管-桿伸出式侵徹體侵徹機理及相關(guān)問題研究.pdf

1、新型、高效的侵徹體結(jié)構(gòu)是動能彈的重要發(fā)展方向，管—桿伸出式結(jié)構(gòu)侵徹體作為一種新異形侵徹體，既可有效避免大長徑比桿式彈所引起的一系列問題，又能帶來穿甲威力增益，在穿甲領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。文中針對該型侵徹體，采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗研究的方法，分別對該侵徹體垂直侵徹、斜侵徹均質(zhì)裝甲鋼靶，以及其頭部結(jié)構(gòu)相關(guān)侵徹問題與其侵徹增益情況進行系統(tǒng)的研究。本文的研究工作對侵徹毀傷評估、新型動能武器系統(tǒng)設計提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。
　　本文

2、主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)進行了管—桿伸出式侵徹體垂直侵徹機理及特性研究。
　　基于桿式侵徹體的A—T模型，結(jié)合伸出式侵徹體的結(jié)構(gòu)特征，并考慮了侵徹過程中的絕熱剪切機制，建立起管—桿伸出式侵徹體垂直侵徹半無限均質(zhì)靶板簡化理論模型。在1300～1800m/s速度范圍內(nèi)，通過理論模型計算，得出不同侵徹階段侵徹體的剩余速度、剩余長度及侵徹深度的變化情況。同時，開展了相應數(shù)值模擬及試驗研究，理論計算結(jié)果與另外兩者吻合

3、較好。并從仿真與試驗結(jié)果分析中，闡述了該侵徹體侵徹過程中特有的物理現(xiàn)象與其彈坑形成機制，以及侵徹過程中產(chǎn)生侵徹增益的相關(guān)因素。
　　(2)進行了管—桿伸出式侵徹體斜侵徹機理及特性研究。
　　根據(jù)在不同侵徹階段對侵徹體的受力分析，結(jié)合侵徹體在侵徹過程中質(zhì)心運動方程、繞質(zhì)心的擺動方程，建立了管—桿侵徹體斜侵徹有限厚均質(zhì)靶的分析模型。對靶厚60mm著角45°、60°的情況，分別進行了理論模型及數(shù)值模擬計算，得出了兩種情況下的極限穿

4、透速度、剩余速度隨著速變化規(guī)律以及其它侵徹特性。并對著角45°情況進行了驗證試驗，在管體組件侵深、桿體侵深及貫穿靶后剩余質(zhì)量方面，理論模型、數(shù)值模擬及試驗三者結(jié)果均具有較好的一致性?；谏鲜鲂鼻謴赜邢藓癜蟹治瞿Ｐ停⒘嗽撉謴伢w斜侵徹半無限厚靶分析模型。在著角45°、60°下，對其斜侵徹半無限厚靶板進行了理論模型及數(shù)值模擬計算，得出侵徹深度隨著速的變化規(guī)律以及侵徹路徑特性。此外，本章還探究了攻角對該型侵徹體斜侵徹的影響。
　　(3

5、)進行了基于頭部結(jié)構(gòu)侵徹對不同類型靶板問題研究。
　　為進一步提升伸出式侵徹體的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，對頭部結(jié)構(gòu)侵徹不同類型靶板的系列問題進行了研究。在垂直侵徹情況通過半經(jīng)驗模型計算，得出四種典型剛性頭部結(jié)構(gòu)之中卵形頭部的侵徹效率最高。對五種侵蝕頭部結(jié)構(gòu)斜侵徹有限厚靶板進行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明截錐形頭部最具優(yōu)勢。對四種侵蝕頭部結(jié)構(gòu)斜侵徹三層層合靶的進行了探究，得出鋁風帽穿甲塊頭部結(jié)構(gòu)最為高效，并對其產(chǎn)生優(yōu)勢機理進行了分析。對截錐形侵蝕頭部基于

6、薄金屬靶的跳飛情況進行了研究，基于Tate跳飛模型，考慮靶板厚度因素對其進行了修正。
　　(4)進行了管—桿伸出式侵徹體的侵徹增益研究。
　　通過對該伸出式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵徹增益機理的描述和分析，利用管體相對于桿體的侵深折合系數(shù)和桿體侵徹深度的經(jīng)驗公式，推導出伸出式侵徹體垂直侵徹半無限厚靶板的侵深增益分析模型。通過模型計算及數(shù)值模擬分別得出該侵徹體對基準桿垂直侵徹半無限靶板侵深增益隨速度的變化規(guī)律。在三種著角條件下，對伸出式侵徹體