MATLAB非分散脱壳弹药结构设计(2)

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脱壳穿甲弹依稳定方式分旋转稳定和尾翼稳定两大类，前者由于弹长限制多用于小口径火炮，对付轻型装甲目标或防空、反导。而后者弹长限制小，大多用于大口径火炮，以对付中、重型装甲目标。论文网

旋转稳定脱壳穿甲弹的弹托，目前世界上大多采用分离卡瓣式，弹丸出炮口后主要依离心力和空气动力使卡瓣与弹芯分离。目前我国新研制的气推式整体脱壳穿甲弹，在弹丸出炮口的极短距离内，弹芯借助高压火药气体自动高速推出弹托，具有特殊的优越性，正在发展应用之中。

尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹托，目前通用的为马鞍形分离卡瓣式，但底推分离卡瓣式也正在研究发展中，其利弊得失，尚有待进一步的研究与实践来检验。

尾翼稳定脱壳穿甲弹是我军装备的主要反坦克弹种之一,就目前科学技术的发展现状来看,还有一定的发展潜力,在研究和发展尾翼稳定脱壳穿甲弹中,所面临的主要问题之一是如何从弹体和弹托结构、材料等几个方面入手,解决尾翼稳定脱壳穿甲弹的发射强度问题。尾翼稳定脱壳穿甲弹目前主要采用了高比动能、大长径比、高初速、高膛压发射等技术,这些技术措施会使弹丸产生更大的过载加速度,为尾翼稳定脱壳穿甲弹的结构设计和保证发射强度带来很大困难。【2】

尾翼稳定脱壳穿甲弹在膛内发射运动的时间只有几个到十几个毫秒,加上火药气体压力波的不均匀传播和扰动作用,特别是马鞍型弹托尾翼稳定脱壳穿甲弹的结构是中间支承,弹头和弹尾悬空,必然在膛内发射时引起振动,这些都对弹丸的发射强度带来很大的影响。以前国内很少有人从膛内发射时的振动特性出发,来分析尾翼稳定脱壳穿甲弹的发射安全问题。

在地面防空作战中,战斗部署和目标来袭方式的多样性,使得小口径速射高炮对巡航导弹的毁伤效果有较大的差异。弹丸在不同距离、不同航路条件下,脱壳穿甲弹对目标不同部位的毁伤效果完全不同。以针对某巡航导弹为例进行说明。

某型脱壳穿甲弹采用钨合金弹芯,比动能大、穿甲能力强,具有较强的毁伤能力。在地面防空作战中,使用某型脱壳穿甲弹小口径速射高炮担负近程末端防御,用于保卫高价值的点状目标,故可将其对巡航导弹的有效毁伤可定义为两级:①引爆战斗部或引爆燃油舱,使巡航导弹1 s～3 s内空中解体;②使巡航导弹飞行动力特性改变,导致巡航导弹失去飞行能力,3 s～5 s内坠落爆炸。对于地面防空而言,高炮部署于保卫目标安全距离外侧,在巡航段对其射击。因此上述两种情况,无论是引爆战斗部,使其空中解体,还是使巡航导弹坠落爆炸,都可视为对巡航导弹的有效毁伤。【3】

巡航导弹一般可划分为制导舱、战斗部、燃油舱和发动机四部分,各部之间有硬铝框架起加固支撑。目前外部壳体多为金属材料,相当于2 mm～3 mm的硬铝,将来逐步用复合材料替代金属材料。巡航导弹的弹身可看成4个模块化舱段:①头部是制导舱,内装惯性导航和各种辅助导航系统以及末制导系统。②紧接着是战斗部舱,内装热核弹头或常规战斗部。③弹身中段是燃油舱。④尾部是发动机舱,内装发动机、进气道、燃油调节装置、飞行控制机构、弹上电源等。源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/

弹丸形成穿孔所需的动能近似与弹孔面积S、目标防护层厚度h和防护层极限强度成正比。设弹丸重量为q、与目标的相对速度为 ,其比动能为。实验表明在厚度为1 mm的硬铝合金上形成面积为的弹孔所需的最低动能为 =14 kg.m。而在厚度为h的硬铝合金上,形成弹孔面为S所需的比动能应满足。弹丸命中目标穿孔的概率有如下经验公式：。式中E为穿孔所需的平均比动能,可根据实验数据选取。根据上式可估算出穿透某厚度硬铝合金的概率。对于钢质装甲,可用德尔玛公式、别列金公式以及相应的修正公式进行估算,但需要一定的试验参数。通常脱壳穿甲弹定型试验中,会给出穿透典型靶板(由一定厚度的硬铝和钢板组成)的极限穿透速度。极限穿透速度一般是用、、所表征的区间描述[4],分别表示50%概率、100%概率穿透靶板的速度和不能穿透靶板的速度,在～区间内穿透概率服从正态分布。可以根据命中点的弹目相对速度给出穿透概率,对毁伤效果做出评定。