2004年6月沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)v,23No,2第23卷第2期 JOURNAL OF SHENYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY Jun.2004文章編號(hào):1003-1251(2004)02-009-03軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈威力分析李智軍,吳玉斌,袁志華(沈陽(yáng)理工大學(xué)裝備工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng)110168)摘要:在初步確定某軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合此類型彈藥的毀傷方式,對(duì)此榴彈威力進(jìn)行分析,從而論證此榴彈毀傷目標(biāo)的有效性關(guān)鍵詞:定向殺傷彈藥;分爆式榴彈;威力;預(yù)制破片中圖分類號(hào):E932.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A考察現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)特點(diǎn)艦載防空武器系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中有很重要的地位,在由艦載防空導(dǎo)彈和艦炮1所組成的防空系統(tǒng)中,防空導(dǎo)彈主要對(duì)付中、高空目標(biāo),艦炮由于反應(yīng)速度快、射速高、機(jī)動(dòng)性好、靈■■■■■活性高等優(yōu)點(diǎn)而適用于對(duì)付低空和超低空目標(biāo)另外,由于防空導(dǎo)彈攔截空中目標(biāo)時(shí)具有較大的死圖1某軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈構(gòu)造簡(jiǎn)圖區(qū),這就需要艦炮來(lái)彌補(bǔ)防空導(dǎo)彈死區(qū)較大的不1-殺傷外殼2-炸藥裝置3-雷管4-藥簡(jiǎn)5-火藥:6-隔板;足,由中口徑火炮在3-15km上對(duì)突破導(dǎo)彈防御網(wǎng)7-預(yù)制破片.8-頭罩9-引1倍:10-接頭;-指令接收機(jī)的反艦導(dǎo)彈進(jìn)行補(bǔ)射.軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈12-中心管;13-引信;14-點(diǎn)火藥;15-延發(fā)裝置正是為艦炮更好地?cái)r截空中目標(biāo)而研制的,是一種軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈來(lái)襲目標(biāo)預(yù)制破片分拋、殺傷戰(zhàn)斗部分爆式彈藥由于以往預(yù)制破片戰(zhàn)斗部9軸線場(chǎng)分爆式榴彈的威力分析還是空白,本文在初步確定某軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)其威力進(jìn)行分析,以論證此榴彈的先進(jìn)性和驗(yàn)證部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性1軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈毀傷機(jī)理圖2軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈毀傷方式簡(jiǎn)圖某軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈是定向殺傷彈藥的一種,屬于軸向定向殺傷彈藥,其構(gòu)造簡(jiǎn)圖如2某軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈威圖1.它的優(yōu)點(diǎn)是:彈丸和預(yù)制破片的速度高,殺傷力分析面積大和具有分段毀傷作用該彈藥為多功能性智能彈藥,其毀傷機(jī)理為:當(dāng)彈丸接近目標(biāo)時(shí),引信適2.1預(yù)制破片在彈體內(nèi)的排列時(shí)作用,在拋射藥的作用下以附加速度向前拋射出初步確定預(yù)制破片在彈體內(nèi)的排列方式如圖3呈前錐形分布的22個(gè)質(zhì)量為8g的圓柱形鎢合金所示預(yù)制破片的總數(shù)為222枚,分6層裝填,每層預(yù)制破片,預(yù)制破片經(jīng)過(guò)階梯式加速在目標(biāo)前形成37枚,單個(gè)預(yù)制破片質(zhì)量為8g,直徑為8mm一個(gè)高動(dòng)能、高分布密度并有一定縱深的破片彈幕首次對(duì)目標(biāo)進(jìn)行毀傷,隨后殺傷戰(zhàn)斗部引爆,其破2.2預(yù)制破片的殺傷面積及分布密度片對(duì)目標(biāo)進(jìn)行再一次毀傷,從而達(dá)到了雙重分段毀預(yù)制破片飛散示意圖如圖4,預(yù)制破片在榴彈傷目的,其毀傷方式如圖2開艙瞬間,以彈丸飛行時(shí)的速度及附加拋射速度向前飛出,在目標(biāo)前方形成一個(gè)錐形彈幕收稿日期:2004-04-16預(yù)制破片向前飛散范圍的錐形半角可用下式沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)2004年將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(5)(h=1.5cm,A=064mm2,m=8g,0=0°),可得單個(gè)預(yù)制破片穿透15mm厚鋁合金靶板的極限穿透速度為:V=1088考慮預(yù)制破片在空氣中飛行的速度衰減則V與預(yù)制破片的初始速度(近似為開艙時(shí)的彈丸速度)的關(guān)系為2V,=Voexp(圖3預(yù)制破片的平面排列方式近似計(jì)算:式中:R為預(yù)制破片飛行距離,R=5m;H為符V.×t合系數(shù)對(duì)于圓柱行破片H=429m/kg;m為破片tand(1)質(zhì)量,m=0.08kg式中:d為錐形半角(°);V,為最外圈預(yù)制破計(jì)算得:V=1151m/s.片的切向速度(m)為預(yù)制破片飛行R距離所2.4殺傷戰(zhàn)斗部的破碎性分析需時(shí)間(s)利用Mt公式計(jì)算破片總數(shù)N:預(yù)制破片N=m,/2μ=atod"(1-to/d1)式中:m,為彈體質(zhì)量;2x為破片平均質(zhì)量;0為彈體壁厚;d1為彈體內(nèi)直徑;k為取決于炸藥系數(shù)將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(7)(m,=3.8kg,o=14.5,d1=46,k=5.989),可得:=0.00186,N。=圖4預(yù)制破片飛散示意圖1022(塊)設(shè)彈丸開艙時(shí)的轉(zhuǎn)速為ωo,破片速度為V,彈丸的半徑為r,則有:計(jì)算質(zhì)量大于1g及大于4g且小于200g的破V=ωo×r(2)片累計(jì)數(shù)目N01),N(0004-02)t=R/VoN(m)=Nexp[-(m/)”]預(yù)制破片在距離R處彈幕的殺傷面積S為計(jì)算得:N(0.001)=491塊,N(0.004~0.2)S=T(Rtand)2(3)236塊預(yù)制破片的總數(shù)為N,假定在殺傷面積內(nèi)均勻計(jì)算破片初速v及10m處存速v分布,則在殺傷面積內(nèi)預(yù)制破片的分布密度為:V=√2E1+0.5m。/m,將數(shù)據(jù)代入式(2)、式(3)式(4)(彈徑2r=其中:mn/m,為炸藥與彈殼的質(zhì)量比2E為決76mm,轉(zhuǎn)速o=600ad/s,破片初速100mys,R定于炸藥性能的 Gurney常數(shù)5m),可得殺傷面積:S=4m2,破片分布密度:p將m/m=0.0933,√2E=2316代入式(9),55.5塊/m2可得破片初速V=691.46m/s利用公式(6),可以求得破片在10m處的存速23預(yù)制破片的侵徹能力為利用侵徹經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算預(yù)制破片對(duì)鋁合金a.不規(guī)則行彈片的存速為V=365.22m/s的穿甲威力b.方形彈片的存速為V=448.2m/s.v=28445(M)(m)(sec)"(5)c,球形彈片的存速為V=528.98m/s.式中:V為極限穿透速度,m/s;h為靶板厚度cm;A為預(yù)制破片迎風(fēng)面積,cm2;m為破片質(zhì)量g;3目標(biāo)的毀傷第2期李智軍等:軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈威力分析713.1目標(biāo)部件的毀傷準(zhǔn)則目標(biāo)的毀傷準(zhǔn)則就是判斷部件或艙段在毀傷元作用下是否毀傷的依據(jù).ARM是美國(guó)研制的反目標(biāo)是由很多子系統(tǒng)或不同的艙段構(gòu)成,各子輻射導(dǎo)彈,主要用于摧毀防空導(dǎo)彈的雷達(dá)炮瞄準(zhǔn)系統(tǒng)或艙段協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)其作戰(zhàn)功能,其中任何子雷達(dá)和警戒雷達(dá)該導(dǎo)彈主要由導(dǎo)引頭、制導(dǎo)部分、系統(tǒng)或艙段毀傷都將導(dǎo)致整個(gè)目標(biāo)喪失功能.為了戰(zhàn)斗部、控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、翼片和舵片等構(gòu)成.其盡可能準(zhǔn)確研究目標(biāo)的毀傷情況,常把目標(biāo)劃分為易損件為:導(dǎo)引頭、制導(dǎo)部分、戰(zhàn)斗部、控制系統(tǒng)和系統(tǒng)或艙段,然后分別研究各系統(tǒng)或艙段的毀傷情發(fā)動(dòng)機(jī),各易損件的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)及毀傷準(zhǔn)則見(jiàn)表況,最終得到目標(biāo)的毀傷準(zhǔn)則表1ARM易損件的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)及毀傷準(zhǔn)則艙室艙段長(zhǎng)度上半徑下半徑等效LY厚度殺傷破片數(shù)量要求/個(gè)/mm10g33gIg導(dǎo)引頭制導(dǎo)艙10戰(zhàn)斗部無(wú)效控制室6發(fā)動(dòng)機(jī)室3000273.2分爆式防空艦炮榴彈對(duì)目標(biāo)的毀傷從軸線場(chǎng)分爆式防空艦炮榴彈對(duì)目標(biāo)的毀傷4結(jié)束語(yǔ)方式來(lái)看,由于預(yù)制破片初速高、分布密度大且具有定向殺傷性,該彈丸主要依靠預(yù)制破片對(duì)目標(biāo)進(jìn)以上分析和計(jì)算結(jié)果顯示軸線場(chǎng)分爆式防空行毀傷.由以上分析和計(jì)算可知,當(dāng)彈丸距離目標(biāo)艦炮榴彈以其特有的毀傷方式可以有效地?cái)r截目5m處時(shí),彈丸向前拋射預(yù)制破片,預(yù)制破片以彈丸標(biāo),具有很高的殺傷威力從而建議加強(qiáng)對(duì)軸線場(chǎng)開艙時(shí)的速度和拋射速度的疊加速度向目標(biāo)飛行,分爆式彈藥及其相關(guān)技術(shù)的研究,并開展將軸線場(chǎng)與目標(biāo)交匯時(shí)的相對(duì)速度達(dá)到1200m/s以上.由分爆式彈藥應(yīng)用于對(duì)付地面目標(biāo)的研究于單個(gè)預(yù)制破片擊穿目標(biāo)的初速要求是t0=1151m/s,所以預(yù)制破片足可以將15mm厚的靶板參考文獻(xiàn)穿透并具有一定后效作用,由于彈丸相對(duì)目標(biāo)導(dǎo)引頭、制導(dǎo)艙等部件的攻角近似0°,由目標(biāo)易損件的[]張運(yùn)法李向東魏惠之 AHEAD彈對(duì)導(dǎo)彈目標(biāo)的毀傷研究幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和由以上計(jì)算得到的預(yù)制破片在5m[J].兵工學(xué)報(bào)001,22(4):55-559處的殺傷面積和破片分布密度,可以得到目標(biāo)易損[21魏惠之彈丸設(shè)計(jì)理論[M]北京國(guó)防工業(yè)出版社,98[3]隋樹元,王樹山終點(diǎn)效應(yīng)學(xué)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,件在最大半徑和最小半徑內(nèi)的預(yù)制破片數(shù)目分別為:18和10,大大超過(guò)了目標(biāo)毀傷準(zhǔn)則中殺傷破片[4] Timothy G Farrand, Results of35- mm airburst demonstration的數(shù)目要求Amy Research Laboratory, 2000, (2)Power Analysis Of Antiaircraft Warship Howizer Projectilewith Axial Field and Separated ExplosionLI Zhi-jun, wU Yu-bin, YUAN Zhi-huaShenyang Ligong University, Shenyang 110168, ChinAbstract: Based on the general structure of some antiaircraft warship howizer projectile with axial field and sepa-rated explosion and combining this ammunition's injuring way, the howizer's power is analyzed the validity of thisprojectile injuring is provedeyith oriented fragmentation; projectile with separated explosion; power; prefabricated