最大难点就是破片的设计问题,破片质量和形状的选择总是较困难的,而且许多时间花在了试图优化器几何结构上。战斗部设计者在设计任何战斗部之前都必须分析目标的易损性数据,;例如,若用破片来摧毁高能炸药或燃料的TMB战斗部有效载荷,则破片必须设计成能引起液压冲击效应,使来袭导弹战斗部裂开。此类破片必须按下述方式设计:每个破片含有最大的体积和质量;但设计者还应当知道破片也必须足够薄,以达到最大的抛射速度。任务书上只要求球形破片和立方体破片,这两种破片的选择也是本课题的一大难点,需要用autodyn来建立模型,进行仿真,对比两种破片的区别与不同. 文献综述
2 预制破片弹理论分析
2.1破片的初速分析
为研究问题方便,先做如下假设:
(1)弹体与爆轰产物只沿径向飞散,不考虑轴向运动;
(2)忽略弹体在破碎过程中消耗的能量,装药的全部能量在爆轰产物和破片的动能上;
(3)各破片的初速相等。
根据上述假设,可以写出能量方程:
(2-1)
——炸药质量
E——单位质量炸药装药的能量
——破片的动能
——爆轰产物的动能
再进一步的假设;爆轰产物一直在破片的后面向外膨胀并使破片达到初速 ,并且爆轰产物在中心处速度为零,在靠近破片处速度为 ,其速度沿径向线性分布。则就有:
由(1-1)式可以写成:
被称为哥耐公式,适用于圆柱弹。球形弹的哥耐公式为
式中 ——破片初速 ——炸药装药质量
——炸药的哥耐常数 ——弹体金属质量
表2.1炸药的哥耐常数表
炸药
炸药
C-3混合炸药 2682 含铝混合炸药 2682
B炸药 2682 H-6炸药 2560
喷脱立特 2560 梯铝炸药 2316
TNT 2316 巴拉托儿 2073
根据炸药理论,E与爆速D的关系可知, ,式中K为爆轰产物的绝热指数,通常取K=3,则 ,只要知道了炸药的爆速就可以求出哥耐常数 。
也可以做更简化的假设,就是炸药的能量全部作用在破片的动能上,则 来!自~751论-文|网www.751com.cn , 把 代入,得到:
(2-7)
该公式适用于非预制破片弹体。对于预制破片弹体可将公式做适当修正:
(2-8)
2.2 破片的飞散角(抛射角)分析
弹丸爆炸后,初始位置的破片各自按着一定的方向飞散,如图,向前、后飞散的破片较少(约占10%左右),向四周飞散的破片比较密集(90%左右)。破片的空间分布是指空间各个位置处的破片的分布密度。该分布密度取决于破片的抛射角和破片的数量。