戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片仿真及特性分析

侯建強(qiáng)+韓壯志+何強(qiáng)+李新欣

摘 要： 相比靜爆測(cè)試，戰(zhàn)斗部動(dòng)爆測(cè)試能夠?yàn)槲淦飨到y(tǒng)評(píng)估提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。這里通過(guò)對(duì)戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片運(yùn)動(dòng)的分析、建模與仿真，分析了動(dòng)爆破片的飛散和運(yùn)動(dòng)情況。同時(shí)，針對(duì)利用雷達(dá)進(jìn)行動(dòng)爆測(cè)試的技術(shù)手段，分析了雷達(dá)波束內(nèi)的動(dòng)爆破片數(shù)量、速度、距離分布等特性。這種基于動(dòng)爆破片的特性分析能為動(dòng)爆測(cè)試技術(shù)的發(fā)展提供了一種理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 戰(zhàn)斗部； 動(dòng)爆； 破片； 雷達(dá)波束

中圖分類號(hào)： TN958?34； TJ160 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2015）22?0099?03

戰(zhàn)斗部正常破片的初速以及初速分布是武器總體計(jì)算引戰(zhàn)配合和殺傷概率時(shí)的必需參數(shù)[1]。通常，武器系統(tǒng)戰(zhàn)斗部設(shè)計(jì)、試驗(yàn)中的破片威力測(cè)試采用靜爆法，即將戰(zhàn)斗部置于一定高度的托彈架上，根據(jù)戰(zhàn)斗部的威力大小和測(cè)試項(xiàng)目布置靶板、靶網(wǎng)、傳感器及各種測(cè)試儀器[2]，得到所需參數(shù)。由于作戰(zhàn)過(guò)程中戰(zhàn)斗部處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此，采用靜爆測(cè)量的方法不能準(zhǔn)確地對(duì)戰(zhàn)斗部威力進(jìn)行評(píng)估，還需要根據(jù)戰(zhàn)斗部的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和破片的爆炸情況，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。尤其，在近程防空作戰(zhàn)中，動(dòng)爆測(cè)試對(duì)得到敵方武器系統(tǒng)威力的精確評(píng)估，具有重要意義。本文立足于戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片測(cè)試，通過(guò)建模與仿真，分析戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片的運(yùn)動(dòng)情況，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行破片特性分析，為戰(zhàn)斗部動(dòng)爆測(cè)試靶場(chǎng)試驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展提供理論支撐。

1 動(dòng)爆測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀

動(dòng)態(tài)破片參數(shù)測(cè)量是彈藥終點(diǎn)效應(yīng)試驗(yàn)中，對(duì)彈丸（戰(zhàn)斗部）爆炸時(shí)的動(dòng)爆破片速度、破片速度衰減系數(shù)、破片空間分布等參數(shù)的測(cè)試，為毀傷效能評(píng)估試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)支撐。國(guó)內(nèi)對(duì)破片的測(cè)量主要是依靠靜爆測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)試。該方法是利用區(qū)域截置的原理，通過(guò)布置一些靶，對(duì)置于特定位置的戰(zhàn)斗進(jìn)行爆炸測(cè)量。文獻(xiàn)[3?6]等提到的都是關(guān)于靜爆測(cè)量的方法。目前，動(dòng)爆測(cè)試主要是利用雷達(dá)完成。在戰(zhàn)斗部動(dòng)爆測(cè)試方面，國(guó)內(nèi)鮮有報(bào)道，而國(guó)外發(fā)展明顯領(lǐng)先國(guó)內(nèi)。國(guó)外靶場(chǎng)已有采用多普勒雷達(dá)測(cè)量破片速度的動(dòng)爆測(cè)量法：如丹麥BS250雷達(dá)能測(cè)初速，還能得到阻力系數(shù)曲線、速度距離曲線、速度時(shí)間曲線；美國(guó)陸軍白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)裝備的靶場(chǎng)測(cè)試?yán)走_(dá)，工作在X波段，能跟蹤速度為30～3 000 m/s的目標(biāo)，測(cè)速精度為0.3 m/s。要進(jìn)行動(dòng)爆測(cè)試，對(duì)戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片進(jìn)行建模仿真和特性分析則是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。

2 戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片建模

2.1 戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片飛散特性分析

戰(zhàn)斗部破片初速主要受到炸藥性能、裝藥與殼體質(zhì)量比、裝藥長(zhǎng)徑比、起爆位置、殼體材料、裝藥約束條件等因素綜合影響，十分復(fù)雜[7]。戰(zhàn)斗部破片靜態(tài)分散時(shí)，分散區(qū)主要是沿彈軸方向成對(duì)稱分布。破片總數(shù)[N，]在傾角為[θ]處張角為[dθ]的一個(gè)范圍內(nèi)的破片數(shù)為[dN，]則戰(zhàn)斗部破片的靜態(tài)分布密度百分?jǐn)?shù)函數(shù)為：

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于戰(zhàn)斗部動(dòng)爆測(cè)試，分析了戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片的飛散及運(yùn)動(dòng)情況，并在設(shè)定條件的情況下進(jìn)行了仿真。同時(shí)，針對(duì)利用雷達(dá)進(jìn)行動(dòng)爆測(cè)試的情況，分析了雷達(dá)波束內(nèi)破片數(shù)量、速度、距離的變化和分布情況，有利于戰(zhàn)斗部動(dòng)爆破片的測(cè)試。

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