探究爆炸成型弹丸成形的理论

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：研究表明，当半锥角接近75°时，射流和杵体速度几乎相同，如图1.21所示，将形成爆炸成型弹丸。取中间值0.36，根据式和式计算出当药型罩锥角为137°时，射流和杵体合一，形成爆炸成型弹丸。当曲率半径偏离式过多时，则会导致无法形成爆炸成型弹丸。

大锥角、球缺形及回旋双曲线形药型罩，在聚能装药的作用下会被压垮，闭合形成具有较高质心速度（1 500～3 000 m/s）和一定结构形状的弹丸，即爆炸成型弹丸，以稳定飞行姿态与目标作用，对目标造成毁伤。

1.爆炸成型弹丸成形参数

炸药爆炸后，冲击波和爆轰产物作用于药型罩。药型罩上任一微元如图1.20所示，厚度为h，该微元表面积dA可表述为

式中，rθ、rφ为微元曲率半径；为微元单位法向矢量。

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图1.20　典型球缺形药型罩微元

设气体产物压力为P=P（t），微元在药型罩与气体产物的相互作用下受到冲击压力P，并获得速度v，即

式中，dm为微元质量，可表述为

dm=ρhdAn

在轴对称条件下，基本矢量可表述为分量形式

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式中，x和r分别表示轴向和径向分量；i和j分别为x和r方向上的单位矢量。

各方向微元速度分量为

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由以上分析可知，爆炸成型弹丸的形状主要由沿药型罩速度分量的分布决定，且显著受药型罩外形、药型罩半锥角α和厚度h的影响。

2.爆炸成型弹丸成形条件

聚能装药被雷管引爆后，药型罩被压合，分别形成速度较高的射流和运行较慢的杵体，最后彼此分离。一般来说，射流质量约占药型罩总质量的15%，其余部分形成杵体。当药型罩锥角增大时，向内压合部分显著减少，相应地射流和杵体之间速度差也随之减小。研究表明，当半锥角接近75°时，射流和杵体速度几乎相同，如图1.21所示，将形成爆炸成型弹丸。

1）大锥角或回转曲线形药型罩

根据定常流体力学成形理论，射流和杵体的速度比为

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