利用聚能射流销毁大壁厚弹药试验研究
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聚能射流侵彻土壤/混凝土复合目标理论研究肖强强;刘荣忠;冯成良;黄正祥;魏许昌【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2016(035)017【摘要】为了研究聚能射流对土壤/混凝土复合目标的侵彻效应,分析土壤/混凝土复合目标在聚能射流侵彻下的响应特性,通过考虑聚能射流侵彻下塑性波在靶板中的传播和衰减,以及在土壤/混凝土界面的反射和透射,分析了反射波和透射波作用下射流对土壤和混凝土的侵彻过程,研究土壤/混凝土复合目标界面效应对聚能射流侵彻的影响,建立了聚能射流侵彻土壤/混凝土复合目标的理论模型。
对聚能射流侵彻单一混凝土靶和土壤/混凝土复合靶进行对比试验发现,由于反射波和透射波的影响,聚能射流对土壤/混凝土复合靶的侵彻深度反而低于对单一混凝土靶的侵彻深度。
在反射波和透射波的作用下射流的侵彻速度下降,导致了对土壤/混凝土复合靶侵彻深度的降低,试验结果与理论分析一致。
【总页数】5页(P102-106)【作者】肖强强;刘荣忠;冯成良;黄正祥;魏许昌【作者单位】重庆红宇精密工业有限责任公司,重庆璧山 402760; 南京理工大学机械工程学院,南京 210094;南京理工大学机械工程学院,南京 210094;重庆红宇精密工业有限责任公司,重庆璧山 402760;南京理工大学机械工程学院,南京210094;重庆红宇精密工业有限责任公司,重庆璧山 402760【正文语种】中文【中图分类】O385;TJ413【相关文献】1.基于SPH方法的聚能射流侵彻混凝土靶板数值模拟 [J], 强洪夫;范树佳;陈福振;刘虎2.弹丸斜侵彻土壤混凝土复合介质的理论研究 [J], 吴晓莉;张河3.超聚能射流成型及侵彻混凝土的数值模拟研究 [J], 张斐;周春桂;张春辉;黄松;王少宏4.弹体低速侵彻陶瓷-混凝土复合靶体的侵彻深度计算模型 [J], 殷文骏;唐仕英;师莹菊;宋春明5.大炸高下聚能射流侵彻钢筋混凝土效能研究 [J], 郭萌萌;张玉令;赵明哲因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
聚能破甲战斗部头螺凹槽结构许冉;徐蓬朝;黄惠东;牛鹏俊;胡建民【摘要】针对现有聚能破甲战斗部在打击装甲目标过程中,金属射流所经过的弹体头螺内腔狭窄,射流损伤较大的问题,提出了聚能破甲战斗部头螺凹槽结构。
该结构利用破甲过程中凹槽的形变扩大头螺内腔口部尺寸,从而改善射流通道的通透性,使得高速射流能够稳定地通过头螺内腔。
仿真与试验验证表明,该结构能够有效增加聚能战斗部的动破甲威力,使得战斗部穿透厚180 mm的钢靶后,后效靶的平均穿透数由3层提高到6.2层,并且具备打击220 mm厚钢靶的能力。
%Because of the narrow inside space,the metal j et is greatly damaged when shaped charge warhead at-tacking armoured target.In view of the problem,a groove structure at the head screw shape was set up in this paper,which made use of the shape change of the groove structure during the process of sunder armor to expand the size of the inside space of the head of the missile.This structure was helpful to improve the permeability of the j et channel and made the high-speed j et going through the inside space of the head of the missile steadily. According to the simulation and experimental validation,this method could effectively increase the power of sun-der armor of the shaped warhead and made the average penetration number of the additional damage target from 3 layers up to 6.2 layers ,which could also blow the 220 mm thick steel target.【期刊名称】《探测与控制学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P55-59)【关键词】破甲战斗部;反应装甲;金属射流;弹体头螺【作者】许冉;徐蓬朝;黄惠东;牛鹏俊;胡建民【作者单位】西安机电信息技术研究所,陕西西安710065;西安机电信息技术研究所,陕西西安710065;西安机电信息技术研究所,陕西西安710065;空军驻西北地区代表室,陕西西安 710065;西安机电信息技术研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TJ413.20 引言随着成型装药技术在工程的广泛应用,反坦克破甲弹为各兵种普遍装备,成为当代战场上不可或缺的弹种之一,其高瞬发度引信也已相当成熟。
聚能水压爆破技术是我国著名爆破专家何广沂教授提出的,是将传统线性聚能爆破和水压爆破的优点融合发展而成的。
1968-1979年,何广沂研制了几种聚能药包,进行了多次穿孔试验,并将聚能爆破技术逐步应用于岩土工程中。
自1991年开始,何广沂等又在公路石方开挖中开展了大量的水压爆破现场试验,逐步形成了露天深孔水压爆破技术;1997年该技术通过了部级鉴定并获得了“国内外首创"的高度评价;基于该技术的成功应用,何广沂在1998年开始研究“隧道掘进水压爆破技术〃,并于2002年通过了重庆市科委组织的专家鉴定;2016年研发出了聚能水压爆破技术2018年出版的《隧道掘进聚能水压爆破新技术》也被鉴定为国际领先水平,书中对该技术作出了"三提高一保护"(提高炸药能量利用率、提高施工效率、提高经济效益和保护环境)的评价。
同时,经诸多学者和工程技术人员的研究证实,其具有节能(聚能水压作用节约了炸药)、减排(水起到雾化降尘作用)的优势,符合绿色施工要求,逐渐在路基、隧道、矿山、水利等工程中得到了应用。
本文综述了聚能水压爆破技术的理论研究和工程应用现状指出了应用中存在的问题,并对后续研究提出了建议,以期为该技术的进一步推广应用提供参考。
1聚能水压爆破机理研究进展1.1聚能水压爆破研究现状1996年,陈士海等提出水在爆炸气体膨胀作用下产生的"水楔"效应有利于裂纹的进一步扩展以及岩石的进一步破碎,理论计算结果表明,水压爆破裂纹的贯穿长度约为传统爆破的10倍。
2001年,江杰才等进一步优化了ABS聚能管,通过控制爆炸后应力波的传播方向,达到了聚能爆破的目的。
2003年,何满潮等提出了双向聚能拉伸爆破新技术,并研发了相应的聚能装置。
2007年,韩国工程师JEONG 等研究发现,水压预裂与普通预裂相比,水压爆破传能效率明显提升。
2009年,刘永胜等在空气介质耦合切筑药包装药结构的基础上,结合含水炮孔爆破技术成果提出了一种新的水耦合切缝药包装药结构,并利用射流理论对该装药结构作用下岩石的开裂机理进行了探讨;罗勇等通过理论计算和现场试验分析了水不耦合下的爆破压力和作用时长等参数,发现水压控制爆破可达到降尘、加快施工进度等效果。
情报交流本文2005-06-23收到,王玉玲、王效廉分别系第二炮兵工程学院讲师、副教授,肖秀友系西北工业大学博士研究生sssssssssssssssssssssssssssssssssssssss sss s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s 七七七七。
爆炸成型弹丸药型罩研究进展王玉玲 肖秀友 王效廉摘 要 论述了爆炸成型弹丸药型罩的结构、材料、加工等因素对弹丸成型的影响;提出了只有充分考虑上述因素,才能使爆炸成型弹丸性能达到最佳,同时指出复合药型罩具有较好的应用前景。
关键词 爆炸成型弹丸 药型罩 材料 结构 工艺引 言聚能射流弹的主要特点是低炸高、大穿深,但其穿孔孔径很不理想,后效不明显,大大限制了它在复杂多变的战争环境中的应用。
在20世纪70年代,为了适应复杂多变的战争环境,爆炸成型弹丸的研究受到各军事强国的重视。
它以大炸高、穿孔孔径大且均匀、后效和气动性好为主要特点,在一定程度上弥补了聚能射流的不足。
爆炸成型弹丸(Expiosiveiy Formed Projectiie ,EFP ),又称为自锻破片,是聚能战斗部的一种。
它的基本原理是利用聚能原理,将高能炸药在爆炸时释放出来的化学能转化为金属药型罩的动能和塑性变形能,通过高温高压作用,将药型罩锻造成一个高速弹丸,从而以动能侵彻目标[l ]。
和聚能射流相比,它具有许多的优点[2,3]:l )对炸高不敏感。
一般小型榴弹的破甲炸高可达3m 左右,这是聚能射流战斗部不能相比的。
2)弹的转速对爆炸成型弹丸的形成和侵彻能力影响小。
3)反应装甲对它的干扰小。
因为爆炸成型弹丸的速度比金属射流低,它的断面能量密度远小于金属射流,因此反应装甲被其撞击一般不能被引爆。
4)侵彻后效大。
一旦爆炸成型弹丸穿透装甲进入坦克内部时,一方面由于它的质量大,剩余能量具有较强的破坏能力;另一方面在穿透装甲的同时会引起装甲背面部分大量崩落,产生更多破坏作用的破片。
浅析新型聚能多模战斗部成型张起博;焦志刚;张镇洲【摘要】对于多模战斗部,其是一种根据作战目标不分而形成的一种毁伤元,在当前的战争中,多模战斗部主要是用来对战场中的不同目标进行有效打击,从而更好的保证战争的生理.在当前的多模战斗部中,其主要分为聚能射流和爆炸成型弹丸等.根据自身的研究,对多模战斗部的成型进行了分析,同时根据传统药型罩的结构设计对多模战斗部进行了参数研究,并对其金属罩的壁厚进行了分析研究.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】3页(P116-117,139)【关键词】聚能多模战斗部;成型;喇叭形【作者】张起博;焦志刚;张镇洲【作者单位】沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TJ410.3伴随着现代战场中的装甲功能多样化,传统的单一作战武器在战争中起到的作用也在逐渐减弱,为了更好地适应现代战争需求,世界各国对多功能的武器和弹药加强了研究,而多模战斗部就是现代战争研究的重要内容,其通过配备多种毁伤武器和弹药,使得多模战斗部在战场中能够执行多种战斗任务,包括远近不同的目标毁伤以及不同厚度的装甲毁伤等,这种多模战斗部使得其在战场中的作用大大增加。
1 多模战斗部的现状研究对于多模战斗部,其在战争中逐渐消除了传统武器的单一作战效果,根据当前战争中对武器装备的需求,多模战斗部具有一弹多用的效果,对于这一武器装备,其最早起源于成型装药技术,在二战期间,各国已经将成熟的成型装药技术应用在军事用品中,像常见的迫击炮等,这些装备的应用使得作战方能够对敌人进行不同的毁伤性打击。
但随着现代科学技术的快速发展,装甲的研究也在逐渐深入,这使得传统的成型装药技术已经不在能够满足战争的需求,在此基础上,将成型装药结构和起爆方式传感器等技术进行整合,形成了多功能战斗部,其在战场上能够根据不同的需求进行智能化的毁伤打击,提高战争胜利的几率[1]。
利用聚能射流销毁大壁厚弹药试验研究
宋桂飞,李成国,夏福君,王韶光,肖东胜
(军械工程学院军械技术研究所,石家庄050000)
摘要:根据待销毁弹药壁厚较大的特点,经分析论证,选用了特制的聚能引爆器对其进行炸毁。本文
对聚能射流销毁大壁厚弹药的可行性进行了分析,并做了现场试验。销毁试验证明,利用聚能射流可以有
效地销毁大壁厚弹药。
关键词:聚能射流;大壁厚弹药;销毁
1 引 言
在弹药科研生产、兵器试验、部队训练、勤务处理、修理处废、后方仓库储存供应保障以及地方基础
设施建设中,经常会出现不同姿态不同状态不同地形条件下的射击未爆弹、跌落弹药、事故弹药、技术处
理障碍弹药以及历史遗留的旧杂式弹药和不明技术状况危险爆炸物。这些弹药中有一类口径较大、质量较
重、装药量较少、弹体厚度较大、弹体坚硬的弹药,需要采用炸毁方法加以销毁。通常,弹药炸毁按照国
军标《报废通用弹药处理技术规程》[1],采用爆破坑殉爆销毁,即根据所炸毁弹药的弹径、数量、装坑堆
码方法及地形条件挖掘爆破坑,依照装坑原则将弹药堆码装入爆破坑内,再将预先准备好的引爆炸药包放
置并掩埋好,通过火力法或电力法实施引爆销毁。这种方法最突出的优点是一次性销毁处理量大,能够满
足空旷地带大批量报废弹药炸毁需求;但所用的引爆炸药量较多,特别是为保证单发大壁厚弹药炸毁完全
彻底,一般要增大2~3倍药量采取挖深爆破坑,这一方面增大了爆炸附加破坏效应,同时对于不能振动或
转运的未爆弹而言,挖深爆破坑也是不可行的。大量的炸毁实践表明,这类大壁厚弹药难以殉爆,急需探
索一种操作简便、效果好的新方法予以销毁。
2 聚能射流销毁大壁厚弹药可行性分析
聚能效应原理早已为人们所认知。在工程爆破领域,线性聚能切割器广泛应用于岩石切割开采、建筑
物拆除、冻土钻孔、水下清障等工程目的。线性聚能切割器是一种圆柱体或长条形,底部有金属药型罩的
聚能穴装药结构,药型罩形状可以是圆弧形或各种不同顶角的楔形[2]。线性聚能切割器的作用原理是[2]:聚
能装药起爆后,爆轰波沿着装药的纵方向传播,同时以10GPa以上的压力向药型罩方向运动,金属药型罩
在极高的压力下形成金属流,并在对称聚能穴的中心面上产生碰撞叠加,形成向装药底部的高速运动薄片
状金属射流,从而具有能量集中、速度快、切口小、切割深度大的特点。同时,线性聚能切割器结构轻巧、
金属射流一致性好、侵彻深度大、易于加工和制作、使用方便,可以按照破坏对象的形状和结构改变装药
的长度,使之与爆破对象相匹配,从而获得极佳的爆破效果。国内相关单位[3]利用线性聚能切割器销毁废
旧弹药、排除哑弹的实践表明:线性聚能切割器产生的射流在切割穿透弹体后,剩余射流继续侵彻弹丸装
药,促使装药引爆或失去爆炸性能,从而达到销毁弹药目的。
依据聚能效应原理,设计了一种不同于线性聚能切割器的聚能引爆器,它采用轴对称装药结构,选择
聚黑炸药作为聚能装药,采用截锥形紫铜药型罩,壳体为工程塑料。在结构上,它比线性聚能切割器更易
于在有限的弹体接触面积上安装使用,尤其适用于埋在土中或不能振动、转运等特殊条件下的弹药炸毁。
通常在废旧弹药炸毁作业中,主要依据待炸毁弹药是否被完全引爆来评判炸毁效果,这是最基本的评
定依据。有时也以待销毁弹药中的引信、雷管、传爆药、弹丸装药等含能材料是否完全引爆,安全威胁是
否消除作为炸毁完全彻底的依据。因此,聚能引爆器必须具备侵彻弹体、引爆弹丸装药两种能力。
依据射流侵彻理论,运用经验公式对射流侵彻能力进行了初步估算,聚能引爆器有关参数如下:射流
质量为O.27g,射流长度100mm,射流头部速度7800m/s。由此可见,该聚能引爆器形成的聚能射流足以
侵彻壁厚50mm以下的弹体,其引爆弹丸装药能力有待试验验证。经上述分析,根据所要销毁的大壁厚弹药
特点,选用了特制的聚能引爆器、导爆管起爆系统作为本次销毁作业的爆破器材。
3 试验实施
(1)准备工作。选择某报废弹药销毁机构炸毁场作为本次炸毁试验场地。该炸毁场位于山谷中,建有钢
筋混凝土爆炸洞。防护掩体与爆炸洞相距约100m,中间有山体相隔,能够有效防御破片和冲击波的伤害。
在爆炸洞防护墙上安装摄像头,便于在防护掩体内远程观察炸毁情况。在炸毁场外围设置警戒哨,防止无
关人员进入炸毁现场。为防止火灾发生,事先将周围山坡方圆10m左右的杂草清除,还专门设置了火情观
察哨、配备了灭火工具。
(2)聚能引爆器与弹丸设置。为检验聚能引爆器销毁能力和导爆管起爆系统起爆能力,在炸毁大壁厚弹
药之前,先炸毁了1发壁厚约10mm的弹药(简称A弹药)。试验时,将A弹药悬挂在钢管上,距离水平地面
约1m,聚能引爆器紧密固定在弹药头部约50mm处,如图1所示(略)。在炸毁大壁厚弹药时,将大壁厚弹药
头部埋人土中,聚能引爆器紧密固定在弹药最大圆柱部处,如图2所示(略)。
(3)起爆系统连接。将雷管插入聚能引爆器雷管孔中,固定雷管压帽,用二通连接导爆管起爆系统,检
查导爆管网路是否有折弯、摔坏等现象。
(4)点火起爆。待确认炸毁场内全部人员撤离隐蔽到防护掩体后,起爆导爆管起爆系统。
(5)清理火场。通过监控系统确认炸毁成功与否,待爆炸烟尘散尽,进入爆炸洞内清理火场。炸毁结果
表明:A弹药被完全引爆,弹体破裂形成破片,如图3所示(略);大壁厚弹药弹体被穿透,头部开裂,弹
丸装药完全引爆,如图4所示(略)。试验结果表明,该聚能引爆器形成的射流能够侵彻穿透弹体并引爆战
斗部内含能材料,消除弹药固有危险性,达到销毁的目的。
4 结语
通过聚能射流销毁大壁厚弹药试验,我们的体会是:
(1)利用聚能射流销毁大壁厚弹药具有安全性高、劳动强度低、炸毁可靠性好,起爆系统设置简单、操
作使用简便等优点。
(2)要进一步优化改进聚能引爆器结构设计,满足特殊地形条件下弹药销毁。采用密封技术,满足水下
未爆弹销毁需求;采用组合化聚能装药设计,满足不同种类弹药销毁;配备全向支架实现聚能引爆器与待
销毁弹药非接触炸毁。
(3)从销毁原理人手,通过优化选择药型罩材料、形状和结构,探索大壁厚弹药从爆炸销毁到燃烧销毁
转变,减少破片产生和爆炸销毁的负面影响。
参考文献:
[1]总装备部通用装备保障部.《报废通用弹药处理技术》[M].北京:解放军出版社,2004,81—84.
[2]葛勇,付天光,杨智广,等.聚能切割销毁废旧炮弹[J].工程爆破,2006,12(4):74—76.
[3]任新见,李林,汪剑辉.一种销毁哑弹的聚能射流设计[J].爆破,2008,,25(4):82—84.
[4]史秀志,李山存,陆广,等.聚能药包爆破切割大型铜块体的工程实践[J].工程爆破,2006,12(4):
47—49.
摘自《工程爆破》总第61期