药型罩锥角对破片飞散的影响.pdf

doi10． 3969／ j． issn． 1001- 8352． 2020． 01． 004 药型罩锥角对破片飞散的影响 * 韩文斌 张国伟 邵 彬 曹 鹏 中北大学机电工程学院（山西太原，０３００５１） ［摘 要］ 为了研究药型罩锥角对某小长径比多功能战斗部破片飞散的影响，利用 ＡNＳＹＳ／ ＬＳ- ＤＹNＡ 模拟了不同 的药型罩锥角条件下破片飞散速度和破片飞散角的变化。 仿真结果表明破片的整体飞散速度随着药型罩锥角的 增大而增加，锥角每增大 １０ ，破片整体飞散速度增加 ２％，因此破片杀伤威力得到提高；破片飞散角度随着药型罩 锥角的增加会略微增大，提升破片对目标的杀伤面积，且破片飞散角度会整体向上偏移。 后续通过静爆试验验证 了数值模拟结果的准确性。 可为小长径比多功能战斗部在调整破片杀伤威力方面的研究提供参考。 ［关键词］ 小长径比；药型罩锥角；破片飞散；数值模拟 ［分类号］ ＴＪ４１０ Effect of Cone Angle of Shaped Liner on Fragment Dispersion ＨＡN Ｗｅｎｂｉｎ， ＺＨＡNＧ Ｇｕｏｗｅｉ， ＳＨＡＯ Ｂｉｎ， ＣＡＯ Ｐｅｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Nｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ （Ｓｈａｎｘｉ Ｔａｉｙｕａｎ， ０３００５１） ［ABSTRACT］ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｓｈａｐｅｄ ｌｉｎｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｍａｌｌ ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ ｍｕｌｔｉ- ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｗａｒｈｅａｄ， ＡNＳＹＳ／ ＬＳ- ＤＹNＡ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｎｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｉｓｐｅｒ- ｓｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｎｅｒ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｂｙ １０ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｉｓｐｅｒｓａｌ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｂｙ ２％， ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅｔｈａｌｉｔｙ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒ- ｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｎｅｒ， ｗｈｉｃｈ ｅｎｌａｒｇｅｓ ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｗｉｌｌ ｓｈｉｆｔ ｕｐｗａｒｄ ａｓ ａ ｗｈｏｌｅ．Ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｔａｔｉｃ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｋｉｌｌｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ- ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｗａｒｈｅａｄ ｗｉｔｈ ｓｍａｌｌ ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ． ［KEYWORDS］ ｓｍａｌｌ ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ； ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｌｉｎｅｒ； ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ； ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 引言 现代战场上，面对防护能力日益增加的装甲目 标，兼具破甲、杀伤等功能于一体的多功能战斗部的 破甲威力和破片杀伤威力亟待提高。 战斗部爆炸 后，破片在空间的飞散分布是确定破片杀伤作用场 必须研究的一个重要问题 ［１］ 。 破片初速、飞散角是 衡量战斗部性能的重要参数 ［２］ 。 国内，随着仿真软 件的日益成熟，在破片飞散领域展开了较为广泛的 数值模拟研究，并取得了一定的研究成果。 李松楠 等 ［３］ 对不同起爆点位置对破片飞散方向的影响进 行了数值模拟研究；刘琛等 ［４］ 研究了偏心起爆方式 对棱柱型定向战斗部破片飞散影响的数值模拟仿 真。 国外对于破片飞散速度和角度也有广泛的研 究。 Ｄａｖｉｄ 等 ［５］ 对布列赫的二维格尼（Ｇｕｒｎｅｙ）方程 进行改进，提高了数值模拟过程中初始破片速度的 精度；Ｐａｎｋａｊ 等 ［６］ 对单约束的破片发射装置进行参 数化研究，得出装药量以及装药长径比对破片飞散 速度和角度的影响。 对于小长径比多功能战斗部而言，锥角对破片 飞散情况的影响并没有人做过具体的分析。 本文 中，在小长径比多功能战斗部的其他参量都不变的 情况下，改变药型罩锥角的大小，进行数值模拟分 析，找出药型罩锥角的变化对破片飞散的影响规律。 第４９ 卷 第 １ 期 爆 破 器 材 Ｖｏｌ． ４９ Nｏ． １ ２０２０ 年 ２ 月 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｆｅｂ． ２０２０ * 收稿日期２０１９- ０７- ０４ 第一作者韩文斌（１９９５ - ），男，硕士，主要从事弹药毁伤评估的研究。 Ｅ- ｍａｉｌ１１１５０８３８４２＠ｑｑ． ｃｏｍ 通信作者张国伟（１９６８ - ），男，硕导，教授，主要从事弹药毁伤评估的研究。 Ｅ- ｍａｉｌｚｈａｎｇｇｕｏｗｅｉ１７２８＠ｎｕｃ． ｅｄｕ． ｃｎ 万方数据 1 破片飞散初速和飞散角的理论计算 多功能战斗部兼具破甲、杀伤等功能于一体，因 此战斗部威力包含破甲威力和破片杀伤威力两部 分。 其中，破片杀伤威力从破片飞散速度、破片飞散 角两方面来衡量。 1． 1 破片飞散初速 破片的飞散初速 v０是破片的主要性能指标之 一，是衡量杀伤战斗部毁伤威力的重要参数。 理论 分析计算时，假设破片与爆轰产物只在径向飞散， 忽略轴向运动；装药的能量全部消耗在爆轰产物与 破片上，忽略弹体破裂吸收的能量；破片初速相等， 忽略周围空气等介质吸收的能量。 根据能量平衡方 程，推导得出 Ｇｕｒｎｅｙ 公式 v０＝ ２E m M １ ＋m ２M 。（１） 式中m 为炸药质量；M 为壳体质量； ２E为 Ｇｕｒｎｅｙ 常数或 Ｇｕｒｎｅｙ 比能。 该方法由于使用简便且准确 度较高而得到了广泛应用。 每种炸药都有一定的 Ｇｕｒｎｅｙ 比能，通过炸药理 论与实验得出其与爆速 D 的关系为 ２E ＝D ８ 。（２） 因此，已知炸药的爆速就可以求出 Ｇｕｒｎｅｙ 比 能。 公式的前提条件是瞬时爆轰且不考虑轴向稀疏 波的影响。 式（１）适用于圆柱形弹，且只能给出最 大速度的近似值，不能给出速度的分布。 对于预制 破片的弹体，式（１）修正后为 v０＝D ２ ２m ５M 。（３） 1． 2 破片飞散角 破片飞散角是指战斗部爆炸后，在战斗部轴线 平面内，以质心为顶点所做的包含有效破片 ９０％的 锥角，记为 θ，也就是破片飞散图中（图 １）包含有效 破片 ９０％的两线之间的夹角。 θ ＝ ４０Qv D（ １ α- １ ２ ） １ ２ （ｃｏｓθ２- ｃｏｓθ１） 。（４） 式中Qv为炸药爆热；D 为炸药爆速；α为弹丸装填 系数；θ１和 θ２分别为爆轰波到达弹丸前、后端时爆 轰波的法向与壳体表面的夹角。 １ - 战斗部中心轴线；２ - 破片飞散方向；３ - 水平线。 图１ 破片飞散角度简图 Ｆｉｇ． １ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔ 2 战斗部的仿真建模 2． 1 模型的建立 通常而言，小长径比战斗部是指长径比小于０． ８ 的战斗部结构。 本文中所研究的小口径多功能战斗 部的长径比为０． ７，具有破片杀伤和破甲侵彻功能， 轴对称，采用单层轴向预制钨球破片交错排列摆放。 整个模型由主装药、药型罩（采用球锥结合药型 罩）、壳体、预制钨球破片和空气组成。 如图 ２ 所 示。 其中，装药直径为 ４０． ７ ｍｍ，装药高度为 ４２． ０ ｍｍ，炸高为８５． ０ ｍｍ，壳体厚度为 １． ５ ｍｍ；预制破 片为直径为 ３． ０ ｍｍ 的钨球，共 １１ 层，每层 １４ 个。 如图３ 所示。 起爆方式为装药顶端面中心起爆。 １ - 空气；２ - 起爆点；３ - 壳体； ４ - 破片；５ - 炸药；６ - 药型罩。 图 ２ 战斗部仿真结构模型 Ｆｉｇ． ２ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗａｒｈｅａｄ 图 ３ 破片摆放示意图 Ｆｉｇ． ３ Ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｌａｙ ｓｋｅｔｃｈ ９１２０２０ 年２ 月 药型罩锥角对破片飞散的影响 韩文斌，等 万方数据 由于该战斗部为轴对称结构，故建立１／ ４ 模型， 单位制为 ｃｍ- ｇ- μ ｓ。 炸药、药型罩和空气采用多物 质 ＡＬＥ 算法；壳体、破片采用 Ｌａｇｒａｎｇｅ 算法，二者采 用 Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ＿Ｌａｇｒａｎｇｅ＿Ｉｎ＿Ｓｏｌｉｄ 进行流固耦合，这 样不容易出现网格畸变。 所有单元均采用８ 节点实 体单元 Ｓｏｌｉｄ１６４ ［７- ８］ 。 2． 2 材料模型与参数 聚能装药采用 ８７０１ 炸药，密度 ρ ＝ １． ７ ｇ／ ｃｍ ３， 爆速 Dｅ＝ ８ １００ ｍ／ ｓ，爆压 pＣＪ＝ ３０ ＧＰａ，采用 Ｈｉｇｈ＿ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ＿Ｂｕｒｎ 材料模型和 ＥＯＳ＿ＪＷＬ 状态方程进行 描述。 此方程是 Ｊｏｎｅｓ- Ｗｉｌｋｉｎｓ- Ｌｅｅ 研究得到的，并 假定爆轰前沿以常速率传播。 ＪＷＬ 状态方程定义 压力为相对体积 V 和单位体积的初始能量 E 的函 数 p ＝ A（１ - ω R１V ）ｅ -R１V ＋ B（１ - ω R２V）ｅ -R２V ＋ ω E V 。 （５） 式中参数 ω 、A、B、R１和 R２为表征炸药特性的常 数，该状态方程能很好地描述高能炸药，因为它在涉 及结构金属加速度的应用中可以确定炸药的爆轰压 力 ［９- １２］ 。 材料具体参数如表１ 所示。 表１ ８７０１ 炸药的参数 Ｔａｂ． １ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ８７０１ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ A／ ＧＰａ B／ ＧＰａ ωVR１膊R２ ５６F． ４０６∫． ８００]． ３６１０梃． ００４\． ００１珑． ３０ 药型罩的材料为紫铜，选用 Ｊｏｈｎｓｏｎ＿Ｃｏｏｋ 模型 和 ＥＯＳ＿ＪＷＬ 状态方程进行描述；壳体采用钢材质， 用 Ｐｌａｓｔｉｃ＿Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ 模型描述；空气采用空物质材 料 Nｕｌｌ 描述，对应的状态方程为多线性状态方程； 预制破片采用钨材质，用 Ｐｌａｓｔｉｃ＿Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ 模型描 述。 各个材料的主要参数如表２ 所示 ［１３- １６］ 。 表２ 各个材料参数 Ｔａｂ． ２ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ 材料ρ／ （ｇ ｃｍ - ３） 弹性模量泊松比 紫铜８u． ９６８４６贩 空气１祆． ２９３ １０ - ３ 钢７u． ８３０２１０屯０妸． ２８ 钨１８构． ０３\． ４５０ ． ３ 3 数值模拟分析 3． 1 初始模型仿真结果 初始战斗部中，药型罩采用球锥结合结构，锥角 为 １００ ，为便于统计破片飞散速度和破片飞散角， 破片层远离药型罩的层定义为第 １ 层破片，靠近药 型罩的最下层破片定义为第 n 层破片。 选取战斗部 起爆点所在方向与战斗部中心水平线夹角为正，战 斗部药型罩所在方向与战斗部水平线夹角为负。 经过仿真计算后，得到初始仿真结果，见表 ３。 表３ 初始仿真结果杀伤威力统计 Ｔａｂ． ３ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｋｉｌｌｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ 破片层数破片飞散速度／ （ｍ ｓ - １） 破片飞散角／ （ ） １侣５２６４３４拻． ９ ２侣６３９４１６拻． ６ ３侣７３６４１０拻． ４ ４侣８２８４６{． ７ ５侣８８４４３{． １ ６侣９２２４０{． ６ ７侣９４４４- １*． ７ ８侣９４８４- ３*． ０ ９侣９３０４- ５*． ２ １０ж８８１４- ９*． ７ １１ж７８２４- ２３览． １ 3． 2 杀伤威力仿真结果 由于本次仿真实验主要研究该多功能战斗部在 金属射流成型较好的情况下药型罩锥角对破片飞散 的影响规律，因此，根据参考文献选取了药型罩锥角 为６０ 、７０ 、８０ 、９０ 、１１０ 、１２０ ６ 个药型罩锥角进 行建模，数值模拟计算后，不同药型罩锥角杀伤威力 统计结果如图４、图５ 所示。 预制破片战斗部在炸药起爆后，金属预制破片 在爆轰波和爆轰产物的作用下发生膨胀变形，并开 始逐渐加速，直到爆轰产物膨胀速度相对于预制破 片的速度可以忽略为止。 由于破片速度衰减程度远 图 ４ 破片飞散速度与破片层数的关系 Ｆｉｇ． ４ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｌａｙｅｒ ｎｕｍｂｅｒ ０２ 爆 破 器 材 第 ４９ 卷第 １ 期 万方数据 图５ 破片飞散角度与药型罩锥角的关系 Ｆｉｇ． ５ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｌｉｎｅｒ 低于爆轰产物和冲击波的衰减速度，因此，破片是远 距离目标的主要杀伤元素。 炸药的比冲量是指炸药质量与弹体质量的比 值。 一般来说，炸药质量增加，炸药威力大，炸药的 爆速和比冲量也大。 图４ 为不同药型罩锥角对破片飞散速度和破片 层数的分布曲线。 从图 ４ 可以看出，随着药型罩锥 角的增加，破片整体飞散速度增加。 前 ７ 层破片的 飞散速度逐渐增加，第 ８ 层到最后一层破片飞散速 度逐渐减小；锥角每增加 １０ ，破片整体飞散速度增 加２％。 其原因是当药型罩锥角增大且战斗部口径 不变时，药型罩的罩高降低，战斗部装药高度提高， 从而增加了炸药的总体质量 m。 从理论计算所得到 破片初速公式可以看出，在壳体质量 M 保持不变 时，药型罩锥角增大，炸药质量 m 和炸药爆速 D 得 到提高，破片整体初速增加。 从炸药的作用机理来 看，随着炸药质量和爆速的提高，产生的爆轰产物增 加，爆轰波爆速提高，作用在单个破片上的球形爆轰 波爆速和压强增加，促使破片的整体速度提高。 图５ 为不同药型罩锥角对破片飞散角影响的情 况。 从图５ 可以看出，随着药型罩锥角增大，破片飞 散角中线整体向上偏移，破片飞散角度增大，破片散 布更加分散。 其原因是药型罩锥角增大，需要增加 炸药质量；一般来说，炸药质量增加，炸药威力大，炸 药的爆速和比冲量也大。 由上述的破片飞散角度公 式可以得出，随着炸药爆速 D 的增加，破片整体飞 散角度增加。 由于受到边界效应的影响，第 １ 层和最后一层 破片的飞散速度和飞散方向角变化过大，分布相对 比较离散。 因此，破片在飞散边缘的分布密度偏低。 4 试验验证 4． 1 试验方法 图６ 所示为试验布置现场。 此次试验为静态打 靶，试验状态为在战斗部下方放置 １００ ｍｍ 装甲 钢，用以测试破甲威力是否满足战绩指标，其中，炸 高为８５ ｍｍ；在距离战斗部轴线 ３ ｍ 处有一个面积 为１ｍ ２ｍ、厚度为３ ｍｍ 的 Ｑ２３５ 钢靶，用以测试破 片飞散的杀伤威力和飞散分布，３ ｍ 处的 Ｑ２３５ 钢靶 主要是模拟该小长径比多功能战斗部产生的破片对 轻型装甲车辆顶装甲的杀伤威力。 4． 2 试验结果 本次试验为锥角为 １００ 的小长径比多功能战 斗部打靶试验。 前面的试验显示，当锥角选取 １００ 时满足破甲威力的战绩指标。 试验结果为破片上 靶数量每层２ ～ ３ 枚，共 ９ 层；上靶２３ 枚破片，其中 卡４ 枚，透１９ 枚。 破片飞散角上线为１６． ９ ；破片飞 散角中线为０． ８ ；破片飞散角下线为 - ９． ５ ；其中， 第１ 层和最后一层破片由于破片飞散角度过大，均 未着靶。 剩余层数，破片飞散角度的计算与仿真结 果基本吻合，见表４。 因为战斗部中线高度在１． ５ ｍ 左右，钢靶高度上线为２． ０ ｍ，破片飞散时战斗部中 线上半部分的破片只有０． ５ ｍ高度可以上靶，所以 （ａ）战斗部实物图 （ｂ）试验现场 （ｃ）破片的着靶情况 图６ 试验布置现场及破片着靶 Ｆｉｇ． ６ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｌａｙｏｕｔ ａｎｄ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔａｒｇｅｔ １２２０２０ 年２ 月 药型罩锥角对破片飞散的影响 韩文斌，等 万方数据 表 ４ 试验数据与仿真结果对比 Ｔａｂ． ４ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ 破片层数试验破片飞散角／ （ ）仿真破片飞散角／ （ ） １媼３４�． ９ ２媼１６D． ９１６�． ６ ３媼１０D． ７１０�． ４ ４媼７．． １６珑． ７ ５媼３．． ４３珑． １ ６媼０．． ８０珑． ６ ７媼- １\． ６- １ ． ７ ８媼- ３\． ２- ３ ． ０ ９媼- ５\． １- ５ ． ２ １０ - ９\． ５- ９ ． ７ １１ - ２３,． １ 为能更好地统计破片飞散，上靶数量只统计钢靶上 方１． ０ ｍ 处（即以１． ５ ｍ 为对称中线，上下 ０． ５ ｍ， 共１． ０ ｍ 高度）破片。 经对比发现，该初始仿真结果与上述试验结果 基本吻合，证明此仿真具有参考价值。 5 结论 １）对于小长径比多功能战斗部来说，在其他结 构不变、只改变药型罩锥角的前提下，药型罩锥角的 增大会提高破片的整体飞散速度。 ２）对于小长径比多功能战斗部来说，在满足破 甲威力战绩指标的前提下，可通过适当增加药型罩 的锥角来增加破片的飞散方向角，增大破片杀伤范 围，进一步提高战斗部杀伤威力。 参 考 文 献 ［１］ 黄广炎，刘沛清，冯顺山．基于战斗部微圆柱分析的破 片飞散特性研究 ［Ｊ］．兵工学报，２０１０，３１（增 １）２１５- ２１８． ＨＵＡNＧ Ｇ Ｙ， ＬＩＵ Ｐ Ｑ， ＦＥNＧ Ｓ Ｓ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｄｉｓｐｅｒ- ｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｉｃｒｏ- ｃｏｌｕｍｎ ａｎａｌｙｓｅｓ ｆｏｒ ｗａｒｈｅａｄ ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ａｒｍａｍｅｎｔａｒｉｉ， ２０１０，３１ （Ｓｕｐｐｌ． １）２１５- ２１８． ［２］ 孙韬，张国伟，齐蕾．预制破片飞散规律的数值模拟研 究 ［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１７，３８（１２）４５- ４７． ＳＵN Ｔ，ＺＨＡNＧ Ｇ Ｗ，ＱＩ Ｌ． Nｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｒｕｌｅ ｏｆ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｆｌｙｉｎｇ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｄｎａｎｃｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，３８（１２）４５- ４７． ［３］ 李松楠，张国伟，崔小杰，等．起爆点位置对破片飞散 方向的影响研究 ［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１８，３９ （１１）４９- ５３． ＬＩ Ｓ N， ＺＨＡNＧ Ｇ Ｗ， ＣＵＩ Ｘ Ｊ， ｅｔ ａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｔｏｎａｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｄｎａｎｃｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｅｎｇｉ- ｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，３９（１１）４９- ５３． ［４］ 刘琛，李元，李燕华，等． 偏心起爆方式对棱柱形定向 战斗部破片飞散规律的影响［Ｊ］． 含能材料，２０１７，２５ （１）６３- ６８． ＬＩＵ Ｃ， ＬＩ Ｙ， ＬＩ Ｙ Ｈ，ｅｔ ａｌ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｉｎｉｔｉａ- ｔｉｏｎ ｗａｙｓ ｏｎ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｒｕｌｅ ｏｆ ｐｒｉｓｍａｔｉｃ ａｉｍａｂｌｅ ｗａｒｈｅａｄ［ Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２０１７，２５（１）６３- ６８． ［５］ ＦＥＬＩＸ Ｄ， ＣＯＬＷＩＬＬ Ｉ， ＳＴＩＰＩＤＩＳ Ｅ．Ｒｅａｌ- ｔｉｍｅ ｃａｌｃｕｌａ- ｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｆｏｒ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｗａｒｈｅａｄｓ ［Ｊ］． Ｄｅｆｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，１５（３）２６４- ２７１． ［６］ ＣＨＯＵＤＨＡ Ｐ Ｋ， ＫＵＭＡＲＡＳＷＡＭＹ Ａ， ＤＨＯＴＥ Ｋ Ｄ． Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｌａｕｎｃｈ ｅｘ- ｐｌｏｓｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ ［Ｊ］．Ｄｅｆｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，１５（２） １７９- １８５． ［７］ 张世林，黄德雨，樊雪锋，等．轴向驱动反应破片的作 用过程 ［Ｊ］．爆破器材，２０１６，４５（４）４９- ５３． ＺＨＡNＧ Ｓ Ｌ， ＨＵＡNＧ Ｄ Ｙ， ＦＡN Ｘ Ｆ， ｅｔ ａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａｘｉａｌ ｄｒｉｖｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ［Ｊ］． Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２０１６，４５（４）４９- ５３． ［８］ 赵飞扬，王志军，尹建平，等．预制破片／ ＭＥＦＰ 组合式 战斗部数值仿真［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０１７，３８ （１２）５２- ５６． ＺＨＡＯ Ｆ Ｙ， ＷＡNＧ Ｚ Ｊ， ＹＩN Ｊ Ｐ， ｅｔ ａｌ．Nｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｆｒａｇｍｅｎｔ／ ＭＥＦＰ ｃｏｍｂａｔ ｗａｒ- ｈｅａｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｄｎａｎｃｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１７，３８（１２）５２- ５６． ［９］ 印立魁，候秀成，赵太勇，等．对破片飞散参量计算模 型的分析和评价 ［Ｊ］．弹箭与制导学报，２０１７，３７（４） ５５- ５９． ＹＩN Ｌ Ｋ， ＨＯＵ Ｘ Ｃ， ＺＨＡＯ Ｔ Ｙ， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｓ- ｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｎ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐａ- ｒａｍｅｔｅｒｓ ［ Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ， Ｒｏｃｋｅｔｓ， Ｍｉｓｓｉｌｅｓ ａｎｄ Ｇｕｉｄａｎｃｅ，２０１７，３７（４）５５- ５９． ［１０］ 周亚萍，王凤英，刘天生，等．基于 ＬＳ- ＤＹNＡ 对高速 运动战斗部中预制破片飞散规律的数值模拟 ［Ｊ］． 科技通报，２０１７，３３（５）９４- ９７，１０１． ＺＨＯＵ Ｙ Ｐ，ＷＡNＧ Ｆ Ｙ，ＬＩＵ Ｔ Ｓ，ｅｔ ａｌ．Nｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｆｏｒｍｅｄ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗａｒｈｅａｄｓ ｉｎ ｈｉｇｈ- ｓｐｅｅｄ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬＳ- ＤＹNＡ［Ｊ］．Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１７， ３３（５）９４- ９７，１０１． ［１１］ 凌琦，何勇，何源． 定向战斗部破片飞散的数值模拟 与试验研究 ［Ｊ］． 振动与冲击，２０１７，３６（３）２３４- ２４１． ２２ 爆 破 器 材 第 ４９ 卷第 １ 期 万方数据 ＬＩNＧ Ｑ，ＨＥ Ｙ，ＨＥ Ｙ．Nｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ａｎ ａｉｍｅｄ ｗａｒｈｅａｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ- ｎａｌ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｈｏｃｋ， ２０１７，３６（３）２３４- ２４１． ［１２］ 卢世杰． 预制破片战斗部破片飞散的数值研究 ［Ｄ］． 太原中北大学，２０１５． ＬＵ Ｓ Ｊ． Nｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｄａｍａｇｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａ- ｔｅｄ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｗａｒｈｅａｄ［Ｄ］．ＴａｉｙｕａｎNｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，２０１５． ［１３］ 印立魁，蒋建伟． 多层球形预制破片战斗部破片初速 场的计算模型 ［Ｊ］． 含能材料，２０１４，２２（３）３００- ３０５． ＹＩN Ｌ Ｋ， ＪＩＡNＧ Ｊ Ｗ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ｖｅ- ｌｏｃｉｔｙ ｆｉｅｌｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｗａｒｈｅａｄ ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２０１４，２２ （３）３００- ３０５． ［１４］ ＸＵ Ｙ， ＷＡNＧ Ｘ Ｓ， ＫＯNＧ Ｃ Ｚ， ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｎｉｔｉａ- ｔｉｏｎ ｍａｎｎｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｅｍｉ- ｐｒｅｆｏｒｍｅｄ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｗａｒｈｅａｄ ［Ｊ］．Ｄｅｆｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１８，１４（５）５７８- ５８４． ［１５］ ＡＭＥＳ Ｒ Ｇ．Ａ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｒｅ- ａｃｔｉｖｅ ｗａｒｈｅａｄ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ［Ｃ］ ／ ／ ２３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍ- ｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ．Ｔａｒｒａｇｏｎａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ，２００７ １６- ２０． ［１６］ ＪＥＯＵNＧ Ｈ Ａ， ＫＨＡNＨ Ｈ N， ＹＯNＧ Ｂ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｎｕ- ｍｅｒｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ- ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｍｐａｃｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ａ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｌａｍｉｎａｔｅ ｕｓｉｎｇ ＬＳ- ＤＹNＡ ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｐａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１０，１１ （３） ２２１- ２２６． （上接第１７ 页） ［８］ 陈玉琼，叶红齐，刘辉． 表面活性剂预处理铝粉包覆聚 合物后的分散和耐蚀性能［Ｊ］． 材料保护，２０１０，４３ （６）１６- １７，３４． ＣＨＥN Ｙ Ｑ，ＹＥ Ｈ Ｑ，ＬＩＵ Ｈ． Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｆｌａｋｙ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｗｄｅｒｓ ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓｕｒ- ｆａｃｔａｎｔｓ ａｎｄ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐｏｌｙｍｅｒ［Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏ- ｔｅｃｔｉｏｎ，２０１０，４３（６）１６- １７，３４． ［９］王敏． ＴＭＰＴＭＡ／ ＡＡ／ Ｓｔ 共聚包覆片状铝粉的研究［Ｄ］． 长沙中南大学，２００８． ［１０］ 陶俊，王晓峰，王彩玲，等． 含氟聚合物包覆铝粉的分 子动力学计算［Ｊ］． 火炸药学报，２０１４，３７（６）２４- ３０． ＴＡＯ Ｊ，ＷＡNＧ Ｘ Ｆ，ＷＡNＧ Ｃ Ｌ，ｅｔ ａｌ． Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｙ- ｎａｍｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｗｅｒ ｃｏａｔｅｄ ｂｙ ｆｌｕｏｒｏ- ｐｏｌｙｍｅｒ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ＆ Ｐｒｏｐｅｌ- ｌａｎｔｓ，２０１４，３７（６）２４- ３０． ［１１］ 王慧心，任慧，闫涛，等． 聚乙烯醇原位包覆铝粉结构 表征及活性铝含量测定［Ｊ］． 兵工学报，２０１９，４０（７） １３７３- １３８０． ＷＡNＧ Ｈ Ｘ，ＲＥN Ｈ，ＹＡN Ｔ，ｅｔ ａｌ． Ｍｉｃｒｏ- ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｃｔｉｖｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｗｄｅｒ ｉｎ ｓｉｔｕ ｃｏａ- ｔｅｄ ｂｙ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ［Ｊ］． Ａｃｔａ Ａｒｍａｍｅｎｔａｒｉｉ，２０１９， ４０（７）１３７３- １３８０． ［１２］ 郝洁，丁昂，黄敬晖，等． 高活性纳米铝粉 ＨＴＰＢ- ＴＤＩ 包覆组装与表征［Ｊ］． 稀有金属，２０１８，４２（２）１６８- １７４． ＨＡＯ Ｊ，ＤＩNＧ Ａ，ＨＵＡNＧ Ｊ Ｈ，ｅｔ ａｌ． Ｃｌａｄｄｉｎｇ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＨＴＰＢ- ＴＤＩ ｃｏａｔｅｄ ｈｉｇｈ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｎａｎｏ- ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｗｄｅｒ ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒａｒｅ Ｍｅｔａｌｓ，２０１８，４２（２）１６８- １７４． ［１３］ ＺＨＡNＧ Ｋ，ＦＡN Ｊ Ｈ，ＷＵ Ｊ Ｙ，ｅｔ ａｌ． Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｎｏ- ａｌｕｍｉｎｉｕｍ／ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｅｎｃａｐ- ｓｕｌａｔｉｏｎ ｐａｒｔｉｃａｌｅｓ［Ｊ］． Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｌａｓｅｒ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍｓ，２０１５，２７（２）０２４１４５． 张凯，范敬辉，吴菊英，等． 纳米铝粉／ 聚苯乙烯包覆 粒子的制备及表征［Ｊ］． 强激光与粒子束，２０１５，２７ （２）０２４１４５． ［１４］ 王敏，叶红齐，唐新德． 三元共聚法包覆片状铝粉 ［Ｊ］．粉末冶金材料科学与工程，２００７，１２（５）３０１- ３０４． ＷＡNＧ Ｍ，ＹＥ Ｈ Ｑ，ＴＡNＧ Ｘ Ｄ． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｌａｋｙ ａｌｕｍｉ- ｎｕｍ ｐｏｗｄｅｒ ｃｏａｔｅｄ ｂｙ ｔｅｒｎａｒｙ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｍａ- ｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， ２００７，１２（５）３０１- ３０４． ［１５］ 肖春，祝青，谢虓，等． ＰＤＡ 包覆铝粉及其在 ＨＴＰＢ 中 的分散稳定性［Ｊ］． 火炸药学报，２０１７，４０（３）６０- ６３， ７６． ＸＩＡＯ Ｃ，ＺＨＵ Ｑ，ＸＩＥ Ｈ，ｅｔ ａｌ． Ｐｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅ ｃｏａｔｅｄ ｏｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｗｅｒｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｉｓｐｅｒｓｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ＨＴＰＢ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ＆ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ，２０１７，４０ （３）６０- ６３，７６． ３２２０２０ 年２ 月 药型罩锥角对破片飞散的影响 韩文斌，等 万方数据