新型弹药,实现有效毁伤目标的同时能够减轻对其... 详细信息

传统的弹丸战斗部材料为钢材料,在爆炸之后会产生大量的金属破片,会对被攻击目标附近的其他无辜人员和设施造成附带毁伤。为了适应现代城市巷战的现实需求,国内外正在研制一种低附带毁伤的新型弹药,实现有效毁伤目标的同时能够减轻对其他无辜目标的附带毁伤。基于这样的目的,本文设计了一种内含金属颗粒的低附带毁伤弹药。首先对钢壳体、玻璃纤维壳体、碳纤维壳体装药以及裸装药进行静爆试验,发现仅依赖超压不能有效毁伤近场区域目标,需要添加金属粉末以提高对近场区域目标的毁伤,在强度方面玻璃纤维和碳纤维复合材料适合作为低附带毁伤弹药的壳体材料。其次建立了低附带毁伤弹药爆炸抛撒的理论模型,该理论模型能够有效预测一定初始条件下金属颗粒爆炸抛撒的半径;运用数值仿真方法研究了金属颗粒群爆炸抛撒机理,得到了金属颗粒几何尺寸、材料密度及与装药质量配比对金属颗粒爆炸抛撒的影响规律;最后设计了一种内含惰性金属颗粒的低附带毁伤模拟弹,并通过静爆试验较好的验证了理论、仿真结果。

关键词：低附带毁伤复合材料爆炸抛撒颗粒群数值仿真

炸药配比对陶瓷低附带毁伤战斗部能量输出的影响

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弹箭与制导学报 2012年第1期32卷 108-110,130页

作者：黄德雨王坚茹陈智刚沈吉李诚刚武珺南京训练大队机场排弹工程教研室南京210022 中北大学机电工程学院太原030051

将炸药与陶瓷球混合构成新型复合装药,为了研究战斗部在不同炸药配比度条件下的杀伤效果和能量输出规律;对四种不同炸药比重的混合装药结构进行了试验和数值模拟,对比结果发现,数值模拟数据和试验数据比较吻合,战斗部能量输出与装药配... 详细信息

将炸药与陶瓷球混合构成新型复合装药,为了研究战斗部在不同炸药配比度条件下的杀伤效果和能量输出规律;对四种不同炸药比重的混合装药结构进行了试验和数值模拟,对比结果发现,数值模拟数据和试验数据比较吻合,战斗部能量输出与装药配比度呈非线性递增关系,根据试验数据拟合了初速和装药配比度关系曲线,在文中的装药结构中,炸药陶瓷质量比应不大于1.2。

关键词：增韧陶瓷低附带毁伤装药配比度初速

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美国研制低附带毁伤DIME弹药

飞航导弹 2009年第5期 41-43页

作者：刘素梅王中杨彩宁王振宇西安近代化学研究所

美国首先提出发展低附带毁伤弹药技术。DIME是美国研制的一种名为"高密度惰性金属"的弹药,可产生一个相对小但却有效的爆炸波半径,具有低附带毁伤的特点。从研发动因着手,从杀伤机理、毒性/致癌效应等方面对DIME进行了介绍,最后给出了... 详细信息

美国首先提出发展低附带毁伤弹药技术。DIME是美国研制的一种名为"高密度惰性金属"的弹药,可产生一个相对小但却有效的爆炸波半径,具有低附带毁伤的特点。从研发动因着手,从杀伤机理、毒性/致癌效应等方面对DIME进行了介绍,最后给出了其研发现状。

关键词：美国材料科学低附带毁伤城区作战 DIME

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CFRP壳体低附带毁伤性能研究

CFRP壳体低附带毁伤性能研究

作者：左腾北京理工大学

学位级别：硕士

在现代和未来战争中,精确打击目标的同时还要有效控制杀伤范围和程度,在此作战背景下,低附带毁伤战斗部成为该领域的热点问题,因此需要设计满足要求的低附带毁伤弹药。本文以重金属粉末嵌层低附带毁伤壳体战斗部为研究对象,针对低附带... 详细信息

在现代和未来战争中,精确打击目标的同时还要有效控制杀伤范围和程度,在此作战背景下,低附带毁伤战斗部成为该领域的热点问题,因此需要设计满足要求的低附带毁伤弹药。本文以重金属粉末嵌层低附带毁伤壳体战斗部为研究对象,针对低附带毁伤战斗部的毁伤性能表征的科学问题,通过理论分析、试验研究、数值模拟等手段开展研究。具体工作及结论如下:针对爆轰驱动重金属粒子飞散的物理过程,已经有很多人做了理论分析,并得到了很多规律性的结论,本文在此基础上,针对战斗部低附带毁伤的标准问题,提出在近场时以超压与重金属颗粒耦合作用下的冲量为表征方法,在远场时以重金属颗粒的比动能为表征方法。根据前人所得结论设计了低附带毁伤战斗部,开展了重金属粉末嵌层CFRP壳体模型地面静爆的生物试验研究,对比计算与DPR超压测试的结果,验证了低附带毁伤战斗部在近场与远场的毁伤效应。为获得爆轰驱动粒子的速度,自主研发了一种爆轰驱动微粒厚度场测试装置,测得了粒子群的名义平均值和厚度。为测试爆轰驱动粒子在近场的耦合冲量,自主设计了一种微悬臂梁冲量测试装置,证明了该方法的可行性。为今后测得冲击波超压与重金属颗粒的耦合冲量提供了依据。结合理论分析和试验研究,建立了CFRP壳体战斗部简化结构模型,并且用VisualC++语言进行实现,编译运行之后用Tecplot后处理软件进行结果呈现,模拟出了试验研究中的粒子速度,与试验结果进行了对比。以***实验数据为基础,建立不同密集度的颗粒流,不同截面形状的悬臂梁结构有限元模型,分析颗粒流冲击作用下悬臂梁变形机制。本文建立了CFRP壳体低附带毁伤战斗部毁伤效应的试验方法和评价方法,为今后进一步研究低附带毁伤的特性打下了基础。

关键词：爆炸力学重金属粒子冲量表征数值模拟低附带毁伤

重金属粉末嵌层CFRP壳体内爆下低附带毁伤特性表征

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重金属粉末嵌层CFRP壳体内爆下低附带毁伤特性表征

作者：申超北京理工大学

学位级别：硕士

现代及未来战争中，准确命中目标的同时有效控制杀伤范围和程度，最大限度降低附带毁伤效应已成为某些特定环境下的作战要求，因此需要设计低附带毁伤弹药。本文以重金属粉末嵌层CFRP壳体静爆模型为研究对象，围绕爆轰驱动下重金属粉末... 详细信息

现代及未来战争中，准确命中目标的同时有效控制杀伤范围和程度，最大限度降低附带毁伤效应已成为某些特定环境下的作战要求，因此需要设计低附带毁伤弹药。本文以重金属粉末嵌层CFRP壳体静爆模型为研究对象，围绕爆轰驱动下重金属粉末飞散特性、静爆模型低附带毁伤性能表征、低附带毁伤标准探讨等科学问题，通过理论分析、数值模拟、试验研究等手段开展研究。具体工作及结论如下：针对爆轰驱动重金属粉末飞散物理过程，对重金属颗粒毁伤元及其在介质中的速度变化规律进行理论分析，在此基础上针对战斗部低附带毁伤的标准问题，提出以超压与重金属颗粒耦合作用下的冲量表征方法，并初步给出低附带毁伤战斗部对人员、建筑物的毁伤准则分析。开展分装方式下重金属粉末嵌层CFRP壳体模型地面静爆试验研究。对比分析不同战斗部模型DPR超压测试结果，得到不同壳体及不同颗粒质量对爆炸后近场超压的影响规律。基于效应物结果、高速录像结果，验证所设计低附带毁伤战斗部模型的低附带毁伤性能。开展基于等离子驱动微小碎片加速器驱动钨合金粒子的高速碰撞试验，得到不同粒度、不同着靶速度下钨合金粒子对弹道肥皂、LY12硬铝的侵彻性能经验公式，并由此反推外场试验结果，为低附带毁伤效能评价提供依据。结合理论分析及试验研究，获得重金属粉末嵌层CFRP壳体战斗部等效简化结构模型，在VisualC++语言基础上，采用二维数值模拟程序及Tecplot后处理软件，对比分析爆轰驱动过程中不同装药条件对粒子、爆轰产物及冲击波前沿时程关系的影响规律。本文分析了重金属粉末嵌层CFRP壳体爆轰驱动下颗粒的飞散特性，讨论了重金属粉末与超压耦合作用下的冲量表征方法、人员及建筑物目标的毁伤准则，对比了不同装药条件对颗粒、冲击波、爆轰产物前沿时程关系的影响规律，为低附带毁伤特性的后续研究奠定基础。

关键词：低附带毁伤重金属粉末冲量表征数值计算爆炸力学

基于陶瓷微粒的低附带毁伤战斗部作用方式研究

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四川兵工学报 2013年第12期34卷 27-30页

作者：黄德雨王坚茹刘国栋梁东晨王明琨许栩中国人民解放军95874部队中北大学机电工程学院

针对城区作战的需求,提出了基于陶瓷微粒装药的新型低附带毁伤战斗部,为了研究不同装药结构下的能量输出方式,运用LS-DYNA软件进行了数值分析,发现破片在混合装药结构下的加速过程很短,模拟对比了2 mm直径的陶瓷和钢2种破片,结果显示陶... 详细信息

针对城区作战的需求,提出了基于陶瓷微粒装药的新型低附带毁伤战斗部,为了研究不同装药结构下的能量输出方式,运用LS-DYNA软件进行了数值分析,发现破片在混合装药结构下的加速过程很短,模拟对比了2 mm直径的陶瓷和钢2种破片,结果显示陶瓷破片虽然质量较小,但在起爆后拥有比钢破片更高的初速,并且速度衰减也较快,因此陶瓷破片在近距离杀伤威力更大,而远距离几乎没有杀伤作用,适合作为低附带毁伤弹药的杀伤元。

关键词：陶瓷低附带毁伤混合装药初速

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低附带弹药毁伤元抛撒机理研究

低附带弹药毁伤元抛撒机理研究

作者：刘俊南京理工大学

学位级别：硕士

高密度金属颗粒云作为低附带毁伤弹药的主要杀伤元,是实现有效杀伤目标同时减少对周围非目标人员或设施毁伤目的的关键。本文对低附带弹药金属颗粒毁伤元的抛撒机理以及其与空气冲击波耦合作用混合场的冲击载荷进行了研究。首先采用AUTO... 详细信息

高密度金属颗粒云作为低附带毁伤弹药的主要杀伤元,是实现有效杀伤目标同时减少对周围非目标人员或设施毁伤目的的关键。本文对低附带弹药金属颗粒毁伤元的抛撒机理以及其与空气冲击波耦合作用混合场的冲击载荷进行了研究。首先采用AUTODYN数值仿真手段对激波加速阶段爆轰波与金属颗粒之间的动量传递过程进行分析,获得了金属颗粒的材料密度、粒径、体积分数以及炸药密度对颗粒加速效应的影响规律,并建立了理论模型。然后对金属颗粒抛撒整个过程进行了理论分析,建立了金属颗粒在爆炸后的抛撒运动模型,并对理论模型进行了试验验证,发现理论预测结果与试验结果比较吻合。接着利用仿真、理论和试验手段获得了装药质量配比、颗粒粒径、材料密度、体积分数对金属颗粒云抛撒特性的影响规律,并建立了考虑传热的金属颗粒抛撒初速估算模型。最后利用理论和试验手段对低附带弹药爆炸后混合场冲击载荷进行研究,获得了装填钨颗粒对不同装药量冲击波超压衰减的影响,建立了颗粒群冲击载荷超压衰减等效模型,以及混合场冲击载荷理论模型。可以为后续低附带战斗部混合场毁伤元对目标的有效杀伤半径评估奠定基础。

关键词：低附带毁伤金属颗粒云抛撒机理冲击载荷数值仿真

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低附带陶瓷毁伤战斗部威力仿真研究

低附带陶瓷毁伤战斗部威力仿真研究

作者：刘士明中北大学

学位级别：硕士

现代战争已从大范围平原、山地作战转变为小范围局部战争,低附带毁伤弹药依靠爆炸冲击波和高速运动的金属粉末可以有效杀伤集群目标,降低对周围的附带毁伤,为避免传统低附带毁伤弹药重金属粉末的致癌性和毒性,本文设计了一种基于陶瓷微... 详细信息

现代战争已从大范围平原、山地作战转变为小范围局部战争,低附带毁伤弹药依靠爆炸冲击波和高速运动的金属粉末可以有效杀伤集群目标,降低对周围的附带毁伤,为避免传统低附带毁伤弹药重金属粉末的致癌性和毒性,本文设计了一种基于陶瓷微粒杀伤元的低附带毁伤战斗部结构,采用数值模拟与试验验证相结合的方法,开展了陶瓷杀伤元战斗部结构威力分析。研究基于低附带毁伤战斗部的毁伤原理和作用特点,指出传统低附带毁伤弹药的设计缺陷,进行了低附带陶瓷毁伤战斗部的总体方案设计,并对低附带陶瓷毁伤战斗部的毁伤威力进行了理论分析,进一步针对战斗部的中心爆管、陶瓷杀伤元、战斗部壳体材料、战斗部装药等杀伤威力影响因素展开研究,并进行了低附带陶瓷毁伤战斗部总体结构匹配设计。其中,采用数值模拟的方法,建立了中心爆管作为驱动源类型的低附带陶瓷毁伤战斗部模型,对战斗部陶瓷杀伤元的作用过程进行数值模拟,主要对陶瓷杀伤元的飞散过程、速度分布、不同杀伤半径处的上靶率等关键杀伤因素进行分析,并研究了战斗部结构参数其对陶瓷杀伤元初始加载速度、杀伤密度、杀伤半径、上靶率等威力指标的影响规律。最后进行了低附带陶瓷毁伤战斗部威力试验验证研究,试验主要对陶瓷杀伤元尺寸、战斗部壳体材料两种战斗部威力影响因素进行了验证分析。其中,主要开展了直径为2mm、3mm、5mm三种典型尺寸的陶瓷微粒和聚乙烯、ABS及尼龙三种典型非金属战斗部壳体材料对战斗部的威力影响规律研究,试验结论与数值模拟结论存在着较好一致性。论文的研究针对低附带毁伤弹头的结构设计和威力分析,对低附带毁伤的发展有着很大的科学探讨与设计使用意义。

关键词：低附带毁伤陶瓷微粒杀伤威力数值模拟