淺析新型聚能多模戰斗部成型

張起博，焦志剛，張鎮洲

（沈陽理工大學裝備工程學院，遼寧 沈陽110159）

伴隨著現代戰場中的裝甲功能多樣化，傳統的單一作戰武器在戰爭中起到的作用也在逐漸減弱，為了更好地適應現代戰爭需求，世界各國對多功能的武器和彈藥加強了研究，而多模戰斗部就是現代戰爭研究的重要內容，其通過配備多種毀傷武器和彈藥，使得多模戰斗部在戰場中能夠執行多種戰斗任務，包括遠近不同的目標毀傷以及不同厚度的裝甲毀傷等，這種多模戰斗部使得其在戰場中的作用大大增加。

1 多模戰斗部的現狀研究

對于多模戰斗部，其在戰爭中逐漸消除了傳統武器的單一作戰效果，根據當前戰爭中對武器裝備的需求，多模戰斗部具有一彈多用的效果，對于這一武器裝備，其最早起源于成型裝藥技術，在二戰期間，各國已經將成熟的成型裝藥技術應用在軍事用品中，像常見的迫擊炮等，這些裝備的應用使得作戰方能夠對敵人進行不同的毀傷性打擊。但隨著現代科學技術的快速發展，裝甲的研究也在逐漸深入，這使得傳統的成型裝藥技術已經不在能夠滿足戰爭的需求，在此基礎上，將成型裝藥結構和起爆方式傳感器等技術進行整合，形成了多功能戰斗部，其在戰場上能夠根據不同的需求進行智能化的毀傷打擊，提高戰爭勝利的幾率[1]。

1.1 國外研究現狀

對于國外的多模戰斗部研究，其一直作為自身軍事力量發展的重要內容，特別是對于以美國為首的現代發達國家，其在早期就已經研制成功了多模戰斗部為主的攻擊彈藥，加上其后期對多模巡飛彈的重視，使得各種巡飛彈和精確打擊彈藥研究不斷出現，這些彈藥在戰場上能夠對多種不同硬度的裝甲以及軟目標進行準確的打擊，從而制約戰爭的勝利。

1.2 國內研究現狀

同國外的多模成型裝藥技術不同，我國在這一方面同樣進行了大量的研究，在我國的多所高校的研究機構中，其根據多模戰斗部的相關內容進行了大量的實驗，從而獲得了多模戰斗部技術的豐富經驗。在當前，我國的多模戰斗部主要是針對射流金屬罩結構進行研究，從而開發具有小角度的錐形藥型罩，這種藥型罩在在戰場中的應用能夠增強我軍的作用能力，從而大大提高了我國的國防力量。

2 雙模戰斗部形成過程理論研究

2.1 聚能射流形成理論

對于聚能射流理論，其最早出現在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，然后根據流體學的相關理論得到金屬的射流長度，這一長度為一定值。然后相關人員對這一研究結果進行了大量的實驗驗證，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相關學者的廣泛認可。

根據流體力學的相關理論知識可以發現，在研究的過程中能夠形成不可壓縮的斜定常流，當形成兩股對稱的射流時，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 不同起爆方式對聚能成型的影響研究

對于不同的起爆方式，其能夠使得聚能成型產生不同的變化，首先是單點起爆，這種起爆條件下，爆轟波的穩定性較強，在傳播過程中能形成恒定的C-J爆壓，通過這一理論能對爆轟的產物以及相關曲線進行確定和分析，得到爆轟點的傳播速度同之前的前進速度是相同的，后面形成的稀疏波無法對反應區域造成影響，因此，在爆轟之后，其反應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[2]。然后是環形起爆，對于這種起爆方式，其在發生的過程中不僅能夠形成同單點起爆相同的C-J爆轟波，同時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，其在對壓垮速度進行計算時是通過爆轟波驅動平板理論進行的。

2.3 J PC和J E T轉換的理論研究

對于單點起爆模式，其形成的爆轟波在炸藥中能夠進行穩定的傳播，且形成的爆轟波的壓力較為穩定，對于這種起爆房型，其能夠通過相關公式對其爆速以及藥型罩的錐角等進行確定。而對于環形爆，這種起爆方式在發生的過程中能夠形成2個不同的爆轟波，這兩種爆轟波在傳播的過程中能夠向長城高壓爆轟波，其在傳播的過程中能夠對藥型罩進行壓垮，且壓垮需要分為兩個部分進行計算。通過對兩種不同爆轟波進行研究可以得到對應的藥型罩微元的壓垮速度，其中環形爆的壓垮速度要明顯高于單點起爆，且對應的爆轟波壓力也有明顯的差別，在這種情況下能夠對裝藥中心點的單點起爆和裝藥尾端的環形起爆之間的JPC和JET進行相互轉換。

3 雙模聚能裝藥結構優化設計研究

對于雙模戰斗部，其在戰場中能夠對不同類型的目標進行分析和辨別，然后根據目標的種類對其進行不同的打擊效果，而在裝藥單一的情況下，雙模戰斗部能夠根據目標選擇對應的起爆方式，從而實現對不同目標的精確打擊，且在戰爭過程中多模戰斗部具有攜帶方便等優勢。同傳統的聚能射流裝藥裝置相比，雙模聚能裝藥的錐角范圍更小，其后端的質量同前端相比較小，加上自身的高速運動型，在戰爭中能夠對厚裝甲等進行毀傷[3]。此外，還有郁金香罩和雙錐罩等，這些裝藥結構在金屬射流中的應用能夠大大提高雙模戰斗部的攻擊力。

3.1 雙模聚能裝藥成型結構設計研究

對于常見的雙模聚能裝藥成型結構，其選擇的起爆方式主要為裝藥中心點單點起爆和裝藥尾端環起爆；對于藥型罩的結構，其采用的是喇叭狀，然后根據藥型罩的結構對炸藥以及空氣等部分的組成進行網格建模，并根據單元算法對不同的物質進行量計算等。首先是對模型材料和參數進行選擇，由于材料的選擇對仿真實驗的結果具有較大的影響，在進行測試的過程中需要結合材料的模型對其材料的結構性能和力學性能等進行研究，從而實現高爆速情況下的藥型罩選取。另外，炸藥的選取還需要根據其起爆后形成的爆轟波進行確定，這是由于爆轟波是用來形成金屬射流。而對于數值仿真，其需要根據成型裝藥的相關研究選擇對應的裝藥數據等，保證射流的頭部速度控制在一定范圍內，這樣能夠對爆轟波的壓垮速度進行更加準確的計算[4]。

3.2 藥型罩結構參數對雙模毀傷元的形成影響研究

首先是藥型罩的高度影響，根據相關研究可以得知，對于雙模聚能戰斗部，其起爆方式對藥型罩的毀傷元成型具有較大的影響，結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出現逐漸增大，但其長度卻逐漸減小，但在進行藥型罩高度設計時，雖然金屬射流增加會使得其侵徹深度增加，但藥型罩的穩定性卻會逐漸下降。此外，對于藥型罩的曲率半徑，其在發生改變時同樣會對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度過大都會造成其在飛行過程中的穩定性受到較大的影響，且其侵徹性也會受到較大的影響。最后則是藥型罩的壁厚，針對不同的藥型罩壁厚，其毀傷元過長同樣會對爆轟波造成較大的影響。

4 總結

綜合上述所說，隨著現代戰爭的發展和科技的快速進步，新型聚能多模戰斗部將會成為戰爭中的主要武器和彈藥，其能夠根據不同目標調整自身的起爆方式等，從而實現對敵人的最大打擊效果。在本文中，當裝藥結構穩定時，不同的起爆方式往往會產生不同的爆轟波，這些數據能夠通過對應的公式計算得到，在研究的過程中可以通過相關公式得到其爆轟波的效果。此外，對于起爆方式，其一般情況下是首位兩種不同的起爆，從而形成對稱的爆轟波，通過兩種爆轟波的相互作用，形成穩定的爆轟波壓力，增強毀傷元的穩定性。

[1]龔柏林，初 哲，王可慧，等.多模式毀傷元成形的數值仿真和實驗研究[J].彈箭與制導學報，2016，36（5）：45-47，56.

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

[3]孫 建，谷鴻平，王利俠，等.多模式聚能破甲戰斗部技術研究[J].彈箭與制導學報，2012，32（5）：67-70，74.

[4]李慧子，李文彬，曾 勇，等.優化設計多模戰斗部球缺型藥型 罩 結 構 [J].科 學 技 術 與 工 程 ，2012，12（17）：4154-4158，4170.