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反应装甲等效结构的活性毁伤效应分析

【摘要】:为研究活性聚能侵彻体对反应装甲的引爆增强毁伤行为,首先开展反应装甲等效结构毁伤实验,以分析活性聚能侵彻体的侵彻能力与活性材料随进行为。活性聚能战斗部通过电雷管起爆,形成活性聚能侵彻体与模拟反应装甲作用,实验后观察各层钢靶上毁伤效应及活性材料反应情况。表4.12着角对反应装甲等效结构毁伤效应的影响实验条件从图中可以看出,随着着角的减小,侵彻层数呈增加趋势。

与传统惰性金属射流仅依靠动能侵彻显著不同,活性聚能侵彻体联合动能侵彻和活性材料爆燃化学能释放机理引爆反应装甲。为研究活性聚能侵彻体对反应装甲的引爆增强毁伤行为,首先开展反应装甲等效结构毁伤实验,以分析活性聚能侵彻体的侵彻能力与活性材料随进行为。

1.实验方法

活性聚能战斗部作用反应装甲等效结构实验系统如图4.40所示。实验系统主要由活性聚能战斗部、斜炸高支架、反应装甲等效结构等组成。其中,活性罩聚能战斗部主要由活性药型罩、主装药、铝壳体、压螺等组成,活性药型罩口径为40 mm,并通过斜炸高支架固定于反应装甲等效结构上方。

图4.40 活性聚能战斗部作用反应装甲等效结构实验系统

反应装甲等效结构如图4.41所示,从上到下依次为钢壳体、装甲钢、第一层泡沫、第一层三明治结构药盒、第二层泡沫、第二层三明治结构药盒、第三层泡沫和钢壳体。三明治结构药盒均由上、下钢板和泡沫组成。钢壳体厚度为3 mm,厚钢板厚度为15 mm,三明治结构药盒中上、下钢板厚度为4 mm,炸药层厚度为7 mm。活性聚能战斗部通过电雷管起爆,形成活性聚能侵彻体与模拟反应装甲作用,实验后观察各层钢靶上毁伤效应及活性材料反应情况。

图4.41 反应装甲等效结构

2.活性药型罩壁厚对毁伤效应的影响

为了研究活性药型罩壁厚对活性聚能战斗部作用反应装甲等效结构毁伤效应影响,活性药型罩壁厚取0.06 CD、0.08 CD、0.1 CD、0.12 CD和0.14 CD五种,活性药型罩其他参数与炸高列于表4.11。炸高选择1.0 CD,着角表征装药轴线与反应装甲等效结构法向之间的夹角,为68°。活性聚能战斗部对反应装甲等效结构毁伤效应如图4.42所示。从图中可以看出,活性聚能侵彻体在各层钢板上的侵彻通道内均有熏黑痕迹,这是活性射流在侵彻过程中或者侵彻结束后发生爆燃反应形成的产物;另外,反应装甲等效结构炸药层泡沫被严重烧蚀,仅有少量残余,这主要是随进的活性材料爆燃反应形成的高温造成的。

表4.11 活性药型罩壁厚对反应装甲等效结构毁伤效应的影响实验条件

图4.42 活性聚能战斗部对反应装甲等效结构毁伤效应

在不同的活性药型罩壁厚条件下,活性聚能侵彻体对各层钢板毁伤效应如图4.43所示,等效侵彻深度如图4.44所示。从图中可以看出,随着活性药型罩壁厚的增大,活性聚能侵彻体对模拟结构靶侵彻层数从2层先增加到4层后,又减小到3层。这主要是因为,活性药型罩壁厚较小时,虽然射流头部速度较高,但是活性药型罩质量相对较小,形成的射流直径较小,在形成过程中过早出现颈缩和断裂现象,不利于其侵彻能力的发挥。然而,当活性药型罩壁厚过大时,活性聚能侵彻体的头部速度下降较多,同样不利于其侵彻能力的发挥。实验结果还表明,着角为68°时,活性药型罩在爆炸驱动下形成的活性聚能侵彻体的侵彻能力有限,仅能穿透至第一层三明治结构药盒。

图4.43 活性聚能侵彻体对各层钢板毁伤效应

图4.43 活性聚能侵彻体对各层钢板毁伤效应(续)

图4.44 等效侵彻深度

3.着角对毁伤效应的影响

为了研究着角对活性聚能战斗部作用反应装甲等效结构毁伤效应的影响,保持活性药型罩聚能装药结构不变,活性药型罩壁厚为0.1 CD,着角分别设置为68°、63°、58°、53°和48°,其他实验参数列于表4.12。活性聚能侵彻体对各层钢板毁伤效应如图4.45所示。

表4.12 着角对反应装甲等效结构毁伤效应的影响实验条件

从图中可以看出,随着着角的减小,侵彻层数呈增加趋势。具体表现为,着角为68°时,活性聚能侵彻体仅穿透第一层三明治结构药盒上的钢板;随着着角减小至63°,活性聚能侵彻体穿透第一层三明治结构药盒下的钢板;着角为58°时,活性聚能侵彻体可穿透第二层三明治结构药盒上的钢板;着角再减小至53°和48°时,活性聚能侵彻体可穿透两层三明治结构药盒。此外,在不同的着角条件下,各层钢板上均出现黑色爆燃反应产物。