聚能破甲效应 终点效应学.pdf

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1、第五章聚能破甲效应陈智刚1310344550020J(JI201195-1概述聚能装药(空心装药、成型装药)，在一端有空穴，另一端有雷管的炸药药柱，通称为空心装药.空穴形状:半球、锥形、喇叭、钟形等.英美1888年一门罗效应Munroe;欧洲冯·福斯特VonFoester、纽曼Neumann效应，俄国1865年空心装药原理运用于雷管。1883年M'菲勒斯捷勒和p.乌多进行了理论研究，1888年马普罗出版成型装药专著。1914年出现了第一个军用专利.1923.1926M'苏哈列夫斯科教授系统的进行了聚能效应研究:1936年美国物理学家R伍德发现凹槽内加金属

2、单获得高速射流:1938年德国人F.Thomanek发现了金属药形罩对聚能装药终点弹道性能的重要性.成型装药的由来(a)(b)(c)(d)不同装药结构的穿孔能力6'•••A，-'.."(U"tlVI!~,ootípaw'<<"lu,'P(!3:'1(.ml1mottttlp叫树时0-火jrüεn睛'1IIIOOrJ句hbLTIJ"'J'.W)f，幽fmUfJU，，"~'/Ufð(咱w‘"EKG且占2且4且不同装药结构的穿孔能力无孔穴装药无ER有孔穴辈革药SHAPEOC陆民GEt.lOOElC民正:.UEDIJYT民UEG同盼SttAPt:OC以RGEt

3、.400ELa奄ATEOIJYT向UEG阳OTImc~0nlllc~•fvF事何单击酣有孔穴有m有炸商装药有孔穴有mo炸高装药SHAPEDC刷队ßGEI.IOOElCRfATEDBVτRUEGRIOT1me:0，_.叩志明也阳'(0IJVIlIU(GIII)r_"Ir'r'请单击图片成型装药结构典型成型装药SHAPEOCHARGE1.400ElCRE阳EOBYffiυEGRIOTìmo:~0rY请单击上国(b)(.)(')运动体动态压力，P.,.,=200GPa,P.H"=20GPa。材料应变率，10"-10'/8，最大应变值会很快达到10倍以上材料动态

4、屈服极限。头部速度，8-10Km/8。锥形装药所产生的金属聚能流随锥角的变化而变化，其外形和物理参数也发生着变化。金属射流头部速度大约为6~8km/s，尾部的速度大约为2km/s。射流质量约占金属质量的10%~30%，其它金属部分形成跟在高速射流后面以较低速度运动的样体。样体的约为1.Skm/s以下，由于射流速度分布不均匀，所以射流的长度随时间而变长。一般情况下，射流的直径也是不均匀的，头部细、尾部较粗，对于一些典型的破甲弹，射流直径尺寸约为数毫米(2-4mm)，长度为数百毫米这一数量级。射流飞行一定时间以后，越拉越长，最终断裂成一串不连续的小段或颗粒。

5、如在这种情况下侵彻穿甲板，破甲能力将显著降低。"圳、高速射流垂直侵彻装甲板时:m射流头部先在装甲板上开出一个时A斗坑，这时有少量材料翻出形翩成凸边。随着装甲板上的穿孔不酣断加深，而孔径逐渐变细，在较m长的一段(约占总孔深的80~90，~%)，孔径变化缓慢，这一阶段是L1IIIIII侵彻的主要阶段，称为稳定侵彻""1111阶段。蝇州时摆明陋的酬成型装药的聚能效应的主要特点是能量密度高和方向性强，仅仅在锥孔方向上有很大的能量密度和强烈的破坏作用，适于需要局部破坏的领域。通过实验研究发现，圆柱形的普通炸药柱时，爆轰产物以近似垂直药柱表面的方向I•朝四周飞散。而

6、有锥孔的圆柱形药柱爆炸后，锥孔部分的爆轰产物向轴线集中，汇聚成一股速度和密度都很高的气流，这时爆轰产物的能量集中在较小的范围内，即为聚能效应。轰产物向轴线汇聚过程中，一方面由于爆轰产物以一定速度沿垂直于锥孔表面的方向朝轴线汇聚:另一方面，由于稀疏波的作用，汇聚到轴线处的爆轰产物又会迅速地向周围低压区膨胀，使能量分散开。因此，爆轰产物只能在短时间内和距药柱端面某一近距离内保持高度集中。爆辈产物飞散且噩能气流汇噩如果在成型装药的锥孔表面加上一个金属罩，则爆炸后的轰产物将推动罩壁向轴线运动，将能量传递给金属罩，这样就可以避免气体的高压膨胀引起能量再度分散。罩壁

7、在轴线处碰撞时，罩内表面的速度比药型罩压垮闭合时的速度高出1~2倍，使金…中的动能进一步提高，形成高速的金属射流。对这一机理的认识，为破甲弹的发展奠定了理论基础。爆装产物E散及聚{世金属射流的汇聚E=1ρwD2+工AD28ι24ι右边第一项为势能，第二项为动能，一般炸药的势能约占总能量的3/4，而动能仅占114。破甲效应是靠动能实现的，如果设法把能量尽可能多的转换成动能，将有利于提高破甲能力。加上金属药型罩后，由于金属的可压缩性很小，因此，其内能增加也很小，能量形式极大部分表现为动能。以RDX炸药为例，其爆轰波阵面的能63量密度约为2X10J/cm，而铜

8、破甲射流头部速度可达8000m/s;此时能量密度将为29X106J/cm3，即可