張起博，焦志剛，張鎮(zhèn)洲

（沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院，遼寧 沈陽110159）

伴隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)中的裝甲功能多樣化，傳統(tǒng)的單一作戰(zhàn)武器在戰(zhàn)爭(zhēng)中起到的作用也在逐漸減弱，為了更好地適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)需求，世界各國(guó)對(duì)多功能的武器和彈藥加強(qiáng)了研究，而多模戰(zhàn)斗部就是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)研究的重要內(nèi)容，其通過配備多種毀傷武器和彈藥，使得多模戰(zhàn)斗部在戰(zhàn)場(chǎng)中能夠執(zhí)行多種戰(zhàn)斗任務(wù)，包括遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)毀傷以及不同厚度的裝甲毀傷等，這種多模戰(zhàn)斗部使得其在戰(zhàn)場(chǎng)中的作用大大增加。

1 多模戰(zhàn)斗部的現(xiàn)狀研究

對(duì)于多模戰(zhàn)斗部，其在戰(zhàn)爭(zhēng)中逐漸消除了傳統(tǒng)武器的單一作戰(zhàn)效果，根據(jù)當(dāng)前戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)武器裝備的需求，多模戰(zhàn)斗部具有一彈多用的效果，對(duì)于這一武器裝備，其最早起源于成型裝藥技術(shù)，在二戰(zhàn)期間，各國(guó)已經(jīng)將成熟的成型裝藥技術(shù)應(yīng)用在軍事用品中，像常見的迫擊炮等，這些裝備的應(yīng)用使得作戰(zhàn)方能夠?qū)橙诉M(jìn)行不同的毀傷性打擊。但隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，裝甲的研究也在逐漸深入，這使得傳統(tǒng)的成型裝藥技術(shù)已經(jīng)不在能夠滿足戰(zhàn)爭(zhēng)的需求，在此基礎(chǔ)上，將成型裝藥結(jié)構(gòu)和起爆方式傳感器等技術(shù)進(jìn)行整合，形成了多功能戰(zhàn)斗部，其在戰(zhàn)場(chǎng)上能夠根據(jù)不同的需求進(jìn)行智能化的毀傷打擊，提高戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的幾率[1]。

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

對(duì)于國(guó)外的多模戰(zhàn)斗部研究，其一直作為自身軍事力量發(fā)展的重要內(nèi)容，特別是對(duì)于以美國(guó)為首的現(xiàn)代發(fā)達(dá)國(guó)家，其在早期就已經(jīng)研制成功了多模戰(zhàn)斗部為主的攻擊彈藥，加上其后期對(duì)多模巡飛彈的重視，使得各種巡飛彈和精確打擊彈藥研究不斷出現(xiàn)，這些彈藥在戰(zhàn)場(chǎng)上能夠?qū)Χ喾N不同硬度的裝甲以及軟目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的打擊，從而制約戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

同國(guó)外的多模成型裝藥技術(shù)不同，我國(guó)在這一方面同樣進(jìn)行了大量的研究，在我國(guó)的多所高校的研究機(jī)構(gòu)中，其根據(jù)多模戰(zhàn)斗部的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，從而獲得了多模戰(zhàn)斗部技術(shù)的豐富經(jīng)驗(yàn)。在當(dāng)前，我國(guó)的多模戰(zhàn)斗部主要是針對(duì)射流金屬罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，從而開發(fā)具有小角度的錐形藥型罩，這種藥型罩在在戰(zhàn)場(chǎng)中的應(yīng)用能夠增強(qiáng)我軍的作用能力，從而大大提高了我國(guó)的國(guó)防力量。

2 雙模戰(zhàn)斗部形成過程理論研究

2.1 聚能射流形成理論

對(duì)于聚能射流理論，其最早出現(xiàn)在1984年，在該理論中將金屬的藥型罩視為無粘性的可壓縮的流體，然后根據(jù)流體學(xué)的相關(guān)理論得到金屬的射流長(zhǎng)度，這一長(zhǎng)度為一定值。然后相關(guān)人員對(duì)這一研究結(jié)果進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而了解到毀傷元具有一定的速度梯度，這一理論得到了各國(guó)相關(guān)學(xué)者的廣泛認(rèn)可。

根據(jù)流體力學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在研究的過程中能夠形成不可壓縮的斜定常流，當(dāng)形成兩股對(duì)稱的射流時(shí)，其在匯聚錢的射流和匯聚后的佘亮在速度方面相同。通過這一理論研究，能夠在藥型罩壓

2.2 不同起爆方式對(duì)聚能成型的影響研究

對(duì)于不同的起爆方式，其能夠使得聚能成型產(chǎn)生不同的變化，首先是單點(diǎn)起爆，這種起爆條件下，爆轟波的穩(wěn)定性較強(qiáng)，在傳播過程中能形成恒定的C-J爆壓，通過這一理論能對(duì)爆轟的產(chǎn)物以及相關(guān)曲線進(jìn)行確定和分析，得到爆轟點(diǎn)的傳播速度同之前的前進(jìn)速度是相同的，后面形成的稀疏波無法對(duì)反應(yīng)區(qū)域造成影響，因此，在爆轟之后，其反應(yīng)能量能夠得到充分的利用，從而減少了爆轟過程中的能量浪費(fèi)[2]。然后是環(huán)形起爆，對(duì)于這種起爆方式，其在發(fā)生的過程中不僅能夠形成同單點(diǎn)起爆相同的C-J爆轟波，同時(shí)還能夠在爆轟的過程中形成碰撞性的馬赫波，這種炸藥在爆炸之后能夠形成同金屬罩表面相平行的爆轟波，其在對(duì)壓垮速度進(jìn)行計(jì)算時(shí)是通過爆轟波驅(qū)動(dòng)平板理論進(jìn)行的。

2.3 J PC和J E T轉(zhuǎn)換的理論研究

對(duì)于單點(diǎn)起爆模式，其形成的爆轟波在炸藥中能夠進(jìn)行穩(wěn)定的傳播，且形成的爆轟波的壓力較為穩(wěn)定，對(duì)于這種起爆房型，其能夠通過相關(guān)公式對(duì)其爆速以及藥型罩的錐角等進(jìn)行確定。而對(duì)于環(huán)形爆，這種起爆方式在發(fā)生的過程中能夠形成2個(gè)不同的爆轟波，這兩種爆轟波在傳播的過程中能夠向長(zhǎng)城高壓爆轟波，其在傳播的過程中能夠?qū)λ幮驼诌M(jìn)行壓垮，且壓垮需要分為兩個(gè)部分進(jìn)行計(jì)算。通過對(duì)兩種不同爆轟波進(jìn)行研究可以得到對(duì)應(yīng)的藥型罩微元的壓垮速度，其中環(huán)形爆的壓垮速度要明顯高于單點(diǎn)起爆，且對(duì)應(yīng)的爆轟波壓力也有明顯的差別，在這種情況下能夠?qū)ρb藥中心點(diǎn)的單點(diǎn)起爆和裝藥尾端的環(huán)形起爆之間的JPC和JET進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

3 雙模聚能裝藥結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

對(duì)于雙模戰(zhàn)斗部，其在戰(zhàn)場(chǎng)中能夠?qū)Σ煌愋偷哪繕?biāo)進(jìn)行分析和辨別，然后根據(jù)目標(biāo)的種類對(duì)其進(jìn)行不同的打擊效果，而在裝藥單一的情況下，雙模戰(zhàn)斗部能夠根據(jù)目標(biāo)選擇對(duì)應(yīng)的起爆方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同目標(biāo)的精確打擊，且在戰(zhàn)爭(zhēng)過程中多模戰(zhàn)斗部具有攜帶方便等優(yōu)勢(shì)。同傳統(tǒng)的聚能射流裝藥裝置相比，雙模聚能裝藥的錐角范圍更小，其后端的質(zhì)量同前端相比較小，加上自身的高速運(yùn)動(dòng)型，在戰(zhàn)爭(zhēng)中能夠?qū)裱b甲等進(jìn)行毀傷[3]。此外，還有郁金香罩和雙錐罩等，這些裝藥結(jié)構(gòu)在金屬射流中的應(yīng)用能夠大大提高雙模戰(zhàn)斗部的攻擊力。

3.1 雙模聚能裝藥成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

對(duì)于常見的雙模聚能裝藥成型結(jié)構(gòu)，其選擇的起爆方式主要為裝藥中心點(diǎn)單點(diǎn)起爆和裝藥尾端環(huán)起爆；對(duì)于藥型罩的結(jié)構(gòu)，其采用的是喇叭狀，然后根據(jù)藥型罩的結(jié)構(gòu)對(duì)炸藥以及空氣等部分的組成進(jìn)行網(wǎng)格建模，并根據(jù)單元算法對(duì)不同的物質(zhì)進(jìn)行量計(jì)算等。首先是對(duì)模型材料和參數(shù)進(jìn)行選擇，由于材料的選擇對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有較大的影響，在進(jìn)行測(cè)試的過程中需要結(jié)合材料的模型對(duì)其材料的結(jié)構(gòu)性能和力學(xué)性能等進(jìn)行研究，從而實(shí)現(xiàn)高爆速情況下的藥型罩選取。另外，炸藥的選取還需要根據(jù)其起爆后形成的爆轟波進(jìn)行確定，這是由于爆轟波是用來形成金屬射流。而對(duì)于數(shù)值仿真，其需要根據(jù)成型裝藥的相關(guān)研究選擇對(duì)應(yīng)的裝藥數(shù)據(jù)等，保證射流的頭部速度控制在一定范圍內(nèi)，這樣能夠?qū)ΡZ波的壓垮速度進(jìn)行更加準(zhǔn)確的計(jì)算[4]。

3.2 藥型罩結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)雙模毀傷元的形成影響研究

首先是藥型罩的高度影響，根據(jù)相關(guān)研究可以得知，對(duì)于雙模聚能戰(zhàn)斗部，其起爆方式對(duì)藥型罩的毀傷元成型具有較大的影響，結(jié)合侵徹體的頭部速度等，其高度增加，則毀傷元的頭部速度會(huì)出現(xiàn)逐漸增大，但其長(zhǎng)度卻逐漸減小，但在進(jìn)行藥型罩高度設(shè)計(jì)時(shí)，雖然金屬射流增加會(huì)使得其侵徹深度增加，但藥型罩的穩(wěn)定性卻會(huì)逐漸下降。此外，對(duì)于藥型罩的曲率半徑，其在發(fā)生改變時(shí)同樣會(huì)對(duì)雙模成型裝藥造成較大的影響，一般情況下，藥型罩的伸變率增大和毀傷元的長(zhǎng)度過大都會(huì)造成其在飛行過程中的穩(wěn)定性受到較大的影響，且其侵徹性也會(huì)受到較大的影響。最后則是藥型罩的壁厚，針對(duì)不同的藥型罩壁厚，其毀傷元過長(zhǎng)同樣會(huì)對(duì)爆轟波造成較大的影響。

4 總結(jié)

綜合上述所說，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展和科技的快速進(jìn)步，新型聚能多模戰(zhàn)斗部將會(huì)成為戰(zhàn)爭(zhēng)中的主要武器和彈藥，其能夠根據(jù)不同目標(biāo)調(diào)整自身的起爆方式等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)敵人的最大打擊效果。在本文中，當(dāng)裝藥結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)，不同的起爆方式往往會(huì)產(chǎn)生不同的爆轟波，這些數(shù)據(jù)能夠通過對(duì)應(yīng)的公式計(jì)算得到，在研究的過程中可以通過相關(guān)公式得到其爆轟波的效果。此外，對(duì)于起爆方式，其一般情況下是首位兩種不同的起爆，從而形成對(duì)稱的爆轟波，通過兩種爆轟波的相互作用，形成穩(wěn)定的爆轟波壓力，增強(qiáng)毀傷元的穩(wěn)定性。

[1]龔柏林，初 哲，王可慧，等.多模式毀傷元成形的數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào)，2016，36（5）：45-47，56.

[2]郝 莉，王 成，寧建國(guó)，等.聚能射流問題的數(shù)值模擬[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，23（1）：19-21.

[3]孫 建，谷鴻平，王利俠，等.多模式聚能破甲戰(zhàn)斗部技術(shù)研究[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào)，2012，32（5）：67-70，74.

[4]李慧子，李文彬，曾 勇，等.優(yōu)化設(shè)計(jì)多模戰(zhàn)斗部球缺型藥型 罩 結(jié) 構(gòu) [J].科 學(xué) 技 術(shù) 與 工 程 ，2012，12（17）：4154-4158，4170.