多点起爆系统研究现状和发展趋势

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未来战场要求武器系统信息化、精确化、多功能，弹药发展钝感化、安全化、增大战场生存能力，在外形不变的情况下增加战斗部威力。钝感弹药的发展，可能产生两种情况：一种是临界直径增大；另一种是临界起爆压力增大。这样对引信的传爆序列提出新的要求。即如何安全，可靠起爆钝感弹药成为其发展的关键。解决方法之一便是研究高能传爆药装药结构。目前对于战斗部，起爆方式对爆炸作用有显著地影响。对于一定的装药结构，采取适当的起爆方式，改变破片所受到驱动力的作用方式或方向，可使冲击波超压和破片速度、密度、打击动能等发生明显增益，提高装药利用率。定向战斗部就是使战斗部的爆炸指向目标方向,从而使炸药和弹片的较多部分射向目标。通过改变主装药的起爆方式来改变主装药爆轰波形来控制战斗部成型。多点起爆的爆轰机理为：在装药端面上多点同时起爆后，从各起爆点产生的球形爆轰波向外传播，当传播到起爆点的对称平面位置时，两两爆轰波将发生相互作用[4]。常用多点起爆结构为三点、四点和六点。起爆点越多同步性越差，在保证起爆效果的基础上，应尽量减少网络输出点数，以保证好的同步性。多点起爆系统的关键技术是控制各点起爆的同步性。对于多点起爆起爆网络，如果有的点没有起爆，或者各点的起爆同步性很差，从相邻起爆点传出的爆轰波传到起爆点对称平面所需时间差就较大，从而造成两爆轰波不能在起爆点对称平面上相遇，其相互作用位置也将偏离起爆点对称平面。此时，相互作用后的两爆轰波已经不再是等强度和等结构，其相互作用后的结构和强度也将失去对称性。当这种不对称波作用在药型罩上时，势必造成药型罩承载的时间和空间不对称，使得药型罩的压垮出现混乱，最终无法形成外形对称、具有良好气动性能的战斗部。[5]在相同条件下环形传爆药柱的输出威力大于普通圆柱形传爆药柱的输出威力。环形起爆网络起爆同步性偏差使得侵彻体横向速度梯度递增，而横向速度梯度的存在引起了侵彻体的横向位移影响侵彻体的飞行稳定性和侵彻能力。在达到相同起爆效果的情况下，同步起爆网络起爆的环形传爆药柱使用的药量最少对于单侧起爆偏差，随着延迟点数的增加，聚能侵彻体的尾翼破坏越来越严重。弯曲变形越来越明显；侵彻体的头部速度和长径比都随着延迟时间的增加先稍微增大，后又逐渐减小。而对称起爆偏差对形成的侵彻体形态和侵彻体参数影响比单侧起爆偏差小。因此，在实验中如果有些误差避免不了，则尽量使这些误差分布在2个对称位置上[6～10]。在环形起爆方式下，起爆半径越大战斗部破片速度越大，头部受影响比尾部大；起爆半径越大战斗部破片质量越小，侵彻能力下降；起爆半径越大战斗部破片束运动的发散角先增大后减小，从而影响破片束的整体运动形态和终点弹道。当起爆半径r在8～12mm时，战斗部破片的侵彻能力和毁伤面积综合效果最好。位于装药端面中心位置处的破片速度高，沿着径向破片速度逐渐减小，大致呈抛物线趋势衰减；装药端面中心位置处的破片抛射角为零(即破片沿轴向飞散)，沿着径向抛射角逐渐增大；装药边缘由于受稀疏波影响较大，破片速度急剧降低，抛射角急剧增大。相对于中心单点起爆，平面多点同步起爆方式下的破片速度和密度均有明显增益，战斗部定向方向增益区锥形空间锥角越小，增益越明显。因此平面多点同步起爆能够有效地提高炸药能量利用率和威力输出[11]。多点分时起爆网络设置炸点数量少，在布局合理、控制精确时，其聚能效应较多点同步起爆网络更佳，增强其对目标的毁伤作用。精密压装成型装药技术装药密度高，均匀性好，克服了其它装药方法的不足，将其用于结构简单的同步起爆网络装药是可行的。62998