ANSYS在導彈設計中的應用

2013-06-09  by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

第五章 ANSYS在導彈設計中的應用

隨著航空工業(yè)的發(fā)展,導彈的結(jié)構(gòu)無論在形式、受力情況及邊界條件等方面均變得十分復雜。同時可靠性和設計周期的需求,要求所采取的設計方法不但精度要高而且速度要快。

在導彈設計中主要分析有:

氣動分析

結(jié)構(gòu)的靜、熱強度(剛度)計算

結(jié)構(gòu)振動模態(tài)計算

彈體氣動彈性及發(fā)散計算

廣泛應用于航空工業(yè)的ANSYS軟件,已經(jīng)成功地解決了導彈設計中空氣動力分析、靜強度剛度分析、振動模態(tài)和動力響應分析、穩(wěn)定性分析、熱分析,電磁分析等。它可以最大限度地模擬導彈在飛行過程中的真實環(huán)境,改變了過去事事處處依靠實驗的做法,從而大幅度地節(jié)約了經(jīng)費,縮短了設計周期。

1.總體設計分析

在導彈總體設計分析中要考慮的問題有:

空氣動力分析

頻率和振型

線性和非線性靜態(tài)和瞬態(tài)的應力

失穩(wěn)分析

導彈抗外界沖擊分析

導彈的雷達反射特性以及紅外輻射特性

ANSYS的動力響應分析功能可以快速地進行模態(tài)和振型計算,特別是非線性材料,如導彈上大量使用的復合材料等。ANSYS可考慮許多因素對模態(tài)和振型的影響,可以準確地計算出導彈在各種條件下的模態(tài)和振型。在進行分析時,同一個分析模型可以存在多種材料,ANSYS方便的前處理可以幫助設計人員最大限度地模擬導彈的真實結(jié)構(gòu),改變了過去只能考慮一種材料和大量地對模型進行簡化的設計分析方式。

航空器自身及其試驗臺上常常有榫頭連接結(jié)構(gòu),圖5-5-1~5-1-4 為榫頭連接強度的分析,計算凸頭與凹頭間、螺栓與本體間的接觸應力。

ANSYS的流體分析功能可以對導彈的總體進行空氣動力分析,移動壁面的功能可方便地模擬導彈在高速飛行時的湍流情況,計算升力、阻力。(請參考第6章航空航天氣動解決方案)

ANSYS具有強大的電磁場分析功能和熱輻射分析功能,可以很方便地計算導彈的雷達和紅外隱身特性。(請參考第8章天線及RCS設計)

2.零部件設計分析

2.1彈翼

無論是骨架較強而蒙皮較弱的彈翼、骨架和蒙皮強度接近的彈翼或是骨架很弱而蒙皮很強的彈翼,ANSYS強大的單元庫可以提供梁單元、殼單元來對這些類型的彈翼進行分析,也可以用三維實體單元真實地模擬局部的實際情況。對于整體彈翼的分析,以往一般要對模型進行大量的簡化,影響了分析精度,運用ANSYS良好前處理功能可以幫助設計人員最大限度地模擬彈翼的真實結(jié)構(gòu),提高分析準確性。在分析里可以考慮多種材料多種單元并存。ANSYS強大的復合材料計算功能完全可以解決蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的彈翼分析。

借助于多層殼及實體單元(ANSYS共有250層的復合材料殼單元和實體單元)能建立復合材料模型,這些單元允許疊加各向同性或各向異性材料層,各層的層厚和材料方向允許各不相同。ANSYS提供的失效準則有最大應變失效準則、最大應力失效準則和Tsai—Wu失效準則,用戶也可以通過用戶子程序來定義自己的失效準則。ANSYS的復合材料功能特別適合于有大量復合材料的導彈系統(tǒng)。關(guān)于復合材料的更多信息,請參考第四章。

以色列Rafael第三結(jié)構(gòu)分析小組對某夾層結(jié)構(gòu)的彈翼進行了分析,采用了SHELL99單元,取得了滿意的結(jié)果。圖5-2-1為最外層的應力云圖。

ANSYS強大的熱分析功能,可以考慮材料性質(zhì)隨溫度的變化,同時可以考慮材料的各向異性特性,同時進行熱載荷和靜載荷的藕合計算,完全可以滿足彈翼的熱力分析。

ANSYS的熱傳導單元,能進行第一類和第二類邊界條件的計算,并能同時考慮材料的各向異性,如復合材料等。

彈翼既要滿足靜強度,還要滿足穩(wěn)定性的要求,ANSYS還可以對彈翼進行穩(wěn)定性分析。

翼面的振動特性計算是一個十分復雜的問題,特別是現(xiàn)代導彈翼面結(jié)構(gòu),多是整體薄板型或?qū)嵭陌逍偷男≌瓜冶纫砻?這種翼面的特征值和特征矢量的計算要比飛機翼面的計算要復雜的多。它除了受到翼面的結(jié)構(gòu)和幾何外型的影響外,還要受到支持條件的影響。運用ANSYS最大限度地接近真實結(jié)構(gòu)和幾何外型,可以大大減少因簡化它們而帶來的不良影響。ANSYS先進的動力響應分析軟件ANSYS LS—DYNA可以同時采用集中質(zhì)量矩陣和一致質(zhì)量矩陣、用先進的顯式求解方法,能同時求出各種模式,完全能解決在分析時遇到的各種問題。通過分析計算,可以精確地得出根部支持剛度、支持條件對動力特性和固有頻率的影響,達到對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計的目的。

以往對彈翼進行分析時,由于條件的限制,通常將根部視為固支邊界,這顯然是不合理的,現(xiàn)在ANSYS提供了強大接觸單元,則可以進行彈身—彈翼聯(lián)合計算,徹底解決這一問題。ANSYS高級接觸單元、接觸導向、智能化接觸參數(shù)設置能幫助設計工程師方便快捷的進行接觸非線性分析。接觸收斂問題是困擾計算分析人員的一大難題,ANSYS在計算過程中可根據(jù)當前的非線性狀態(tài)(如塑性應變率、蠕變應變率、接觸間隙等)及時調(diào)整某些非線性參數(shù)的定義,以保證求解收斂,同時程序也會根據(jù)當前的非線性參數(shù)狀態(tài),調(diào)整線性預測、發(fā)散二分等數(shù)學工具,加快收斂速度。

彈身

整體鑄造倉段

整體鑄造彈身倉段結(jié)構(gòu)比較復雜,且承受的載荷也相當復雜,不僅有其它倉段傳來的切向載荷,還有內(nèi)部荷重通過接頭傳來的集中力、力矩以及作用于倉段自身的氣動力和慣性力,ANSYS方便的載荷施加方式可實現(xiàn)上述載荷邊界條件。ANSYS可根據(jù)自定義坐標系,方便地在節(jié)點或單元面上施加任意方向的集中力、面力和力矩,也可直接讀取流體計算和熱傳導計算結(jié)果中的氣動力和溫度場數(shù)據(jù)

以往在進行整體鑄造彈身倉段分析時,對結(jié)構(gòu)進行了大量的簡化?，F(xiàn)在運用ANSYS則可以將倉段殼體離散成殼單元,加強筋離散成梁單元,形成混合單元以達到最佳的分析效果。

在前處理中,ANSYS可按實際形狀顯示殼、梁單元。后處理中計算結(jié)果也可顯示在按實際形狀顯示的殼、梁結(jié)構(gòu)上,從而使彈倉段的模型檢查、結(jié)果表達更加清晰方便。

考慮到整體鑄造彈身倉段結(jié)構(gòu)規(guī)模比較大,在ANSYS軟件中可以進行“先粗后細”的子模型結(jié)構(gòu)分析,可以先進行整體“粗網(wǎng)格計算”,然后根據(jù)粗網(wǎng)格計算結(jié)果選出關(guān)心的部位,進行網(wǎng)格細分。ANSYS的子模型分析功能可自動從整體計算結(jié)果中取出細分區(qū)域邊界上的位移結(jié)果,通過按形函數(shù)插值施加在子區(qū)模型的邊界上。

整體鑄造彈身倉段是由多種材料組成的,以往在處理這個問題時要進行不同模量材料之間的折算,ANSYS完全可以計算在同一模型中存在多種材料的情況,徹底解決這一問題,得到準確的計算結(jié)果。

在整體鑄造彈身倉段對接處,用接觸單元進行計算,可以達到真實的受力情況,無須進行邊界條件的假設。

在進行彈身振動特性分析時,運用ANSYS可以最大限度地接近真實地模型,運用大規(guī)模網(wǎng)格和強大的接觸分析,可以進行各個部件的耦合動力響應分析,得到準確的振動特性,再運用ANSYS優(yōu)化功能就可以對彈身進行優(yōu)化設計。

Sargent—Fletcher使用ANSYS結(jié)構(gòu)分析軟件對彈艙進行了靜力和諧振分析,結(jié)果表明,在飛行時攝像機不會與視窗發(fā)生接觸,為設計者提供了可信的結(jié)果(圖5-2-2)。

充壓容器

導彈上的箱體和氣瓶可以歸入充壓容器這一大類,為了確保導彈使用中燃料輸送系統(tǒng)的安全正常的工作,它們必須確保氣密和有足夠的強度,在結(jié)構(gòu)上多用焊接結(jié)構(gòu)。ANSYS“單元死活技術(shù)”、“相變分析技術(shù)”為焊接過程的模型提供了良好的解決方案。單元死活技術(shù)可模擬材料的去除與添加過程,隨焊縫中焊料的不斷加入,可逐步擊活相應部分的單元,使其參與傳熱、承載;相變分析可準確地模擬焊料由液相到固相的過程,待計算到焊縫中的焊料全部冷卻凝固、冷卻后,即可得到焊接件的殘余應力和變形;改變單元激活的步驟及時間,即可得到不同的焊接工藝的焊接結(jié)果,從而為焊接過程的優(yōu)化提供了依據(jù)。

圖5-2-3為采用ANSYS進行的焊縫應力分析,分析中采用了“死單元和活單元”。

運用ANSYS可以對箱體和氣瓶分析,可以滿足各種載荷邊界條件,可以對它們進行準確的靜力分析及有可能出現(xiàn)的大變形(包括塑性變形)等非線性分析。

天線罩

對天線罩的分析集中在熱強度問題上。為滿足雷達波穿過的需要,天線罩均由非金屬材料制成,導彈主要使用玻璃鋼,在結(jié)構(gòu)上由兩部分組成:一部分為內(nèi)外蒙皮加蜂窩夾芯的罩體,另一部分是較厚的實心玻璃鋼。在導彈飛行中天線罩不但要承受頭部氣動力,而且還要承受氣動加熱。由于導彈的加速快,飛行時間短,因此,這兩種載荷是瞬態(tài)的。

ANSYS成熟的瞬態(tài)分析及熱—結(jié)構(gòu)耦合分析功能,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)上述材料非線性,而且可以完成上述復雜的載荷邊界條件。運用ANSYS來進行天線罩的熱強度分析,能夠大大減少實驗,從而節(jié)省經(jīng)費,縮短設計周期。

3.導彈發(fā)射系統(tǒng)的設計分析

導彈發(fā)射系統(tǒng)是導彈武器系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。它具有高集成化、多連裝、抗打擊等優(yōu)良性能和快速補給能力。該系統(tǒng)主要用于長途越野運輸、儲存、發(fā)射、裝入和卸出導彈。ANSYS能分析發(fā)射系統(tǒng)中所涉及的沖擊振動問題、高溫高壓燃氣對結(jié)構(gòu)的沖刷作用、系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題以及在隨機載荷作用下的疲勞問題。

導彈發(fā)射過程中,發(fā)射架、發(fā)射車等系統(tǒng)承受很強的瞬態(tài)動力沖擊,ANSYS LS-DYNA顯示求解模塊是公認的動力沖擊問題的工業(yè)分析標準,可很好地解決發(fā)射系統(tǒng)高度非線性的瞬態(tài)動力響應。導彈發(fā)射時,首先要沖破發(fā)射筒的筒蓋,若筒蓋設計不合理,嚴重時會影響彈道,ANSYS LS-DYNA侵徹仿真功能可用于模擬導彈穿過筒蓋的過程,從而為筒蓋的設計提供依據(jù)。圖5-3-1為導彈穿過筒蓋過程示意。

4.視景系統(tǒng)設計分析

在巡航導彈中包含很重要的一部分即下視景系統(tǒng)及其匹配系統(tǒng)的研制,具體包括有成象系統(tǒng)研制,包括鏡頭、成象器、窗口等;照明系統(tǒng)研制,包括閃光燈,反光器、窗口、電源及激勵電路等;穩(wěn)定系統(tǒng)研制,包括穩(wěn)定框架、控制電路、驅(qū)動電路等。對該系統(tǒng)在受熱、承載等復雜條件下,系統(tǒng)仍能保證可靠地工作,ANSYS可以對這些光學系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)分析、冷卻分析、熱分析,提供了對復雜情況下的模擬,對保證系統(tǒng)可靠地工作提供依據(jù)。

5.戰(zhàn)斗部專題

戰(zhàn)斗部是導彈(或火箭彈)直接用于催毀﹑殺傷目標,完成戰(zhàn)斗使命的部件。各種戰(zhàn)斗部的基本設計思想就是在一定的戰(zhàn)術(shù)條件下,具有最高的殺傷效率,有時要在一定效率指標要求下,達到最小體積﹑最輕重量或最低的成本等。傳統(tǒng)的導彈戰(zhàn)斗部設計,只能靠實物試驗和簡單的理論指導,代價大﹑周期長,因此傳統(tǒng)的戰(zhàn)斗部設計方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭對武器裝備的需要。因而,通過數(shù)值模擬,優(yōu)化戰(zhàn)斗部設計勢在必行。

戰(zhàn)斗部數(shù)值模擬是爆炸力學計算領域的難點問題,同時也是多方面關(guān)心的重大課題。戰(zhàn)斗部彈藥爆炸驅(qū)動過程及邊界條件復雜,材料動態(tài)特性描述困難、三維計算模型巨大,這是戰(zhàn)斗部數(shù)值模擬的難點所在。當然具體到各種結(jié)構(gòu)類型的戰(zhàn)斗部數(shù)值模擬問題時,還會有不同的實際困難。但無論如何困難,總的看來ANSYS/LS-DYNA是戰(zhàn)斗部數(shù)值模擬優(yōu)化的最合適的平臺。下面僅對部分種類的戰(zhàn)斗部的原理和ANSYS/LS-DYNA在設計這些戰(zhàn)斗部時的應用作一些簡單介紹。

5.1 常規(guī)戰(zhàn)斗部分類

導彈接近目標后,通過引爆戰(zhàn)斗部的方式達到殺傷目標的目的。常規(guī)裝藥戰(zhàn)斗部主要有:

(1)破片戰(zhàn)斗部,包括:

(a) 非控破片戰(zhàn)斗部主要指光滑殼體戰(zhàn)斗部

(b) 受控破片戰(zhàn)斗部主要包括外刻槽戰(zhàn)斗部、內(nèi)刻槽戰(zhàn)斗部和帶有塑料花紋的薄內(nèi)襯戰(zhàn)斗部

(c) 預制破片戰(zhàn)斗部

(2)聚能裝藥戰(zhàn)斗部,包括:

(a)聚能裝藥射流﹑半球裝藥侵徹體

(b) 爆炸成性彈丸(EFP)

(c)桿式射流(JPC)

(3)半穿甲戰(zhàn)斗部

(4)爆破戰(zhàn)斗部(a)內(nèi)爆戰(zhàn)斗部(b)外爆戰(zhàn)斗部

(5)連續(xù)桿戰(zhàn)斗部

(6)離散桿戰(zhàn)斗部

(7)子母彈拋撒戰(zhàn)斗部

     (8)燃料空氣戰(zhàn)斗部

5.2 各類戰(zhàn)斗部原理簡介及數(shù)值模擬

5.2.1破片戰(zhàn)斗部

破片戰(zhàn)斗部是最常見、最主要的戰(zhàn)斗部,破片式殺傷戰(zhàn)斗部是對付空中、地面目標的多用途戰(zhàn)斗部。其特點是利用戰(zhàn)斗部爆炸后產(chǎn)生的殺傷破片對目標進行毀傷。破片的特性參數(shù)包括破片數(shù)量﹑破片初速﹑破片質(zhì)量分布和空間分布。破片戰(zhàn)斗部的破片一般有三種類型:非控破片、受控破片和預制破片三種。

非控破片是在戰(zhàn)斗部爆炸作用下整體式殼體破裂后形成大小不一、形狀不規(guī)則的破片。這類破片的特性參數(shù)是相當復雜的,它涉及到戰(zhàn)斗部材料和結(jié)構(gòu)的諸多因素。

受控破片有兩種:一種是在金屬殼體上刻槽;另一種是在炸藥裝藥的藥柱外表面預刻一個個的聚能穴,戰(zhàn)斗部爆炸后形成預定大小的殺傷破片,可以最大限度地避免金屬殼體形成過大或過小的破片。同時依據(jù)打擊目標的需要,通過選定最有效的破片尺寸和形狀,可獲得最佳飛散形式和初速。

    預制破片是將預先制成的破片按一定的排列方式裝入戰(zhàn)斗部殼體內(nèi)。

為了提高戰(zhàn)斗部的殺傷能力和炸藥能量利用效率,經(jīng)常把這三種類型的破片結(jié)合使用,這樣就為戰(zhàn)斗部設計帶來了更大的難度,因此必須結(jié)合各種分析設計手段的使用來指導戰(zhàn)斗部設計。

為使破片性戰(zhàn)斗部對目標具有最佳的毀傷效應,需要預先得知破片的特性參數(shù),

對于受控破片和預制破片可以通過簡單的估算得到破片數(shù)及其質(zhì)量分布。對于非控破片戰(zhàn)斗部,通過選擇裝藥與金屬殼體質(zhì)量比﹑殼體材料及其壁厚,可以在一定程度上估算破片數(shù)及其質(zhì)量分布。

    ANSYS/LS-DYNA強大的前處理功能可以非常方便﹑快捷地建立各種形狀復雜的破片式殺傷戰(zhàn)斗部有限元計算模型,因此可以充分考慮實際中戰(zhàn)斗部各種復雜結(jié)構(gòu)因素對爆炸驅(qū)動過程的影響。大量的國內(nèi)外有關(guān)文獻證實:在破片式殺傷戰(zhàn)斗部的數(shù)值模擬中對于炸藥及殼體和殺傷元素采用lagrange算法可以準確模擬從戰(zhàn)斗部起爆到殼體破裂的整個爆炸驅(qū)動過程,當然前提是要能在計算過程中時刻保持炸藥和殼體以及殺傷戰(zhàn)斗部其它結(jié)構(gòu)之間的的合理接觸,從而可以準確反映炸藥對戰(zhàn)斗部整個結(jié)構(gòu)的驅(qū)動作用。

此外,采用ANSYS/LS-DYNA中ALE算法和流固耦合功能,可以更好地模擬炸藥與殼體、破片的相互作用,精確地模擬碎片速度,并且可以同時模擬破片對目標的作用。在此類算法中,往往將炸藥和空氣處理為歐拉網(wǎng)格,殼體、破片等處理為拉格郎日網(wǎng)格。此算法的缺點在于歐拉場必須足夠大,從而參與計算的網(wǎng)格數(shù)量大,計算周期長。

5.2.2聚能破甲戰(zhàn)斗部

聚能裝藥射流

聚能裝藥戰(zhàn)斗部主要用來侵徹和破壞某些特殊的目標,如車輛或某些典型結(jié)構(gòu)。對目標造成的破壞是借助高速金屬射流或長桿侵徹體在目標相當小的面積上沉積大量的動能實現(xiàn)。在這種高速碰撞過程中,靶和侵徹體之間產(chǎn)生很高的壓力,致使壓力超過材料的屈服強度。對金屬靶,由于金屬的塑性流動將在碰撞表面纏生很深空穴。同時,侵徹體也被塑性流動所侵蝕。侵徹過程中靶板上的空穴深度不斷增加,直到侵徹體消耗殆盡或靶板被完全擊穿為止。

聚能裝藥戰(zhàn)斗部的侵徹機理與所形成的侵徹體的特性有關(guān),侵徹體可分為聚能裝藥射流﹑半球裝藥侵徹體和爆炸成性彈丸。

    聚能裝藥戰(zhàn)斗部爆炸后,由錐形﹑喇叭形等藥形罩形成金屬射流。當藥柱在一端起爆時,在空穴端將造成爆炸產(chǎn)物的能量聚集,形成聚能氣流?？昭▋?nèi)的藥性罩在高壓爆轟產(chǎn)物作用下將產(chǎn)生加速運動,并向裝藥軸線上壓和,發(fā)生碰撞﹑擠壓,在這個過程中,罩材料在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生非常劇烈的變形,其最大應變可達10以上,應變率可達/s。由于變形時罩材料的迅速疊加,據(jù)計算其峰值壓力約達上百Gpa ,衰減后的平均值也達20 Gpa。錐形藥型罩材料被壓合到軸線上形成的射流以很高的速度向前運動,其頭部速度可超過10km/s。藥型罩材料壓合在裝藥軸線上形成的射流約占藥形罩質(zhì)量的15%,其余部分形成運動較慢的杵。典型射流從頭至尾速度變化約在10~2 km/s之間。由于速度梯度的存在,射流在運行過程中將被拉伸,甚至斷裂成許多顆粒。斷裂的射流顆粒將偏離軸線運行,從而造成侵徹深度的下降。

對爆炸形成金屬射流的完整過程進行Larange 算法的三維數(shù)值模擬是不可能的,原因是在金屬射流形成的過程中,隨著炸藥材料和藥型罩材料會發(fā)生愈來愈劇烈的變形,計算網(wǎng)格的崎變將會非常嚴重,最終導致計算無法進行下去。采用Dyna程序的多物質(zhì)歐拉算法可實現(xiàn)射流形成全過程的三維數(shù)值模擬,在前處理中定義炸藥﹑藥型罩材料和空氣是歐拉網(wǎng)格,同時允許空間中多種物質(zhì)材料共存于一個網(wǎng)格。在射流形成過程中,炸藥爆炸及金屬射流拉伸形成過程的計算模型空間較大,金屬射流完全拉伸形成所需時間較長;再者,精確描述金屬射流的輪廓及其形成過程需要對三維空間劃分為極其細小的計算網(wǎng)格,這些因素都引起計算網(wǎng)格數(shù)目非常龐大,計算時步減小,計算時間加長,需要計算機具有很高的CPU 運行速度和較大內(nèi)存。在計算中選取的各材料的材料模型類型和狀態(tài)方程如表5-5-1所示:

表5-5-1

    下面給出一個射流形成過程三維數(shù)值模擬的算例,在這個算例中建立四分之一的90度對稱模型,在模型對稱面界定上施加對稱邊界條件。但是結(jié)果可以看總整體模型結(jié)果。三維射流的計算要點在于在射流的分布路徑上,網(wǎng)格劃分的極其細小,這樣才能減少計算中的能量耗散,而且便于分辯射流輪廓。在其它部位網(wǎng)格應當適當加粗,以減少計算周期。

一般錐形藥形罩具有軸對稱結(jié)構(gòu),爆炸載荷作用同樣具有軸對稱性,因此可以采用二維軸對稱單元算法計算射流形成,在DYNA 程序中提供了這種二維軸對稱Lagrange單元算法。二維計算金屬射流的基本方法是:炸藥和藥型罩材料采用Lagrange單元,他們之間定義僅滑移或自動接觸類型的接觸,在計算過程中,由于藥型罩材料的計算網(wǎng)格會發(fā)生劇烈的崎變,導致計算時步減小和程序判斷接觸界面困難,因此,程序在保持藥型罩材料輪廓和單元材料狀態(tài)的前提下對藥型罩材料網(wǎng)格進行自適應重劃分,使得計算能構(gòu)順利進行下去。具體在計算中需要關(guān)注有以下幾個方面的輸入數(shù)據(jù):

(1)計算中以整體坐標系下的y軸為對稱軸,同時需要定義通過坐標(0,0,0)位置,垂直于x軸方向的剛性墻,防止計算網(wǎng)格穿透對稱軸。

(2)定義炸藥和藥型罩材料之間為二維的自動接觸。

(3)定義藥型罩材料網(wǎng)格自適應重劃分的起始時間;每次進行網(wǎng)格重劃分的時間間隔;重劃分后單元的特征尺寸大小,這個值一般給的大小約為mm量級,保證沿藥型罩壁厚方向劃分最少8個以上的網(wǎng)格,從而能夠清晰反映射流輪廓特征以及能夠分辨沿射流伸長方向上的速度等物理量變化。

圖5-5-7 石油射孔彈多彈設孔時爆轟波三維干擾的優(yōu)化。

爆炸成形彈丸

爆炸成形彈丸(Explosively Formed Projectile,以下簡稱EFP)是利用聚能原理,在炸藥引爆后,形成一個高速彈丸。EFP一般可分為壓攏型和翻轉(zhuǎn)型。EFP的密實性較好,動能較高,易于以高動能侵徹多層裝甲、厚重裝甲或鋼筋混凝土等目標。合理設計EFP,保證形成盡可能高速的、密實的、長徑比大的彈丸,同時保證其具有良好的氣動外形和外彈道性能,以避免在飛行過程中發(fā)生斷裂、翻滾、阻力過大、嚴重失速和偏離彈道,以適合于攻擊較遠距離的目標。EFP的研究日益受到廣泛的重視。

研究和實踐證明,在EFP的形成過程中,影響的因素是多方面的,如炸藥的物理性質(zhì)和感度、裝藥的尺寸、外形、直徑和長度,炸藥的起爆方式,藥性罩材料的塑性、密度和聲速,藥型罩本身的厚度、曲率半徑,EFP側(cè)面、后面約束殼體的厚度,以及加工中的誤差等,都對EFP的長細比、頭尾速度具有重要影響,而這些都于EFP的侵徹和飛行性能直接相關(guān)。一般情況下,EFP的長度還與侵徹深度幾乎成正比關(guān)系。當然EFP的速度也直接影響侵徹深度。因此,通過數(shù)值計算設法優(yōu)化上述參數(shù),獲得大長細比、高速度的、飛行特性穩(wěn)定的EFP是提高穿甲威力的有效途徑。

ANSYS/LS-DYNA計算EFP形成過程,主要采用拉格郎日法,關(guān)鍵在于計算到一定時間,需要將炸藥網(wǎng)格刪除。

圖5-5-8 爆炸成形彈丸形成過程數(shù)值模擬

JPC裝藥形成桿式侵徹體

JPC(Jetting Projectile Charge)裝藥是介于射流的HL(Hollow Charge)、HEMI(Hemispherical Charge)和自鍛破片EFP (Explosively Formed Projectile)裝藥之間的一種裝藥,其100%的藥型罩質(zhì)量形成侵徹體,侵徹體速度2000—3000m/s,且速度梯度很小,在50倍裝藥口徑炸高時,可侵徹2倍以上裝藥口徑深的均質(zhì)鋼靶。

根據(jù)文獻^[1,2]研究,設計如圖1的JPC原理實驗彈,包括主裝藥、波形調(diào)整器和起爆系列三部分。其中,主裝藥由藥型罩、B炸藥、殼體組成;波形調(diào)整器由惰性體、B炸藥、殼體組成;起爆系列由雷管和傳爆藥柱組成。波形調(diào)整器(VESF Device)和主裝藥的間隙可根據(jù)需要變化。

JPC裝藥和EFP裝藥基本類似,但兩者藥型罩形狀有區(qū)別,EFP一般采用球缺型罩,而JPC一般采用鵝卵型罩,這樣利于桿式侵徹體的伸長,提高侵徹深度。JPC裝藥的最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一是波形調(diào)整器技術(shù),國外稱為VESF Device,由軸對稱炸藥裝藥和變厚度的金屬或其他惰性材料體組成,起爆后,炸藥驅(qū)動它向前運動,起爆主裝藥,產(chǎn)生軸對稱“凹”錐形(或喇叭形)的爆轟波,使爆轟能量向中心軸會聚,可提高侵徹體能量。波形調(diào)整器(VESF Device)和主裝藥有一定的間隙,調(diào)整間隙大小,可實現(xiàn)JPC向EFP轉(zhuǎn)化,這是實現(xiàn)多模聚能戰(zhàn)斗部的關(guān)鍵技術(shù)。

5.2.3半穿甲戰(zhàn)斗部

半穿甲戰(zhàn)斗部打擊目標可以分成兩個階段,即彈體對目標的穿深階段和隨后的爆炸毀傷作用階段。半穿甲戰(zhàn)斗部在起爆前的穿深階段,彈體與目標的相互作用過程是一個高度非線性的碰撞接觸過程,應用ANSYS/LS-DYNA的多種接觸碰撞算法,可對導彈高速碰撞過程進行模擬仿真,

圖5-5-11半穿甲戰(zhàn)斗部侵徹混凝土過程

分析導彈在高速碰撞時彈體結(jié)構(gòu)各部分組件的動力響應,從而檢驗﹑校核彈體結(jié)構(gòu)的材料強度;在高速侵徹碰撞階段的數(shù)值模擬中,把炸藥材料作為一般的彈塑性體,分析它的動態(tài)受力情況,并與它的最大許用應力進行對比,可以檢驗彈體裝藥安定性;并且可以分析彈體侵徹深度及速度隨時間的變化,從而確定彈體能否滿足對目標的穿深要求;半穿甲戰(zhàn)斗部穿深以后,爆炸作用產(chǎn)生的高速彈丸或爆轟波自身作用完成對目標的爆炸毀傷作用,這個過程一般單獨進行數(shù)值模擬分析。但是,也可以將上述兩個過程結(jié)合起來,進行侵爆過程模擬,此時需要定義炸藥的延遲起爆時間。

    5.2.4 爆破戰(zhàn)斗部

爆破戰(zhàn)斗部是常用的戰(zhàn)斗部類型之一,它在各種介質(zhì)(如:空氣﹑水﹑土壤﹑巖石)中爆炸時,介質(zhì)將受到爆炸氣體產(chǎn)物的強烈沖擊。爆炸氣體產(chǎn)物具有高溫﹑高壓和高密度的特性,必然對周圍介質(zhì)產(chǎn)生巨大的破壞作用。當爆破戰(zhàn)斗部在土壤中爆炸時,在形成爆炸波的同時,還會產(chǎn)生爆破作用和地震作用,爆炸作用能使地面形成爆炸坑,而爆炸波和地震作用能夠引起地面建筑物和防御工事的振塌和振裂。當爆破戰(zhàn)斗部在空氣中爆炸時,大約有60~70%的炸藥爆炸能傳遞給空氣沖擊波,沖擊波作用于目標物,給目標施加巨大壓力和沖量。爆破戰(zhàn)斗部 它主要依靠爆炸產(chǎn)生的沖擊波作用毀傷目標,因此它一般裝有比較多的炸藥(裝填系數(shù)高)。如果它在目標外部爆炸,那么對殼體的要求只是能保證強度,以免發(fā)射時損壞,引信多采用近炸引信,或瞬時出發(fā)引信。如果需要它在目標內(nèi)部爆炸,就要求殼體具有一定的硬度與合適的外形,這樣在穿透目標時,彈頭不會因為過分變形而影響穿透效率。根據(jù)在目標內(nèi)外爆炸的不同,爆破戰(zhàn)斗部有時候分為內(nèi)爆型戰(zhàn)斗部和外爆型戰(zhàn)斗部。爆破戰(zhàn)斗部適于對付軟目標、工事,特別是在水下爆炸時,由于水的密度大,沖擊波的破壞作用更大。

下面給出了一個炸藥在空氣中爆炸摧毀擋墻目標的算例,在本算例中,炸藥和空氣定義為多物質(zhì)歐拉網(wǎng)格,同時定義擋墻目標為Lagrange網(wǎng)格,擋墻目標的Lagrange網(wǎng)格耦合于歐拉網(wǎng)格之中。

5.2.5 連續(xù)桿戰(zhàn)斗部

彈殼是由雙層條狀桿交叉焊接而成。戰(zhàn)斗部爆炸后,連續(xù)桿在爆炸產(chǎn)物作用下,逐步向周圍擴張解開而形成一個輪形的環(huán)。輪形的環(huán)與目標相遇就好似一把刀一樣切割目標,造成一些長的連續(xù)切口,從而產(chǎn)生良好的殺傷效果。此種效應是“剪切效應”,故此種戰(zhàn)斗部又稱為“切割式”戰(zhàn)斗部。

與破片式戰(zhàn)斗部相比,連續(xù)桿戰(zhàn)斗部具有下列特點:(1)對空中目標的切割能力強,“擴大”了目標的要害尺寸。(2)由于桿條的數(shù)量少,在超過最大擴張半徑后,命中目標的概率很低,因而它的殺傷效率一般忽略不計,(3)連續(xù)桿的飛散初速較低,威力半徑較小,殺傷面窄,對導彈的導引精度要求就比較高。美國“麻雀”111戰(zhàn)斗部就屬于這種形式的戰(zhàn)斗部。

    這種戰(zhàn)斗部的不足是連續(xù)桿環(huán)的擴張速度較低,且靜態(tài)殺傷區(qū)通常只是垂直于彈軸的一個平面,即飛散角近似為零度。這就對引戰(zhàn)配合提出了特別嚴格的要求。因此,這種戰(zhàn)斗部只宜用于脫靶量較小、目標尺寸較大的情況。在20世紀五六十年代,空中目標以大型為主,即便脫靶量大一些,也還可以使用。但隨著防空導彈作戰(zhàn)對象日趨復雜,有時需要對付小型目標,如果不能保證較小的脫靶量,則一般不宜使用這種戰(zhàn)斗部。

5.2.6 離散桿戰(zhàn)斗部

離散桿戰(zhàn)斗部是預制破片戰(zhàn)斗部的一種特殊形式,離散桿常采用一捆或兩捆金屬桿放置于戰(zhàn)斗部周圍,取代常見的彼此分離的柱形破片。其中桿條縱軸往往和戰(zhàn)斗部軸線成某一角度設置。當裝藥爆炸后,桿條迅速向外擴張,同時由于上述小夾角的存在,會使桿條在飛散過程中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)﹑翻滾運動,逐漸形成一個桿條離散的殺傷帶,離散桿的切割能力是其質(zhì)量和速度的函數(shù),離散桿可對大型輕型結(jié)構(gòu)造成嚴重的結(jié)構(gòu)性破壞或部件破壞。其對目標殺傷的方向性較強,同時它的殺傷破壞能力與其它形式戰(zhàn)斗部相比大大增強,因此提高了殺傷效率,被現(xiàn)代常規(guī)武器戰(zhàn)斗部廣泛使用。

一般結(jié)構(gòu)的離散桿戰(zhàn)斗部的數(shù)值模擬仿真必須建立三維計算模型,這是因為:(1)戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)的非軸對稱性,柱形桿條在炸藥裝藥外沿圓周方向均勻排列,桿條縱軸往往和戰(zhàn)斗部軸線成某一小角度設置,因此使得桿條之間有一定的間隙。雙層桿條一般相互交錯排列。(2)爆轟波經(jīng)過平面波發(fā)生器波形調(diào)節(jié)作用后,沖擊波壓力首先作用于襯筒上,襯筒和桿條以及桿條之間是線接觸,桿條的受力狀態(tài)只能用三維坐標系描述。

離散桿戰(zhàn)斗部的數(shù)值模擬仿真中常采用以下兩種單元算法:

ALE(Arbitrary–Lagrangian–Eulerian)多材料與lagrange 結(jié)構(gòu)耦合算法(LS-DYNA單元算法11);

單點拉格朗日(Lagrangian)算法(LS-DYNA單元算法1)。

對于某些離散桿戰(zhàn)斗部,由于炸藥爆炸后爆轟氣體直接作用于桿條上,采用算法2不能保證爆轟氣體和桿條之間的正常接觸,因此進行數(shù)值仿真時采用算法1,即炸藥周圍充填空氣介質(zhì),炸藥和四周的空氣介質(zhì)均剖分成歐拉(Eulerian)網(wǎng)格,桿條、殼體、前蓋和后蓋均被剖分成拉格朗日網(wǎng)格,置入歐拉網(wǎng)格中。為了消除邊界效應,空氣介質(zhì)的外邊界設置成壓力輸出邊界以模擬無限歐拉場。計算時將拉格朗日網(wǎng)格完全放在歐拉場中,程序采用一定的耦合方式求解拉格朗日網(wǎng)格和歐拉空間之間的相互作用,拉格朗日介質(zhì)之間采用自動單面接觸(LS-DYNA接觸類型13)模擬結(jié)構(gòu)之間的相互作用。

對于某些離散桿戰(zhàn)斗部彈的數(shù)值仿真,爆轟氣體產(chǎn)物與桿條不發(fā)生直接接觸,采用算法2,可以大大減少計算時間。爆轟氣體與襯筒、前后蓋之間的作用以及襯筒與殼體之間的作用均采用僅滑移(Sliding Only)接觸(LS-DYNA接觸類型1)模擬結(jié)構(gòu)之間的相互作用。殼體與內(nèi)層桿條之間、內(nèi)外層桿條之間采用面-面接觸(LS-DYNA接觸類型3)。

圖5-5-16某離散桿戰(zhàn)斗部桿條在爆轟波作用下的飛散過程

5.2.7 子母彈拋撒戰(zhàn)斗部

在一個戰(zhàn)斗部的集合中裝有若干子彈的戰(zhàn)斗部叫子母式戰(zhàn)斗部。子母彈是由母彈和子彈組成一體的。其中,母彈包括炮彈、航彈、火箭彈和導彈諸彈種,子彈包括剛性尾翼的子彈和柔性尾翼(降落傘或飄帶尾翼)的子彈。子彈的數(shù)量、質(zhì)量和形狀主要由子母式戰(zhàn)斗部的空間和質(zhì)量以及對預定攻擊目標的要求來確定。子母式戰(zhàn)斗部在母彈動作后,子彈被拋出,并按一定的規(guī)律分布在空間。子彈可以是殺傷彈、爆破彈或其它彈種。每個子彈都帶有自己的引信。在子母彈技術(shù)中,母彈僅起載體作用,最后攻擊目標的使命由大量的有控或無控子彈來完成,數(shù)目眾多沿不同彈道飛行的子彈可以攻擊一個或多個目標。為了達到最佳作戰(zhàn)效果,要求各個子彈必須按預先規(guī)定的散布方式拋撒,各子彈之間、子彈與母彈之間無碰撞現(xiàn)象發(fā)生,子彈穿越母彈激波后的攻角小,以便使子彈著地時攻角能接近零度,而且在拋撒過程中尾翼不被破壞等等。

圖5-5-17裝配有多個聚能戰(zhàn)斗部子彈的子母彈結(jié)構(gòu)示意圖

圖5-5-18母彈內(nèi)表面刻有的預應力槽

    與質(zhì)量相同的其它整體結(jié)構(gòu)戰(zhàn)斗部相比,子母式戰(zhàn)斗部的主要優(yōu)點是威力范圍較大,導引系統(tǒng)的誤差將完全由子彈的拋射距離所彌補。因此,脫靶量越大,目標越大,子母式戰(zhàn)斗部的優(yōu)點越能充分發(fā)揮。這種戰(zhàn)斗部比較適宜用來對付集群的空中目標,也可考慮用這種戰(zhàn)斗部形成破片幕,實施對彈道式彈頭的非核攔截。在脫靶量較小時,子母式戰(zhàn)斗部較其它類型的戰(zhàn)斗部并不具有優(yōu)勢。

    子彈的各種散布參數(shù)要求通過拋撒機構(gòu)予以實現(xiàn)的,因此拋撒技術(shù)對子母彈頭的毀傷效果有著重要的影響。而子母彈拋撒技術(shù)十分復雜,它涉及到基礎理論和工程應用領域諸多問題,其中選擇何種拋撒方式使得母彈內(nèi)裝填的子彈能夠?qū)崿F(xiàn)有效的散布以及對對在該拋撒方式下的拋撒規(guī)律及其運動力學研究是子母彈拋撒技術(shù)的一個重要課題。此外,幾個重要的工程參數(shù);子彈的拋撒范圍、拋撒均勻性及子彈散布密度、子彈的拋撒姿態(tài)、拋撒機構(gòu)的質(zhì)量和體積在研究子母彈斗拋撒技術(shù)時都加以考慮。

子母彈拋撒存在多種方式,如氣動式拋撒、離心式拋撒活塞式拋撒氣囊式拋撒、中心膨脹式拋撒、管式拋撒、爆炸式拋撒等。

爆炸拋撒指以炸藥為能源,實現(xiàn)母體切殼、拋撒和子彈拋撒一次同步完成的拋撒技術(shù),中心裝藥既作為子彈拋撒的動力源,同時又作為母彈開殼、拋撒的能源,肩負雙任。因此,爆炸拋撒可省略一套切殼、拋殼的火工系統(tǒng),減少了一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),提高彈頭系統(tǒng)可靠性。

美軍MLRS系統(tǒng)戰(zhàn)斗部拋撒方案是這一方案的雛形。它的中心拋撒裝藥采用的是發(fā)射藥,為了使母彈順利破殼,母彈內(nèi)表面沿軸向刻有預應力槽,其結(jié)構(gòu)如圖5-5-18。

子母彈拋撒可采用的計算方法:

拉格郎日方法

炸藥和泡膜、子彈、殼體間定義接觸,不能模擬流場流動,本方法可以適用于子彈速度比較高的子母彈以及離散桿、連續(xù)桿計算,但不適合子母彈拋撒計算。

單物質(zhì)歐拉場下的流固耦合

只能有一種物質(zhì)作為歐拉單元,周圍環(huán)境采用空網(wǎng)格。泡沫材料采用歐拉單元,炸藥只能采用拉格郎日單元,也不適合子母彈。

多物質(zhì)混合ALE方法和多物質(zhì)ALE法多種物質(zhì)混合,流固之間形成耦合面。

5.2.8 燃料空氣戰(zhàn)斗部

這種戰(zhàn)斗部內(nèi)不裝高能炸藥,而是揮發(fā)性碳氫化合物的液態(tài)燃料。它引爆后,首先炸裂殼體(容器),釋放燃料;燃料與空氣混合,形成一定濃度的氣溶膠云霧,稱為燃料空氣炸藥;然后進行第二次引爆,燃料空氣炸藥爆炸,產(chǎn)生高溫火球和高壓沖擊波。這種戰(zhàn)斗部爆炸能量高,可形成分布爆炸,沖擊波持續(xù)時間長、威力高、作用面積大,而且它大量消耗空氣中的氧氣。根據(jù)其爆炸特點,也被稱為窒息彈、氣浪彈、云爆彈。

由于燃料與空氣的混合結(jié)果對燃料空氣戰(zhàn)斗部的效果影響較大,因此它在使用上受環(huán)境限制較大。但它在對付大面積軟目標、掃雷方面非常有效。

5.3 戰(zhàn)斗部其他應用

5.3.1 介質(zhì)(空氣、水、土壤)中爆炸

由于ANSYS LS-DYNA具有Lagrange、Enler和ALE 分析能力,可對多種介質(zhì)中爆炸進行精確的分析模擬。對彈藥終點效應設計具有重要意義。

5.3.2 彈靶碰撞與侵徹效應

導彈在實際使用時,通常會與目標碰撞或侵徹一定深度后開始起爆,在起爆前的碰撞階段,彈體與目標的相互作用過程是一個高度非線性、大變形甚至彈體與靶板或結(jié)構(gòu)發(fā)生高應變率的斷裂、破壞過程。

ANSYS LS-DYNA具有豐富的碰撞接觸類型和100余種動態(tài)材料本構(gòu)模型,可對導彈在高速碰撞時結(jié)構(gòu)組件的動力響應、戰(zhàn)斗部的傳爆系統(tǒng)、彈體的侵徹深度等進行深入的模擬分析,以滿足設計要求。圖5-5-21是EFP侵徹貫穿層靶和多層靶的圖象。

圖5-5-22是穿甲彈侵徹混凝土等多層硬目標,圖5-5-23是穿甲彈侵徹鋼靶。

5.4 目前戰(zhàn)斗部主要發(fā)展方向

導彈戰(zhàn)斗部以摧毀目標為最終目的,因而戰(zhàn)斗部改進和發(fā)展的中心內(nèi)容是在一定條件下,采取各種有效的技術(shù)途徑,盡可能提高殺傷威力。在單靠增加戰(zhàn)斗部質(zhì)量來提高戰(zhàn)斗部的威力受到限制的情況下,在一定質(zhì)量條件下,應用新理論、新結(jié)構(gòu)和新材料等高新技術(shù),改進戰(zhàn)斗部的類型、構(gòu)造、裝藥和提高引戰(zhàn)配合效率,以提高戰(zhàn)斗部的殺傷效能,是今后一個時期防空導彈戰(zhàn)斗部的主要發(fā)展途徑。

通過世界各國防空導彈戰(zhàn)斗部的現(xiàn)狀和發(fā)展分析,不難看出一些明顯的趨勢:

積極研制定向戰(zhàn)斗部

過去各國的防空導彈戰(zhàn)斗部其殺傷元素的靜態(tài)分布基本上是圍繞戰(zhàn)斗部縱軸沿徑向均勻分布的。在軸向,殺傷元素集中在“飛散角”這一或?qū)捇蛘膮^(qū)域內(nèi)。不管目標位于戰(zhàn)斗部的哪個方位,在戰(zhàn)斗部爆炸瞬間,目標在戰(zhàn)斗部殺傷區(qū)內(nèi)只占很小一部分。也就是說,戰(zhàn)斗部殺傷元素的大部分并未得到利用。如果想辦法增加目標方向的殺傷元素或能量,甚至于把殺傷元素或能量全部集中到目標方向上去,將大大提高對目標的殺傷能力。同時,在保持一定殺傷能力的條件下,還可減小戰(zhàn)斗部的質(zhì)量,這對提高導彈的總體性能也是很有意義的。這種使能量在徑向相對集中的戰(zhàn)斗部就是定向戰(zhàn)斗部。定向戰(zhàn)斗部的使用,充分發(fā)揮了炸藥的能量,提高了炸藥的利用率。目前,美國的愛國者PAC-3的最新改進型和俄羅斯的S-300V系列采用了定向戰(zhàn)斗部,且采用大小兩種質(zhì)量的破片,大大提高了反戰(zhàn)術(shù)彈道導彈的能力,并兼有反飛機和反巡航導彈的能力。同時,引信和導引頭的改進保證了定向戰(zhàn)斗部的最佳起爆。

重視發(fā)展全能型戰(zhàn)斗部

這種戰(zhàn)斗部既可以打擊高速目標又可以打擊低速目標,既可以打擊大目標又可以打擊小目標。比如反飛機和反導彈功能兼容的戰(zhàn)斗部,在戰(zhàn)術(shù)使用上顯然要靈活得多。但要實現(xiàn)反導、反飛機在破片質(zhì)量和破片數(shù)量方面的兼容,需進行有針對性的技術(shù)途徑的研究,并進行特殊的結(jié)構(gòu)設計。

重視一彈多戰(zhàn)斗部的設計思想

在研制一種導彈時,軍方總希望它能擔負更多的使命,能有效地攻擊更多種類的目標。不同類型的防空導彈戰(zhàn)斗部,對目標具有不同的殺傷特性。有的戰(zhàn)斗部在一定的條件下有很好的殺傷效果,但在另一種條件下效果可能不好,甚至很差。因此,必須用不同的戰(zhàn)斗部類型才能有效地摧毀和殺傷特定目標,提高導彈攻擊目標的有效性。同時,換裝不同類型的戰(zhàn)斗部可以減少導彈型號,也是提高武器效費比的重要措施。比如根據(jù)不同的作戰(zhàn)需要,可為一種防空導彈既裝備破片式戰(zhàn)斗部,又裝備連續(xù)桿式或子母式戰(zhàn)斗部,以完成不同的作戰(zhàn)使命。

具有單一反導功能的戰(zhàn)斗部主要是解決好破片質(zhì)量、破片數(shù)量、破片飛散方向及其分布等問題,目前這在技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)。這種戰(zhàn)斗部和反飛機戰(zhàn)斗部與艙體的連接方式和連接尺寸完全一樣,也可以互換。

減小戰(zhàn)斗部的質(zhì)量

新一代防空導彈要求減小整個導彈的起飛質(zhì)量,提高其射程和機動能力,從而使戰(zhàn)斗部質(zhì)量普遍有減小的趨勢。其主要途徑是采用精確制導技術(shù),提高引戰(zhàn)配合效率,以及使用定向戰(zhàn)斗部。另外,隨著引戰(zhàn)配合技術(shù)的發(fā)展,一個好的引戰(zhàn)配合設計方案是可以在滿足導彈殺傷效率的要求下最大限度地減小戰(zhàn)斗部質(zhì)量。

使戰(zhàn)斗部功能智能化

隨著高新技術(shù)的開發(fā)與應用,防空導彈將廣泛采用各種引信啟動區(qū)的自適應控制技術(shù),即智能化引信,以適應不同的交會條件,提高引戰(zhàn)配合效率,克服過去的防空導彈引信啟動區(qū)不能調(diào)節(jié)的缺陷。如果合理地選用戰(zhàn)斗部并由這種引信自動在最佳時刻引爆,戰(zhàn)斗部可將炸藥裝藥能量形成最佳毀傷元素,有效地作用在目標上,達到毀傷效率最大的目的。

積極發(fā)展低易損性戰(zhàn)斗部

戰(zhàn)斗部的安全性基本上取決于炸藥的安全性?，F(xiàn)在一些國家研究的低易損性炸藥(又稱不敏感炸藥或鈍感炸藥)爆速高,易損性低,熱安定性好,具有不易烤燃、不易薰爆的特點,是一類以改善安全性能、提高武器生存能力為主要目標的新一代混合炸藥。

發(fā)展低易損性戰(zhàn)斗部,對于提高導彈在未來復雜的戰(zhàn)場環(huán)境條件下的生存力,從而保護導彈發(fā)射平臺和使導彈突防時不被引爆,以及對于避免戰(zhàn)斗部在運輸、儲存和使用等過程中遇到特殊意外情況時發(fā)生重大爆炸事故,都有重大意義。

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