《非對稱結構約束條件下炸藥爆炸能量輸出規律研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由李翔宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非對稱結構約束條件下炸藥爆炸能量輸出規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李翔宇
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
定向戰鬥部通過控制破片毀傷能量的釋放方式和方向，提高對目標的殺傷機率，是高效毀傷技術發展的一個重要領域。目前主要針對對稱結構約束下能量釋放規律開展了較多研究工作，而對非對稱結構約束下的研究較少。由於定向戰鬥部一般在結構和起爆方式上具有非對稱性，因此迫切需要研究這種非對稱結構約束下炸藥爆炸能量輸出規律。本項目通過分析結構內部爆炸的作用特點，將炸藥爆炸驅動過程分為爆轟波衝擊載入和爆轟產物等熵膨脹載入兩個階段，利用爆轟波傳播、爆轟產物等熵膨脹等理論，建立非對稱結構約束下炸藥爆炸能量輸出的分析模型，得到非對稱結構的能量包絡線；考察起爆點數量及位置、非對稱結構約束條件等因素對能量輸出的影響規律；結合量綱理論對影響能量輸出的關鍵參數進行敏感性分析，最終建立非對稱結構約束條件下炸藥爆炸能量輸出的理論模型和設計方法，研究成果對於快速預測破片威力場，以及指飛彈藥設計、威力計算和效能評估具有十分重要的意義。
結題摘要
定向戰鬥部通過控制破片毀傷能量的釋放方式和方向，提高對目標的殺傷機率，是高效毀傷技術發展的一個重要領域。目前主要針對對稱結構約束下能量釋放規律開展了較多研究工作，而對非對稱結構約束下的研究較少。由於定向戰鬥部一般在結構和起爆方式上具有非對稱性，因此迫切需要研究這種非對稱結構約束下炸藥爆炸能量輸出規律。項目圍繞非對稱結構約束下內部爆炸下能量釋放規律問題，取得一些創新性成果：（1）研究了炸藥對物體一維單向和雙向拋擲過程，分析了起爆點位置、裝填質量比等因素對拋擲速度的影響，首次從爆轟波作用原理出發，將炸藥推動物體運動過程分為三個階段——衝擊階段、產物膨脹階段、反射波加強階段，並從理論上求得了前兩階段物體加速過程和產物運動狀態，分析了偏心起爆對物體加速過程的影響，揭示了偏心起爆提高物體運動速度的機理。（2）首次提出並驗證了基於“三階段”物體加速過程的柱殼結構破片初速環向分布計算模型。該模型既能計算圓柱結構對稱起爆和非對稱起爆下的所有破片飛散初速，也能用於計算類似D型的非對稱結構破片初速，同時還能方便地推廣到其他結構類型約束的破片初速研究中。利用計算模型對裝填質量比、斷裂膨脹度、產物多方指數和偏心比等參數對破片速度的影響效果進行分析，結果表明破片速度對爆速、裝填質量比和偏心比的變化較為敏感。（3）對D型結構約束下破片飛散特性進行了實驗和仿真分析，考察了起爆方式、覆蓋寬度對爆炸能量輸出的影響，首次基於反射波作用模型建立了破片初速的理論分析方法。對凸型和凹型兩種非對稱結構約束下破片飛散特性進行了實驗和仿真分析，考察了不同的圓心角和曲率半徑等因素對爆炸能量輸出的影響，獲得破片能量分布與非對稱約束的關係。（4）基於非對稱結構在給定角度內破片均勻分布要求，利用爆轟波與介質相互作用的驅動理論首次提出了殼體型面的最佳化設計方法，考察了破片飛散角範圍、裝藥類型、破片尺寸等因素對殼體型面的影響，針對不同區域和不同密度增益設計了最優的殼體型面，仿真和實驗結果表明最佳化設計後的殼體型面能夠實現破片在給定區域內均勻分布要求。
