轴线场分爆式防空舰炮榴弹威力分析

2004年6月沈阳工业学院学报v,23No,2第23卷第2期 JOURNAL OF SHENYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY Jun.2004文章编号:1003-1251(2004)02-009-03轴线场分爆式防空舰炮榴弹威力分析李智军,吴玉斌,袁志华(沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳110168)摘要:在初步确定某轴线场分爆式防空舰炮榴弹总体结构的基础上,结合此类型弹药的毁伤方式,对此榴弹威力进行分析,从而论证此榴弹毀伤目标的有效性关键词:定向杀伤弹药;分爆式榴弹;威力;预制破片中图分类号:E932.3文献标识码:A考察现代战争特点舰载防空武器系统在现代战争中有很重要的地位,在由舰载防空导弹和舰炮1所组成的防空系统中,防空导弹主要对付中、高空目标,舰炮由于反应速度快、射速高、机动性好、灵■■■■■活性高等优点而适用于对付低空和超低空目标另外,由于防空导弹拦截空中目标时具有较大的死图1某轴线场分爆式防空舰炮榴弹构造简图区,这就需要舰炮来弥补防空导弹死区较大的不1-杀伤外壳2-炸药装置3-雷管4-药简5-火药:6-隔板;足,由中口径火炮在3-15km上对突破导弹防御网7-预制破片.8-头罩9-引1倍:10-接头;-指令接收机的反舰导弹进行补射.轴线场分爆式防空舰炮榴弹12-中心管;13-引信;14-点火药;15-延发装置正是为舰炮更好地拦截空中目标而研制的,是一种轴线场分爆式防空舰炮榴弹来袭目标预制破片分抛、杀伤战斗部分爆式弹药由于以往预制破片战斗部9轴线场分爆式榴弹的威力分析还是空白,本文在初步确定某轴线场分爆式防空舰炮榴弹结构的基础上对其威力进行分析,以论证此榴弹的先进性和验证部分结构设计的合理性1轴线场分爆式防空舰炮榴弹毁伤机理图2轴线场分爆式防空舰炮榴弹毁伤方式简图某轴线场分爆式防空舰炮榴弹是定向杀伤弹药的一种,属于轴向定向杀伤弹药,其构造简图如2某轴线场分爆式防空舰炮榴弹威图1.它的优点是:弹丸和预制破片的速度高,杀伤力分析面积大和具有分段毁伤作用该弹药为多功能性智能弹药,其毁伤机理为:当弹丸接近目标时,引信适2.1预制破片在弹体内的排列时作用,在抛射药的作用下以附加速度向前抛射出初步确定预制破片在弹体内的排列方式如图3呈前锥形分布的22个质量为8g的圆柱形钨合金所示预制破片的总数为222枚,分6层装填,每层预制破片,预制破片经过阶梯式加速在目标前形成37枚,单个预制破片质量为8g,直径为8mm一个高动能、高分布密度并有一定纵深的破片弹幕首次对目标进行毁伤,随后杀伤战斗部引爆,其破2.2预制破片的杀伤面积及分布密度片对目标进行再一次毁伤,从而达到了双重分段毁预制破片飞散示意图如图4,预制破片在榴弹伤目的,其毁伤方式如图2开舱瞬间,以弹丸飞行时的速度及附加抛射速度向前飞出,在目标前方形成一个锥形弹幕收稿日期:2004-04-16预制破片向前飞散范围的锥形半角可用下式沈阳工业学院学报2004年将有关数据代入式(5)(h=1.5cm,A=064mm2,m=8g,0=0°),可得单个预制破片穿透15mm厚铝合金靶板的极限穿透速度为:V=1088考虑预制破片在空气中飞行的速度衰减则V与预制破片的初始速度(近似为开舱时的弹丸速度)的关系为2V,=Voexp(图3预制破片的平面排列方式近似计算:式中:R为预制破片飞行距离,R=5m;H为符V.×t合系数对于圆柱行破片H=429m/kg;m为破片tand(1)质量,m=0.08kg式中:d为锥形半角(°);V,为最外圈预制破计算得:V=1151m/s.片的切向速度(m)为预制破片飞行R距离所2.4杀伤战斗部的破碎性分析需时间(s)利用Mt公式计算破片总数N:预制破片N=m,/2μ=atod"(1-to/d1)式中:m,为弹体质量;2x为破片平均质量;0为弹体壁厚;d1为弹体内直径;k为取决于炸药系数将有关数据代入式(7)(m,=3.8kg,o=14.5,d1=46,k=5.989),可得:=0.00186,N。=图4预制破片飞散示意图1022(块)设弹丸开舱时的转速为ωo,破片速度为V,弹丸的半径为r,则有:计算质量大于1g及大于4g且小于200g的破V=ωo×r(2)片累计数目N01),N(0004-02)t=R/VoN(m)=Nexp[-(m/)”]预制破片在距离R处弹幕的杀伤面积S为计算得:N(0.001)=491块,N(0.004~0.2)S=T(Rtand)2(3)236块预制破片的总数为N,假定在杀伤面积内均匀计算破片初速v及10m处存速v分布,则在杀伤面积内预制破片的分布密度为:V=√2E1+0.5m。/m,将数据代入式(2)、式(3)式(4)(弹径2r=其中:mn/m,为炸药与弹壳的质量比2E为决76mm,转速o=600ad/s,破片初速100mys,R定于炸药性能的 Gurney常数5m),可得杀伤面积:S=4m2,破片分布密度:p将m/m=0.0933,√2E=2316代入式(9),55.5块/m2可得破片初速V=691.46m/s利用公式(6),可以求得破片在10m处的存速23预制破片的侵彻能力为利用侵彻经验公式来计算预制破片对铝合金a.不规则行弹片的存速为V=365.22m/s的穿甲威力b.方形弹片的存速为V=448.2m/s.v=28445(M)(m)(sec)"(5)c,球形弹片的存速为V=528.98m/s.式中:V为极限穿透速度,m/s;h为靶板厚度cm;A为预制破片迎风面积,cm2;m为破片质量g;3目标的毁伤第2期李智军等:轴线场分爆式防空舰炮榴弹威力分析713.1目标部件的毁伤准则目标的毁伤准则就是判断部件或舱段在毁伤元作用下是否毁伤的依据.ARM是美国研制的反目标是由很多子系统或不同的舱段构成,各子辐射导弹,主要用于摧毁防空导弹的雷达炮瞄准系统或舱段协同工作实现其作战功能,其中任何子雷达和警戒雷达该导弹主要由导引头、制导部分、系统或舱段毁伤都将导致整个目标丧失功能.为了战斗部、控制系统、发动机、翼片和舵片等构成.其尽可能准确研究目标的毁伤情况,常把目标划分为易损件为:导引头、制导部分、战斗部、控制系统和系统或舱段,然后分别研究各系统或舱段的毁伤情发动机,各易损件的几何结构参数及毁伤准则见表况,最终得到目标的毁伤准则表1ARM易损件的几何结构参数及毁伤准则舱室舱段长度上半径下半径等效LY厚度杀伤破片数量要求/个/mm10g33gIg导引头制导舱10战斗部无效控制室6发动机室3000273.2分爆式防空舰炮榴弹对目标的毁伤从轴线场分爆式防空舰炮榴弹对目标的毁伤4结束语方式来看,由于预制破片初速高、分布密度大且具有定向杀伤性,该弹丸主要依靠预制破片对目标进以上分析和计算结果显示轴线场分爆式防空行毁伤.由以上分析和计算可知,当弹丸距离目标舰炮榴弹以其特有的毁伤方式可以有效地拦截目5m处时,弹丸向前抛射预制破片,预制破片以弹丸标,具有很高的杀伤威力从而建议加强对轴线场开舱时的速度和抛射速度的叠加速度向目标飞行,分爆式弹药及其相关技术的研究,并开展将轴线场与目标交汇时的相对速度达到1200m/s以上.由分爆式弹药应用于对付地面目标的研究于单个预制破片击穿目标的初速要求是t0=1151m/s,所以预制破片足可以将15mm厚的靶板参考文献穿透并具有一定后效作用,由于弹丸相对目标导引头、制导舱等部件的攻角近似0°,由目标易损件的[]张运法李向东魏惠之 AHEAD弹对导弹目标的毁伤研究几何结构参数和由以上计算得到的预制破片在5m[J].兵工学报001,22(4):55-559处的杀伤面积和破片分布密度,可以得到目标易损[21魏惠之弹丸设计理论[M]北京国防工业出版社,98[3]隋树元,王树山终点效应学[M].北京:国防工业出版社,件在最大半径和最小半径内的预制破片数目分别为:18和10,大大超过了目标毁伤准则中杀伤破片[4] Timothy G Farrand, Results of35- mm airburst demonstration的数目要求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