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1、第2期弹箭与制导学报47新型杀伤榴弹战斗部威力结构设计研究杨陕平(秦川机械厂西安市710043)1摘要2通过对盘绕钢丝、刻槽破片筒、钢珠套三种威力结构的破碎性、飞散速度、杀伤面积等方面的分析与研究,以及54mm三无抛射榴弹的设计与试验,提出了采用盘绕钢丝作为威力结构的设计思想,为其它新型杀伤榴弹战斗部威力结构设计提供一些借鉴。1关键词2盘绕钢丝威力结构设计战斗部榴弹1问题的提出对于杀伤榴弹,其主要目的就是爆炸后飞散许多破片来杀伤、摧毁各种目标。破片对目标的杀伤破坏可以三种形式作用:击穿、引燃和引爆。但其主要是依靠它的动能来击穿有生战斗力
2、,起到杀伤作用。在54mm三无抛射榴弹设计中,对其威力结构的研究亦为主要方面之一。因此,提高杀伤威力是研究设计杀伤榴弹的主要任务之一。然而必须指出,战斗部的爆炸过程和破片的形成过程是极端复杂的,其影响因素较多,要想完全从理论上进行充分地描述,在当前来说还是有一定困难的。本文利用理论与试验结合的方法对杀伤榴弹战斗部威力结构进行一定程度的研究分析。2威力破片研究2.1破片形状选择对于杀伤榴弹的作用主要是靠威力破片来完成。而过去设计的杀伤榴弹,其威力结构只是光壁壳体,之后又在壳体内部衬有预先刻好沟槽的可控破片筒或直接在壳体上刻槽。但多次战争及
3、试验证明,这种杀伤弹的破片质量、大小不易保证一致,连片较多,又破片飞行速度衰减较快,则杀伤面积小,撞击目标动能又低。从60年代起,我国又开始研制以钢珠作为预制破片的杀伤弹。并已在许多杀伤弹种中采用。其结果表明:在同等条件下,杀伤面积远大于可控破片筒,且破片质量一致,破片飞散衰减慢,撞击目标动能大。但由于破片表面太光滑,所以对生物的杀伤效果不甚理想。于是,近些年来,许多国家都在搞一种可控破片盘绕钢丝作为威力结构,它所产生的破片呈枣核状(平面投影为棱形),两端具有锋利的尖刺,故具有良好的综合杀伤效果。为此,文章就以盘绕钢丝威力结构作为主要研
4、究对象,并与其它几种结构在破片质量基本相当的条件下进行分析比较。2.2破片质量设计在目前战争中,对杀伤榴弹威力问题提出了新的理论。即在战斗中,并不是非得将敌人杀死在战场上不可,而是要求杀伤榴弹能产生大量的破片来摧毁敌方的有生战斗力,何谓杀48弹箭与制导学报1997年伤,一名士兵丧失了完成指定任务的能力即可认为被杀伤,也就是说,现在的杀伤标准是把受伤的结果与行使职能的最低要求联在一起。因此在分析士兵完成本职任务时,主要是以这些最低要求为基础。在这种条件下,能看、听、想、互通信息和能完成被指定任务,则被认为是必须具备的基本能力,而丧失这些能
5、力就认为是丧失战斗力。一个死者对敌方来说并未带来多大负担,而一个伤者则需要医治、保护并撤至后方,给部队带来许多麻烦。于是使人员车辆均损失其战斗力,引起前线交通失调,混乱等等。此外,伤者自身也已产生了在军队作战的恐惧心理作用。根据上述理论,就应设计出规定形状、大小的预制或可控破片。在满足杀伤效应要求的前提下,破片质量应尽量取得小一些,这样就可以发挥其最大的杀伤作用。并随着弹丸口径的增加,破片的质量亦应设计得相应加大。破片的质量大了,保存速度能力提高,有效杀伤作用距离也增大。由于破片可以是多边形的,且在飞行中无规律旋转。破片与目标的遭遇面积
6、是随机变2qv量,故采用比动能es=来衡量破片的杀伤效应较为合适。2S2qves=2S则由1/3-Fkx/qv=v0e导出1/3qX=ln(0.707V0q/S#es)(1)Fk式中Fk一般取0.00405;S)))破片遭遇面积,不同破片有不同值。于是,根据杀伤不同目标所需的比动能,即可得到一条x~q的曲线,见图1。1/2-(q/L)另外战斗部作用后破片散布规律为N=N0e。根据扇形靶试验特点及破片飞散特点,在距炸点x处,破片数量至少为2PxN=QAx#A式中Q)))散布密度修正系数;lA)))扇形靶所对应的圆弧角,A=(l为圆弧长);
7、0.1745xA)))标准人形靶面积,取A=0.75。0.0211/2-(q/L)则x=N0e(2)Ql于是,根据有效破片数的要求又可得到一条x~q曲线,见图1。从图1可见,设计时在两条曲线交点附近为最佳范围。因为破片大小同时要受(1)、(2)两式约束,故两者都要兼顾。根据不同战术及威力指标要求,可稍微偏向一边。图1破片质量选择曲线再则,由于现代杀伤榴弹不可能是完全为第2期新型杀伤榴弹战斗部威力结构设计研究杨陕平49了对付暴露的人员目标,尤其是大中口径榴弹均要破坏装备器材、工事车辆等。因此,在确定破片质量时,还应兼顾对付其它目标要求,适
8、当调整最佳破片范围。2.3破碎性分析以往刻槽破片筒在弹丸爆炸后,连片相对多一些;钢珠方案只有少量破碎,试验时回收率较高;盘绕钢丝规律性较好,起爆后,连片少,断图2可控破片形状裂后的形状又锋利。盘绕钢丝可控破
