多點起爆下鼓形戰斗部的威力特性

摘要： 為調控對地彈藥破片殺傷威力場，研究了一種鼓形戰斗部在靜爆和動爆下的威力特性。采用數值模擬研究了端面中心單點、中心單點兩種起爆方式下，鼓形戰斗部相較于同口徑圓柱形戰斗部在靜爆下的破片威力特性及動爆下對地面裝甲車輛目標的毀傷面積。在此基礎上，調整鼓形戰斗部起爆方式為偏心兩線同時起爆、偏心兩線序貫起爆及偏心兩線同時-序貫起爆，計算了不同偏心起爆下鼓形戰斗部靜爆時的破片速度、飛散角和動爆時對車輛目標的毀傷面積及有效破片落地動能分布。研究表明，相比于同口徑的圓柱形戰斗部結構，鼓形戰斗部的破片飛散角增大了55.98%，對地面軍用車輛的毀傷面積最大增大了59.3%；相對于偏心兩線同時起爆，偏心兩線同時-序貫起爆的鼓形戰斗部破片飛散角增大了18.0%，破片飛散的離散程度提高了11.48%；相對于裝藥中心單點起爆，偏心兩線序貫起爆下鼓形戰斗部的毀傷面積受炸高影響較小，在落角50°、落速200 m/s、炸高為9 m 時的毀傷面積達47.15 m2。通過調整戰斗部的結構和起爆方式，可有效增大破片的飛散角，增大破片對目標的覆蓋面積，提高戰斗部的毀傷效能。

關鍵詞： 破片；多點起爆；毀傷面積；鼓形戰斗部；威力特性

中圖分類號： O389 國標學科代碼： 13035 文獻標志碼： A

破片戰斗部是現役裝備中最主要的戰斗部形式之一，用于對付空中、地面活動的低生存力目標以及有生力量，具有較好的殺傷效果[1]。劉彥等[2] 研究發現，破片戰斗部對地面目標的毀傷效果受彈藥彈道末端的姿態影響較大。彈體彈道末端姿態和落地速度會使破片的飛散角發生很大變化[3]，使得預定殺傷目標未被破片威力范圍所覆蓋。由于側風等因素的影響，彈體彈道末端落地姿態實難控制[1]，迫切需要通過其它方法來調整破片的飛散范圍[4]。近年來，人們開展了大量不同戰斗部結構和不同起爆方式的戰斗部毀傷威力研究，其中龔柏林等[5]、Wang 等[6]、李振鐸等[7]、李翔宇等[8]、Guo 等[9-10] 采用試驗和數值模擬方法研究了D 形戰斗部結構的破片威力特性，獲得了D 形結構戰斗部的破片威力場分布規律。馮順山等[11]、袁書強等[12] 給出聚焦戰斗部的設計方法，嚴翰新等[13]、王娟娟等[14] 獲得了不同起爆方式下聚焦戰斗部的威力特性。李元等[15] 模擬了一種平面和凸面交錯布置的異面棱柱戰斗部結構，研究了不同起爆方式下異面棱柱戰斗部的威力特性。張浩宇等[3，16]、劉琛等[17] 針對偏心起爆圓柱形殺爆戰斗部進行了試驗和數值模擬研究，獲得偏心起爆下殺爆戰斗部破片威力分布規律。綜上所述，目前研究雖已針對不同戰斗部結構進行了系列研究，但所研究戰斗部結構留給破片軸向飛散的可調控范圍有限。考慮到鼓形戰斗部外表面為圓弧，具有飛散角較大的優點，有必要研究其配合不同起爆方式下的戰斗部威力調控特性，以期獲得一種在彈體落地姿態影響較大時維持對地彈藥威力的有效方法。

為此，本文中以地面車輛為目標，基于毀傷概率法對比傳統圓柱形戰斗部和鼓形戰斗部的威力特性，研究典型戰斗部落地姿態下，起爆方式對鼓形戰斗部毀傷面積的影響，得到鼓形戰斗部的破片威力場分布規律，通過毀傷面積反向優化戰斗部結構及起爆方式，以期提高破片戰斗部的威力，為戰斗部結構和起爆系統的設計提供參考。