一种新型聚焦成型战斗部仿真技术研究

摘要

为了应对日益发展进步的空中目标，在普通的杀伤破片式战斗部的基础上，结合了聚焦战斗部及爆炸成型战斗部的优点，设计了一种新型的聚焦成型战斗部。其主要结构由壳体、起爆装置、炸药和线性药型罩等组成。它是在传统聚能破片战斗部的基础上，通过纵向刻槽以及激光加工壳体等技术手段使得壳体纵向炸裂，形成一系列的线性侵彻体作为打击空中目标的毁伤单元，它与空中目标的彼此作用是线面二维交汇，对空中目标的毁伤面积大，命中精度高，可实现导弹拦截、战机击毁的战略目标。
　　为保证聚焦战斗部破片的生成率和一致性，对比研究了在含铝炸药条件下不同刻槽方式破片的形成规律。首先，对比研究了刻槽参数对破片形成的影响；其次，利用仿真软件DYNA-3D对预制与半预制破片杀伤式战斗部爆炸过程进行了仿真；最后，进行实弹静爆试验，取得破片杀伤战斗部的破片形成率、初速以及一致率等相关参数，对之前的仿真结果进行了验证。证明了仿真软件的合理性，为下文提供了试验基础。
　　为研究爆炸成型战斗部纵向上的翻转聚能效应，对比分析了常见的破甲战斗部EFP对静止靶板以及运动靶板的侵彻性能，并从中择优选取EFP生成方式。在此基础上，对EFP药型罩复合方式进行了研究，择优选取W-Cu纳米合金作为新型战斗部的壳体材料。
　　基于以上，设计了一种轴向刻槽的聚焦聚能战斗部，并利用ANSYS仿真软件对其周向型线性EFP成型过程进行仿真，结合正交优化法对不同聚焦段曲率半径以及壳体厚度进行优化分析，得出了最优的侵彻杀伤效能及弹丸成型密实度参数组合。
　　本文研究成果可以为多爆炸成型弹丸的研究提供借鉴。

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1.绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外发展及研究现状

1.3本文的技术路线图及主要工作

2.对仿真模型验证

2.1壳体可控破片形成的相关理论

2.2数值模拟仿真过程

2.3实弹静爆试验

2.4试验数据对仿真模型的验证

2.5本章小结

3.新型战斗部壳体材料的选择

3.1相关EFP的理论基础

3.2 EFP仿真模型的建立与计算

3.4 W-Cu合金纳米合金EFP的数值模拟仿真[25]

3.5本章小结

4.一种新型聚焦成型战斗部的仿真研究

4.1新型战斗部设计构思

4.2影响战斗部成型因素分析

4.3对战斗部壳体的优化

4.4本章小结

5.本文总结

5.1主要工作

5.2心得与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢