云爆超壓對火箭車內(nèi)有生力量毀傷評估研究

周煒智, 李 強, 李 波, 杜 燁

(中北大學(xué) 機電工程學(xué)院, 太原 030051)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,武器系統(tǒng)迅速發(fā)展。為適應(yīng)遠程化、精確化的作戰(zhàn)需求,大量高新科技投入到了現(xiàn)代火箭炮武器系統(tǒng)的研發(fā)改進中,增強了該武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力?，F(xiàn)代火箭炮武器系統(tǒng)在射程、覆蓋范圍及單位火力密度方面擁有較大的優(yōu)勢[1],是火力輸出的主要力量之一。因此,在作戰(zhàn)中火箭炮武器系統(tǒng)也必將成為我軍打擊的重點目標(biāo)。但隨著火箭炮武器系統(tǒng)輕型化的改革,火箭炮在具備一定防護能力的基礎(chǔ)上,擁有著強大的機動性,能極大程度規(guī)避點殺傷形式的打擊,大大增加了我軍打擊行動的難度。

在現(xiàn)有的武器系統(tǒng)中,云爆彈是一種特殊的面殺傷武器。在作用時,首先拋灑云爆劑散布至空氣中,形成氣溶膠云團,隨后將其引爆,形成沖擊波效應(yīng)、熱效應(yīng)、窒息效應(yīng)等[2-3]。其中,爆炸沖擊波是云爆彈主要的毀傷源[4-6],加以出色的殺傷范圍,可對有生力量、軟目標(biāo)造成很大的毀傷威力,可有效針對火箭發(fā)射車機動性強、反應(yīng)快的特點,威脅火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的生命安全,進而達到有效打擊火箭炮武器系統(tǒng)的目的。

為掌握云爆彈毀傷效能,準(zhǔn)確把握云爆彈在特定作戰(zhàn)情形下的毀傷效果,許多學(xué)者進行了研究。許化珍等[7]提出了云爆彈效能評估數(shù)學(xué)模型,可估算云爆彈的殺傷范圍,并指出散布均方差對云爆彈殺傷效能的影響。劉想炎等[8]基于云爆彈超壓和熱輻射效應(yīng),建立了云爆彈對地面人員的綜合毀傷評估模型。葉軍等[9]提出了云爆彈沖擊波效應(yīng)對單個地堡內(nèi)有生力量的封鎖評估模型。劉、葉二人分別對相應(yīng)作戰(zhàn)條件下,云爆彈的打擊效果進行了評估。但如今作戰(zhàn)形式多元,遠程作戰(zhàn)趨勢明顯?；鸺谖淦飨到y(tǒng)作為遠程化作戰(zhàn)的代表,為進行有效打擊,如何評估云爆彈對目標(biāo)的毀傷效果成為亟待解決的問題。

本研究中為解決云爆彈沖擊波超壓效應(yīng)對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的殺傷評估問題,從云爆彈在地面超壓分布的實驗數(shù)據(jù)出發(fā),采用AUTODYN軟件數(shù)值模擬計算,獲得火箭發(fā)射車內(nèi)超壓分布場,并結(jié)合超壓殺傷判據(jù),提出一種基于蒙特卡洛方法的針對火箭發(fā)射車內(nèi)人員的毀傷評估模型。研究結(jié)果可用于云爆彈毀傷效能的評估,為云爆彈設(shè)計提供參考。

1 車內(nèi)超壓的數(shù)值計算方法及等效性驗證

為探究云爆彈面殺傷特性對火箭發(fā)射車目標(biāo)的打擊效果,以160 kg裝藥的ZBD-2型云爆彈[10]為例,研究分析云爆彈在火箭發(fā)射車前方不同彈目相對距離下起爆的毀傷效果。

1.1 超壓數(shù)值計算模型

本研究中以俄制BM-30型“龍卷風(fēng)”式火箭炮系統(tǒng)為研究對象,火箭發(fā)射車由供2人呈縱列乘坐的駕駛/指揮室和供2人并列操作的火力控制室[11]組成。模型采用拉格朗日網(wǎng)格建立,為保證計算效率,對模型簡化。其中,駕駛/指揮室前端車窗以及火力控制室兩側(cè)車窗不設(shè)置車窗玻璃,簡化沖擊波傳播過程。相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 火箭發(fā)射車模型尺寸

云爆彈采用圓柱體結(jié)構(gòu)?？紤]到實際情形中彈目相對距離遠、沖擊波傳播距離長,為加快求解的速度,將模型進行縮減。對于各個彈目相對距離工況,將云爆彈與火箭發(fā)射車的相對位置固定、裝藥等效處理,并保證等效計算所得車內(nèi)超壓與實驗結(jié)果一致。

空氣域采用歐拉網(wǎng)格建模,模型尺寸為17 000 mm×4 500 mm×8 000 mm,網(wǎng)格尺寸25 mm。邊界條件除底面設(shè)置為剛性反射,其余邊界采用FLOW_OUT流出邊界。數(shù)值計算模型如圖1所示。

圖1 車內(nèi)超壓數(shù)值計算模型

1.2 材料參數(shù)

結(jié)合文獻[12-13]的經(jīng)驗,本研究中采用TNT等效模擬云爆彈爆炸所產(chǎn)生的超壓效果。爆源狀態(tài)方程采用JWL方程描述?；鸺l(fā)射車材料選用裝甲鋼[14],采用Linear狀態(tài)方程以及Johnson-Cook強度模型描述。空氣視為理想氣體狀態(tài),氣體密度為1.225×10-3g/cm3,比內(nèi)能取2.068×105μJ/mg。具體的材料模型及參數(shù)[15]如表2—表4所示。

表2 JWL狀態(tài)方程參數(shù)

表2中,P為爆轟壓力;E為初始內(nèi)能;V為比容;A、B、R1、R2、ω為材料的特征參數(shù)。

表3 Linear狀態(tài)方程參數(shù)

表4 Johnson-Cook強度模型參數(shù)

表4中,G為剪切模量;σy為屈服應(yīng)力;CH為硬化常數(shù);n為硬化指數(shù);Cs為應(yīng)變力常數(shù);m為熱軟化指數(shù);T為參考溫度。

1.3 計算條件設(shè)置

為方便分析,對車內(nèi)坐標(biāo)系進行定義。坐標(biāo)系原點O的位置如圖2、圖3所示。OX軸沿車體縱向,指向駕駛/指揮室。OY軸垂直于OX軸,沿橫向指向車尾。OZ軸垂直于OXY平面,以沿豎直方向指向車頂為正,且符合右手螺旋定則。因此,X、Y、Z軸坐標(biāo)可分別代表火箭發(fā)射車內(nèi)各點在縱、橫、豎向的位置。

圖2 人員分布示意圖 Fig.2 Diagram of personnel distribution

結(jié)合火箭發(fā)射車結(jié)構(gòu)功能,可知火箭發(fā)射車內(nèi)人員的主要位置分布,如圖2所示。其中,1為主駕駛區(qū)、2為副駕駛區(qū),負(fù)責(zé)火箭發(fā)射車的駕駛和指揮;3、4為火力控制一、二區(qū),負(fù)責(zé)彈道校準(zhǔn)以及操縱發(fā)射。車內(nèi)人員姿態(tài)可分為坐姿和跪姿2種,分別模擬車內(nèi)人員正常駕駛以及應(yīng)急躲避狀態(tài)。觀測點設(shè)置位置如圖3所示,其中,#1、#2、#5、#6為主駕駛區(qū),#3、#4、#7、#8為副駕駛區(qū),#9、#12為火力控制一區(qū),#11、#14為火力控制二區(qū),#10、#13為火力控制室中央。此外,#1～#4、#9～#11觀測點位于坐姿平面,用于測量人員坐姿所受的超壓峰值;#5～#8、#12～#14觀測點位于跪姿平面,用于測量人員跪姿所受的超壓峰值。

圖3 觀測點布置示意圖

1.4 數(shù)值計算方法等效性驗證

由于本文中僅探究云爆彈沖擊波超壓效應(yīng)的殺傷效果,暫不考慮熱效應(yīng)的影響。當(dāng)彈目相對距離大于18 m時,超壓效應(yīng)為主導(dǎo)殺傷因素。因此,基于實驗數(shù)據(jù),選取云爆彈與火箭發(fā)射車彈目相對距離為18、25、30、35、40、45、48 m的7種工況模擬計算,獲得各工況下云爆彈在火箭發(fā)射車內(nèi)形成的超壓分布場。

起爆如圖1所示位置處的TNT,將計算所得TNT在車頭前端產(chǎn)生的超壓與云爆彈在18～48 m處的實驗數(shù)值對比,使兩者相差小于1%。從而確定各個相對彈目距離工況下云爆彈超壓效果所對應(yīng)的等效TNT當(dāng)量,結(jié)果如表5所示。

表5 實驗數(shù)據(jù)與等效結(jié)果對比

考慮到火箭發(fā)射車橫向長度不超過3.4 m,且隨距離的增加,TNT產(chǎn)生的沖擊波超壓衰減效果相較于云爆彈愈加明顯。為驗證利用TNT等效模擬云爆彈爆炸沖擊波超壓分布的合理性,以彈目相對距離后3.4 m處的超壓值為依據(jù),對比分析此處等效當(dāng)量TNT與云爆彈在空氣中產(chǎn)生的沖擊波超壓值,結(jié)果匯總于表5。

表5中,計算結(jié)果與實驗所測超壓峰值誤差均小于10%。因此,基于本節(jié)所述數(shù)值計算方法,起爆表5中各等效當(dāng)量的TNT,可分別模擬云爆彈在相應(yīng)彈目相對距離工況下對火箭發(fā)射車內(nèi)產(chǎn)生的超壓效應(yīng)。

2 車內(nèi)超壓計算結(jié)果分析

采用第1節(jié)所述超壓數(shù)值計算方法,分別起爆表5所示等效當(dāng)量的TNT,獲得彈目相對距離為18、25、30、35、40、45、48 m時云爆彈在火箭發(fā)射車內(nèi)形成的超壓。將計算結(jié)果對比分析,探究彈目相對距離、乘員姿態(tài)以及車內(nèi)位置3因素對火箭車內(nèi)的超壓分布場的影響。

2.1 沖擊波在火箭發(fā)射車內(nèi)的傳播規(guī)律

由爆炸相似率可知,云爆彈在不同彈目相對距離下起爆,產(chǎn)生的沖擊波在火箭發(fā)射車內(nèi)的傳播過程均一致。因此,以彈目相對距離為25 m的工況為例,對沖擊波傳播過程進行分析,如圖4所示。沖擊波首先以圖4(b)中箭頭所指方向,由火箭發(fā)射車前端車窗進入駕駛/指揮室,并向室內(nèi)傳播,如圖4(c)所示。在駕駛/指揮室中,由于受到車體壁面的約束作用,沖擊波經(jīng)壁面反射產(chǎn)生反射波。反射波和入射波的相互作用,使得圖4(d)中所示駕駛/指揮室內(nèi)的高壓區(qū)Ⅰ的范圍大于室外的高壓區(qū)Ⅱ的范圍。隨后,沖擊波依次沿圖4(e)、圖4(f)中箭頭所指方向,由火箭發(fā)射車通風(fēng)系統(tǒng)以及火力控制室車窗進入火力控制室內(nèi),并向室內(nèi)傳播。

2.2 乘員姿態(tài)對超壓分布的影響

沖擊波在傳播至車內(nèi)底面時形成反射,繼而向反方向傳播。跪姿平面與室內(nèi)底面的距離較近,反射波作用效應(yīng)更加明顯,使得當(dāng)其余條件均一致時,乘員跪姿所受的超壓始終高于坐姿,如圖5所示。

圖4 彈目相對距離為25 m時壓力云圖隨時間的變化

圖5 彈目相對距離為25 m時車內(nèi)區(qū)域的壓力云圖

圖6展示了不同彈目相對距離下車內(nèi)同一位置坐、跪姿平面超壓峰值的差異。對比分析各位置處坐、跪姿平面的超壓峰值可知,火箭發(fā)射車內(nèi)主、副駕駛區(qū)處乘員跪姿所受超壓高于坐姿乘員的18%～27%;火力控制一、二區(qū)處乘員跪姿所受超壓高于坐姿乘員的3%～8%。

2.3 火箭發(fā)射車內(nèi)位置對超壓分布的影響

圖7為不同彈目相對距離下駕駛/指揮室內(nèi)坐、跪姿平面的超壓分布場。考慮到駕駛/指揮室內(nèi)乘員呈橫向分布,故對駕駛/指揮室內(nèi)超壓隨橫向距離(Y軸)的變化進行分析。圖7中表明,駕駛/指揮室內(nèi)坐、跪姿平面的超壓分布的規(guī)律均為:隨著橫向距離的增加,超壓峰值先衰減后增加。在坐姿或跪姿平面內(nèi),副駕駛區(qū)域的超壓將高于主駕駛區(qū)域超壓的4%～12%。

為探究圖7趨勢變化的機理,以彈目相對距離為25 m工況為例,對駕駛/指揮室坐姿平面內(nèi)各處超壓隨時間的變化進行分析。圖8展示了該工況下對應(yīng)觀測點#1～#4的超壓-時間曲線。

圖6 超壓峰值和彈目相對距離關(guān)系曲線

圖7 駕駛/指揮室內(nèi)超壓隨橫向距離變化關(guān)系圖

圖8 彈目相對距離為25 m時各觀測點的超壓-時間曲線

圖8中,隨著時間的推移,觀測點#1～4依次出現(xiàn)超壓峰值點A、B、C、D,且超壓峰值遞減,符合沖擊波傳播過程中超壓衰減規(guī)律。但觀測點#3、#4的超壓-時間曲線均出現(xiàn)2個峰值,且超壓峰值ΔPE>ΔPA>ΔPB>ΔPF。結(jié)合沖擊波傳播理論[16-17],A、B、C、D為入射波超壓峰值點,E、F為反射波超壓峰值點。通過沖擊波傳播過程可知,在駕駛/指揮室橫向末端產(chǎn)生高壓區(qū)域,如圖4 (f)、圖4(g)中Ⅲ、Ⅳ區(qū)域所示。證明沖擊波在駕駛/指揮室橫向末端反射,使得駕駛/指揮室內(nèi)副駕駛區(qū)的超壓高于主駕駛。

對于火力控制室內(nèi)的超壓分布場,由于火力控制室內(nèi)乘員呈縱向分布,對火力控制室內(nèi)超壓分布沿縱向(X軸)進行分析,如圖9所示。

圖9中,在同一姿態(tài)平面內(nèi),隨著縱向距離的增加,火力控制室內(nèi)超壓峰值先減小后增大。結(jié)合2.1節(jié)中沖擊波在火力控制室內(nèi)的傳播過程可知,沖擊波由兩側(cè)同時進入室內(nèi),傳播至中間位置處發(fā)生疊加,如圖4(f)、圖4(h)所示,使得室內(nèi)同一姿態(tài)平面內(nèi)超壓的最小值與最大值之比大于97%。此外,由于火箭發(fā)射車通風(fēng)系統(tǒng)的存在,駕駛/指揮室內(nèi)的沖擊波將穿透通風(fēng)系統(tǒng)并傳播至火力控制室內(nèi),與空氣中傳播至室內(nèi)的沖擊波疊加,如圖4(g)中Ⅴ區(qū)域所示,導(dǎo)致火力控制一區(qū)的超壓峰值略高于火力控制二區(qū)0.5%～2.5%,故忽略沖擊波穿透通風(fēng)系統(tǒng)所引起的超壓。因此,結(jié)合以上2點可認(rèn)為火力控制一、二區(qū)同一姿態(tài)平面內(nèi)的超壓一致。

圖9 火力控制室內(nèi)超壓隨縱向距離變化關(guān)系

3 毀傷評估模型的建立及驗證

為研究云爆彈超壓對火箭發(fā)射車內(nèi)人員的毀傷效應(yīng),本文中采用蒙特卡洛方法[9]建立毀傷評估模型。首先,明確沖擊波超壓對有生力量的殺傷判據(jù)、構(gòu)造火箭發(fā)射車內(nèi)人員狀態(tài)的隨機問題。其次,根據(jù)已知概率分布隨機抽樣,并結(jié)合第2節(jié)所得車內(nèi)超壓分布,確定車內(nèi)人員狀態(tài)以及受傷等級。通過不斷重復(fù)試驗,以頻率表示概率,獲得云爆彈對火箭發(fā)射車內(nèi)人員的封鎖率,構(gòu)建毀傷評估模型并驗證。

3.1 超壓對有生力量的殺傷判據(jù)

云爆彈對有生力量的易損性主要取決于爆炸時伴生的超壓峰值和瞬時風(fēng)動壓的幅度與持續(xù)時間[7]。文獻[16]給出了人員不同傷亡程度時的毀傷超壓閾值,見表6所示。

表6 沖擊波超壓對人的殺傷判據(jù)

3.2 車內(nèi)有生力量狀態(tài)分析

火箭發(fā)射車主要有發(fā)射以及行駛2種狀態(tài),設(shè)2種狀態(tài)發(fā)生的概率均為50%。在分析火箭發(fā)射車行駛狀態(tài)時,考慮到火箭發(fā)射車行駛速度相較于沖擊波傳播速度可忽略不計[16],將行駛狀態(tài)的火箭發(fā)射車同發(fā)射狀態(tài)視為靜止。因此,在本研究中火箭發(fā)射車的狀態(tài)僅影響著人員的分布。

火箭發(fā)射車在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時,需有4名炮班成員。其中,2人呈縱列坐在前部的駕駛/指揮室中,另外2人并排坐在底盤前部的火力控制室中。但當(dāng)火箭發(fā)射車進入戰(zhàn)斗狀態(tài)時,車內(nèi)炮班成員可能由于支援、傷亡等因素而導(dǎo)致人手不足。當(dāng)車內(nèi)不滿員時,行駛狀態(tài)的火箭發(fā)射車,人員將集中分布于駕駛/指揮室,且優(yōu)先處于主駕駛位置;發(fā)射狀態(tài)的火箭發(fā)射車,人員將集中分布于火力控制室中。因此,可對火箭發(fā)射車內(nèi)人員分布情況做出假設(shè),結(jié)果如表7、表8所示。

表7 火箭發(fā)射車行駛狀態(tài)車內(nèi)人員分布統(tǒng)計

表8 火箭發(fā)射車發(fā)射狀態(tài)車內(nèi)人員分布統(tǒng)計

對于各個位置處的車內(nèi)人員,均有坐姿和跪姿2種姿態(tài),且設(shè)2種姿態(tài)發(fā)生的概率均為50%。

3.3 封鎖結(jié)果計算

圖10為云爆彈對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的毀傷評估流程。基于3.2節(jié)內(nèi)容,對車內(nèi)人員的數(shù)量、位置以及姿態(tài)隨機抽樣。結(jié)合第2節(jié)車內(nèi)超壓分布的仿真計算結(jié)果以及表6所示的判定依據(jù),確定云爆彈對車內(nèi)人員的殺傷等級。將殺傷結(jié)果與封鎖條件進行比對,判斷是否成功封鎖火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量。重復(fù)以上過程N次,獲得不同彈目相對距離條件下云爆彈對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的封鎖率。

以火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量全部死亡為成功封鎖火箭發(fā)射車的判定標(biāo)準(zhǔn),基于圖10所示流程對不同彈目相對距離的情況分別模擬計算 100 000 次,所得結(jié)果表9所示。

圖10 毀傷評估流程框圖

表9 160 kg裝藥云爆彈對各彈目相對距離 車內(nèi)人員封鎖率

由表9中數(shù)據(jù)可知,云爆彈對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的封鎖率隨彈目相對距離的增加而遞減。對于160 kg裝藥的云爆彈,在彈目相對距離小于28 m時,火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量全部死亡,云爆彈可對火箭發(fā)射車成功封鎖。在彈目相對距離大于36.35 m時,車內(nèi)有生力量均存活,將喪失對火箭發(fā)射車的封鎖能力。當(dāng)彈目相對距離為在彈目相對距離為28～36.35 m,結(jié)合第2節(jié)中車內(nèi)超壓的分布規(guī)律可知,隨著彈目相對距離的增加,云爆彈將依次喪失對火力控制二區(qū)、一區(qū)、主駕駛區(qū)以及副駕駛區(qū)內(nèi)坐、跪姿人員封鎖能力,從而導(dǎo)致對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的封鎖率下降。

3.4 毀傷評估模型的建立

由爆炸相似率可知,相似的爆炸現(xiàn)象之間在幾何和力學(xué)上具有相同的規(guī)律性[16]。因此,可通過表9中封鎖率隨彈目相對距離的變化趨勢,得出幾何相似云爆彈的毀傷評估模型。并結(jié)合云爆超壓的衰減規(guī)律,對模型修正完善,建立適用性強的云爆超壓對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的毀傷評估模型。

由表9中數(shù)據(jù)可得,云爆超壓對車內(nèi)人員的封鎖率隨彈目相對距離的變化規(guī)律符合

(1)

式(1)中:PH為云爆彈對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的封鎖率;R為彈目相對距離;A1、B1、A2、B2、a1、b1、c1、a2、b2為模型常數(shù);R1、R2、R3為封鎖范圍分段點。

對于云霧爆轟區(qū)外沖擊波超壓的衰減規(guī)律,符合爆炸相似律,有

(2)

式(2)中:ΔP為沖擊波超壓;ω為炸藥裝藥量;R為沖擊波傳播距離;a、b、c為衰減系數(shù)。

考慮到云爆彈分布爆炸,超壓衰減緩慢,且實測地面超壓受馬赫桿的影響。為準(zhǔn)確表達云爆劑質(zhì)量以及沖擊波傳播距離對地面超壓的關(guān)系,對式(2)進行修正[16]

(3)

式(3)中:m為云爆劑裝藥量;AR為TNT當(dāng)量比,可直接反映各距離R處云爆彈的沖擊波超壓威力,且滿足AR=ωTNT/m。

最終,結(jié)合式(1)與式(3),通過最小二乘法,得出式(1)中函數(shù)模型常數(shù),獲得云爆彈對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的毀傷評估模型:

(4)

根據(jù)式(4)可以直接以車內(nèi)有生力量死亡為封鎖依據(jù),通過云爆彈裝藥質(zhì)量以及TNT當(dāng)量比,直接判斷云爆彈在各個彈目距離下對火箭車內(nèi)有生力量的毀傷效能。

3.5 毀傷評估模型的驗證

為驗證毀傷評估模型的有效性,以33 kg云爆彈為例,將毀傷評估模型所得結(jié)果與地面超壓實驗數(shù)據(jù)結(jié)論[18]對比,通過分析兩者誤差進行驗證。

首先,基于毀傷評估模型,由33 kg裝藥云爆彈的TNT當(dāng)量比以及裝藥質(zhì)量,獲得該云爆彈對各彈目相對距離火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的封鎖率,結(jié)果如圖11所示。33 kg裝藥的云爆彈可對11.35 m范圍內(nèi)火箭車目標(biāo)完全封鎖;在11.35～15.46 m范圍內(nèi),封鎖率迅速下降,并在彈目相對距離為15.46 m時,封鎖率減為0。

圖11 各彈目相對距離下火箭發(fā)射車內(nèi) 有生力量的封鎖率

其次,為減小驗證計算量,選取圖11中不同封鎖范圍內(nèi)彈目相對距離為9、12、15、18 m這4個特征工況進行驗證。通過對33 kg云爆彈靜爆實驗數(shù)據(jù)仿真分析,獲得各個工況實際封鎖率,并將實驗分析結(jié)果與毀傷評估模型所得結(jié)果進行對比,兩者相差在2%左右,證明了毀傷評估模型的有效性和適用性,結(jié)果如表10所示。

表10 33 kg裝藥云爆彈對火箭車內(nèi)人員封鎖率計算結(jié)果

4 結(jié)論

基于云爆彈在地面超壓分布場的實測數(shù)據(jù),提出一種計算云爆彈在車內(nèi)所形成超壓分布場的數(shù)值方法,并驗證了該方法的等效性。通過分析不同因素對車內(nèi)超壓分布場的影響,確定了車內(nèi)超壓的分布規(guī)律。并結(jié)合超壓對人員的殺傷判據(jù),采用蒙特卡洛方法,提出了該云爆彈超壓效應(yīng)對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的毀傷評估模型,得到以下結(jié)論:

1) 在同一位置起爆不同等效當(dāng)量的TNT,以此模擬ZBD-2型云爆彈在對應(yīng)各彈目相對距離情形中的超壓威力。該方法計算所得超壓與實驗結(jié)果兩者誤差小于10%,可有效模擬云爆彈攻擊火箭發(fā)射車時的超壓效果。

2) 對于云爆彈在火箭發(fā)射車內(nèi)的超壓分布場,在其余條件均一致時,跪姿乘員所受超壓高于坐姿;在駕駛/指揮室中,副駕駛區(qū)域乘員所受超壓高于主駕駛區(qū)域;在火力控制室中,各區(qū)域所受超壓一致。

3) 以有生力量全部死亡為標(biāo)準(zhǔn),基于蒙特卡洛法可得,ZDB-2型云爆彈可成功封鎖28 m范圍內(nèi)的火箭發(fā)射車;隨著彈目相對距離的增加,該云爆彈將逐漸喪失對火力控制二區(qū)、一區(qū)、主駕駛區(qū)以及副駕駛區(qū)內(nèi)人員的封鎖能力;直至在彈目距離為36.35 m時,將喪失對火箭發(fā)射車的封鎖能力。

4) 基于爆炸相似律,提出云爆超壓效應(yīng)對火箭發(fā)射車內(nèi)有生力量的毀傷評估模型。該模型可根據(jù)云爆彈裝藥量及其TNT當(dāng)量比,確定對各彈目相對距離處車內(nèi)人員的封鎖率,并由33 kg云爆彈實驗數(shù)據(jù)驗證了該模型的有效性。