子母弹静态开舱抛射实验
弹药开舱传火装药研究
（ ．ｔｔ－ ｐ ｒｔｄ９ ７ ａ ｔｒ， ｆｉ０ ０ ５ ；． ｉ ｔｒ ｐ ｅｅ ｔｔ ｅＯｆ ｃ ｆｉ ｓｒｃ， ｆｉ０ ０ ５ ） １Ｓａｅｏ ｅａｅ ３ ４Ｆ ｃｏｙ Ｈｅｅ， ３ ０ ２Ｍ ｌａｙＲｅ ｒｓｎａｉ ｆ ｅｉ Ｈｅｅ ｔｉｔＨｅｅ， ３ ０ １ ｉ ｖ ｉ ｎ Ｄｉ １
赵 宜新等 ：弹药开舱传火装药研究
２０ 年第 １ ０６ 期
开舱传火装置由 传火系统和点火系统组成 ， 按其 结构组成又由中心管、 点火件、 导爆索组件、 传爆帽
等组成 。
有传火距离长、作用时间短、抗高过载冲击等优点， 热环境、电磁环境和长贮条件下 ， 安全性能好且作用 可靠性高。 开舱传火装药中使用的点火药和药管均具 有长贮密封性好 ， 防潮性能优 良， 且耐 自 燃温度较高
赵 宜新 赵彩莲 季正峰 ２
， ，
（． １国营 ９ ７ ３ ４厂 ，安 徽 ，合 肥 ，２ ０ １ ；２总 装 驻 合 肥地 区军 代 室 ，安 徽 合 肥 ，２ ０ １ ） ３０ １ ． ３ ０ １
摘
要 ：为实现某型子母 弹药母弹前开舱以及子 弹抛撒 出舱功能 ， 设计了开舱传火装药 ， 介绍此装置的结构及
开舱传火装药的主要功能是 当弹丸飞行到弹道
开舱 传 火装药 的物理描 述
１１ 结构爆轰起爆开舱传：装置， 尺 开舱传：装置作用后输出爆 尺 轰波点燃开舱装药装置， 开舱装药装置再爆燃产生大 量高压气体 ， 推动母弹内的推板 ， 将子弹快速推出母 弹舱体， 实现了母弹开舱功能及子弹抛撒功能。
开舱传火装药包括传火系统、 点火系统以及开舱 装药 ３ 大部分 ， 按其结构组成又分为开舱传火装置和
某型子母式强光爆震弹开舱方式研究
某型子母式强光爆震弹开舱方式研究王一飞;马永忠;罗鸿翔【摘要】为解决某型非致命强光爆震弹爆炸时存在金属破片杀伤, 造成人员致伤致残的问题, 开发了子母式强光爆震弹, 母弹在预定的区域开舱抛射出内装子弹, 子弹爆炸完成战斗任务, 母弹在爆炸前脱离, 消除杀伤性破片, 提高了弹药的安全性.不同的弹药抛撒技术不仅影响了弹药的结构, 同时也决定了弹药的战术性能.在对开舱起动压力和过盈配合的起动压力的计算基础上, 进行了试验测试, 确定了最佳开舱方式, 对小口径手投子母弹药的设计具有借鉴意义.%Aimed to the injury and disability issues were caused by the metal fragments of the certain flash grenade, the detachable flash grenade was developed.The main grenade threw the submunition in the predetermined area, then the submunition exploded.Before the blast, the main grenade was threw out without the destruction fragmentation.And the safety of the grenade was improved.The difference of the munition dispersion technology not only affects the structure of the munition, but also decides the tactical performance of the munition.Based on the theoretical calculation of the opening pressure and the calculation of the interference fit of the opening pressure, the best opening way is confirmed by the experimental test.It's important for the design of the small-caliber detachable grenade.【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】6页(P327-332)【关键词】子母式;强光爆震弹;开舱方式【作者】王一飞;马永忠;罗鸿翔【作者单位】武警杭州士官学校, 浙江杭州 310023;武警工程大学装备工程学院, 陕西西安 710086;武警工程大学装备工程学院, 陕西西安 710086【正文语种】中文【中图分类】TJ012.1强光爆震弹凭借着强烈的闪光、巨大的声响以及强大的冲击波[1-2]，在反恐作战、处突维稳中能够发挥较好的战术作用，但在处置群体性事件中，会出现强光致盲弹金属击针座致人重伤的现象，造成政治上的被动，极大地影响部队战斗力的发挥. 为了适应新形式下处突维稳的要求，研制更加安全的强光致盲弹迫在眉睫. 子母式弹药结构较为复杂，涉及的关键技术较多，其中弹药的开舱抛撒技术是实现子母弹设计的重点和难点，其不仅决定了弹药的结构，同时也决定了弹药的战术性能.某型子母式强光致盲弹弹径较小，复杂的弹体结构不仅会挤占内部装药空间，也会降低弹药的可靠性[3-4]. 因此，选择何种开舱方式就显得尤为重要. 目前，常见的母弹开舱方式主要有剪切螺纹或连接销开舱、弹体穿晶断裂开舱、爆炸螺栓开舱、导爆索切割开舱、径向应力波开舱等[5]. 根据该型弹药的实际特点，结合弹药具体战术要求，本文采用弹壳底盖与弹壳过盈配合的方式，利用针刺延期管燃烧后产生的火药气体引燃火焰延期管，并推动子弹顶开弹壳底座离开弹壳.某型子母式强光致盲弹弹体主要由发火机构、母弹弹体、母弹底盖、子弹弹体、子弹弹盖等部分组成. 弹药的装配图如图 1 所示.弹药作用原理为利用针刺延期管产生的火药气体推动子弹顶开弹壳底盖，实现子弹抛离. 同时，引燃火焰延期管，实现子弹在弹药外部爆炸，形成强闪电和强声响.将弹体底部圆孔边沿进行单元格划分，取弹底一单元体，用σ1, σ2和σ3表示3对相互垂直主平面上的主应力，如图 2 所示. 当弹底受力时，单元体尺寸发生改变，ε1, ε2 和ε3表示σ1, σ2和σ33个方向的主应力. 对于各向同性材料，在小变形条件下，应用变形叠加原理[6]，主应变ε2可以看作是各个主应力单独作用时，在σ2方向上产生的应变叠加的效果. 因此，ε′, ε″和ε‴分别由σ1, σ2和σ3单独作用.式中： E为弹底材料的弹性模量；μ为弹底材料的泊松比. 则σ2方向上的总应变为式中：σ1是由开舱药在弹内燃烧产生的内外压差所产生的，于是σ1=p3-p1，其中， p3为开舱药瞬间燃完后，弹药未开舱前，弹底盖上的压应力， p1为大气压.在σ2和σ3所在的平面上，根据有限元分析可知[7]，径向压应力是均布的，用p表示，如图 3 所示，则σ2和σ3为于是式(2)可化为对金属、工程塑料等材料所制作的弹体进行静爆实验，在据炸点1 m处所建立的肥皂块墙展现的破坏程度发现，现今装备部队的非致命弹药采用易破碎的工程塑料，能够减少杀伤破片的产生，提高弹药的使用安全性. 但是，薄壁结构的工程塑料在受到外部压力、温度变化等影响后极易变形. 因此，当针刺延期管内部火药燃完时，弹体内部产生的气压瞬间大于大气压，弹体底部发生形变， p急剧变小，弹体内部火药气体推动子弹和弹体底盖，抛出弹体. 为了便于计算，可认为p远小于开舱药未燃烧时的压应力，同时，参考《机械设计手册》，工程塑料的摩擦系数较小，计算过程中忽略摩擦力[8]，可认为当p=0时，是子弹抛出的临界值. 于是在主应力σ2方向上所产生的径向形变ε2为式中： d1为弹体内径； d2为底盖凸台的直径；Δd为过盈量. 于是母弹瞬间开舱，盖上产生的临界气体压强为母弹中的发射药爆炸后，炸药能量以及母弹在抛掷过程中的动能转化为子弹动能、母弹壳体动能、爆炸产物动能及内能. 由于实验设计为地面静爆实验，所以母弹初始动能为0. 即式中：θV为延期药爆炸能；ν1为母弹弹壳爆炸后速度；ν2 为子弹爆炸后初速度； E1为爆炸产物内能； E2为爆炸产物动能； M1为母弹弹壳质量； M2为子弹质量. 根据动量守恒得爆炸产物内能为式中：p, υ 分别为爆炸产物的压力和体积比；γ为多方指数; ω为爆轰参数. 若装药为瞬时爆轰，爆轰产物按的膨胀规律[9]，则有式中： r0， r分别为壳体初始半径和膨胀半径； b为形状系数，对于圆柱壳体，b=2. 由于实验弹体为子弹从底部壳体弹出，膨胀半径r为无限大，所以E1≈0，则式中： q为延期药质量，ν3为爆炸物产物的出弹体速度. 所以子弹弹出后，沿地面作滑动摩擦，子弹动能转化为摩擦做功，即经查表可知：子弹壳体材料为聚丙烯，与地面摩擦系数为0.4～0.6，取平均系数0.5；延期药为单基药(硝化棉)，其爆轰参数为 827 J/g[10]；子弹质量M2=38 g，母弹弹壳质量M1=24 g.如果认为火药气体所有能量转化为子弹和弹体动能，则此时s一定大于实际值，同时考虑到s要小于5 m，可简化计算，忽略E2的值. 因此，所设计的弹药实际移动距离必然小于5 m.过盈配合在加工制造方面要求精度高，但是结构更加简洁，对于子母式防暴弹药来说，是另一种操作性更强的设计选择.由于采用过盈配合结构的弹药是利用弹体与弹底之间形成挤压和摩擦而达到连接的效果，因此，在弹药开舱过程中，弹体势必会发生膨胀，不便于计算. 于是，为更准确地分析弹体与弹底之间的挤压情况，利用Abaqus有限元分析软件，对弹底与弹体接触面产生的挤压力进行有限元分析，对比了两种过盈量的结构，过盈量分别是0.08 mm和 0.04 mm，仿真结果如图 4 所示.根据仿真结构发现，弹底与弹体之间压应力并不是均匀分布的，这是由于母弹为薄壁圆桶，母弹底盖与母弹结合后，母弹尾部呈现喇叭状的扩张结构. 因此，弹体与弹底之间的压力呈现由外到内逐渐增加的趋势.根据上述仿真建模，分别取弹底盖与弹体上存在应力的接触面上3个点，绘制压力变化图，如图 5，图 6 所示.根据上述分析，设计了某型子母式强光致盲弹开舱性能试验，利用理论计算和试验测试，选择母弹的开舱方式.考虑弹药战技术指标的要求，明确子弹最终的停止点要与开舱点之间的距离控制在5 m之内. 因此，就要求严格控制开舱药所释放的能量. 在弹药设计时，考虑开舱能量来源主要由延期管点火药和3#小粒黑火药两部分组成，结合理论计算和试验测试的结果，最终确定开舱药量.采用ABS工程塑料与加工工厂合作制作了试验样弹，弹壳内径为31.7 mm，壁厚为3 mm. 如图 7 所示，子弹弹体材料选用ABS工程塑料，内装细沙. 在子弹壳体上方放置开舱药室，内装3#小粒黑火药，母弹弹体和底盖采用过盈配合，将试验样弹放置在固定点，测量开舱后模拟子弹与固定点之间的距离.分别采用0.04 mm和0.08 mm两种尺寸过盈配合结构，分别加入单个延期管点火药、延期管点火药+0.1 g黑火药和延期管点火药+0.3 g黑火药3种不同药剂成分在水泥地面上进行对比试验.根据机械设计手册， h一般为螺纹外径的2倍，取τ=0.5[σ]，[σ]为ABS塑料的许用应力，[σ]=σs/n，σs为ABS塑料的屈服极限，σs=30.79 MPa， n为安全系数，取n=5， E=2 GPa，μ=0.36，计算与试验结果见图 8，图 9.根据图 8，图 9 试验结果发现，采用过盈配合结构的试验样弹均实现开舱，尤其在采用延期管点火药作为弹药开舱药，基本能够满足指标要求，不仅减少了火药量，也有利于降低子弹抛出时的瞬时速度，不会对目标人群造成伤害. 但是受弹药加工时制造工艺精度的制约，开舱距离的变化幅度较大，稳定性不高.对比两种尺寸发现，过盈配合的弹药实现开舱所需的药量较小，延期管点火药所产生的能量就可以实现开舱，子弹抛出时瞬时速度较小，不会对人造成伤害，但是受生产加工精度的影响，开舱距离变化幅度较大，子弹抛出时瞬时速度变化较大，不易控制.此外，考虑到弹药的非致命性以及战术指标要求弹药开舱距离不大于5 m等因素，弹底盖与母弹弹体之间采用过盈配合，过盈量为0.04 mm，利用延期管点火药为弹药提供开舱时所需的能量，不再添加黑火药.【相关文献】[1] 赵陕东，马永忠. 非致命武器与警用器材[M]. 北京：兵器工业出版社， 2005.[2] 霸书红，焦清介，杜志明. 强光致盲弹药技术的研究[J]. 含能材料， 2006， 14(2)： 118-121. Ba Shuhong， Jiao Qingjie， Du Zhiming. The research of the flash blinding technology[J]. Journal of Energetic Materials， 2006， 14(2)： 118-121. (in Chinese)[3] 李玉平，刘玉存，于雁武. 烟火药做功能力测试研究[J]. 含能材料， 2010， 18(4)： 402-404. Li Yuping， Liu Yucun， Yu Yanwu. Power test of pyrotechnics by lead black method[J]. Journal of Energetic Materials， 2010， 18(4)： 402-404. (in Chinese)[4] 王一飞，马永忠. 起动压力的理论计算和实验方法[J]. 黑龙江科技信息， 2013， 18(26)：154-155.Wang Yifei， Ma Yongzhong. The starting pressure of the theoretical calculation and theexperimental method[J]. Heilongjiang Science and Technology Information， 2013，18(26)： 154-155. (in Chinese)[5] 黄蓓，王浩，陶如意. 带导向管的子母弹活塞式抛撒弹道建模及数值仿真[J]. 兵工学报， 2009，30(12)： 1584-1589.Huang Bei， Wang Hao， Tao Ruyi. Ballistic modeling and numerical simulation of cluster bomb with piston dispensing and guiding tube [J]. Acta Armamentarii， 2009， 30(12)：1584-1589. (in Chinese)[6] 王帅，陶如意，王浩，等. 子母弹内燃式气囊抛撒内弹道建模及数值仿真[J]. 弹道学报，2009， 21(3)： 57-60.Wang Shuai， Tao Ruyi， Wang Hao， et al. Interior ballistic modeling and numerical simulation for the internal combustion gasbag of cluster muniton[J]. Journal of Ballistics，2009, 21(3)： 57-60. (in Chinese)[7] 钱林方. 火炮弹道学[M]. 北京：北京理工大学出版社， 2009.[8] Qian L F. Artillery ballistics[M]. Beijing： Beijing Institute of Technology Press， 2009.[9] 翁春生，王浩. 计算内弹道学[M]. 北京：国防工业出版社， 2006.[10] 金志明. 枪炮内弹道学[M]. 北京：北京理工大学出版社， 2004.。
大口径子母弹开舱抛撒结构设计及分离流场模拟的开题报告
大口径子母弹开舱抛撒结构设计及分离流场模拟的开题报告一、研究背景随着人们对空气质量的重视、航空业的快速发展以及军事技术的不断提高，大口径子母弹的应用范围逐渐扩大。
而在大口径子母弹的实际应用中，开舱抛撒结构的设计和分离流场的模拟是关键问题之一。
因此，本文旨在通过分析大口径子母弹开舱抛撒结构的特点和原理，设计出更优秀的开舱抛撒结构，并进行分离流场模拟，从而提高大口径子母弹的实战能力。
二、研究内容1. 大口径子母弹开舱抛撒结构的特点和原理分析在大口径子母弹发射过程中，子弹和母弹由于其不同的质量和体积，在飞行过程中会产生不同的运动状态，因此需要进行分离。
而开舱抛撒结构是实现此过程的核心。
本文将分析开舱抛撒结构的设计原理、结构特点和工作原理，为后续的设计和模拟提供理论依据。
2. 大口径子母弹开舱抛撒结构的设计在分析了开舱抛撒结构的原理和特点后，本文将在此基础上进行结构设计。
我们将利用 CAD/CAM 技术进行 3D 环境下的开舱抛撒结构建模，然后在有限元模拟软件中进行结构分析和优化，以得出更加合理和优秀的开舱抛撒结构。
3. 大口径子母弹分离流场的数值模拟对大口径子母弹分离流场的模拟是评估这种武器实战能力的关键因素之一。
因此，本文将利用计算流体力学（CFD）软件对大口径子母弹分离流场进行数值模拟。
通过对分离流场的模拟，可以得出大口径子母弹分离过程中气动特性的重要参数，为改进和优化其性能提供重要依据。
三、预期成果本文旨在深入研究大口径子母弹开舱抛撒结构的设计及其分离流场模拟，并实现以下预期成果：1. 分析大口径子母弹开舱抛撒结构的特点和原理，为后续的设计和模拟提供理论依据。
2. 设计更优秀的大口径子母弹开舱抛撒结构，优化其结构尺寸和气动特性。
3. 通过数值模拟，获得大口径子母弹分离流场的重要参数，以评估其实战能力。
四、研究方法本文主要采用以下研究方法：1. 文献综述法：通过查阅相关文献，了解大口径子母弹的结构特点、工作原理和实际应用情况。
制导子母弹开舱决策方案研究
可行的。
关键词 ： 制导子母弹 ； 开舱决 策； 流程 ； 可行性 中图分类号： Ｐ７ ． Ｔ２３５ 文献标识码 ： Ａ
Ｓｕ ｙｏ ｒｊ ｃｉｎ Ｄｅ ｉｉｎ ｏ ａ ｇ ｒｊ ｃｉ ｔ ｄ ｎＰ ｏ ｔ ｃｓｏ ｆＣ ｒ ｏＰ ｏ ｔ ｅ ｅ ｏ ｅ ｌ
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ｃ ｎｅ ｔ ａｅ ｅｃ ｉｉｇ ｔｅ ｅ ｓ ｎｉｌ ｆｄ ｓ ｂ ｔ ｎ ｄ ｃｓ ｎ ｔｄ ｉｇ ｔｅ ｐ ｏｅ ｔ ｎ ｄ ｃ ｉ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏ ｔ ｓ ｒ ：ｄ ｓｒ ｎ ｈ ｓｅ ｔ ｉ ｒ ｕｉ ｅ ｉ ｏ ；ｓ ｙｎ ｈ ｒｊｃｉ ｅ ｉ ｏ ｓ ｈ ｍ ．Ｔ ｅ ｎ ｂ ａ ｏ ｔ ｉ ｏ ｉ ｕ ｏ ｓｎ
维普资讯
第２卷 ０期 ４ 第 ４
文章编号 ： ０ ９ ４ （０ ７ ０ ０ ３ ０ １ ６— ３ ８ ２０ ）４— ０ ２— ０ ４
计 算 机 仿 真
２７ ４ ０ 年ｏ月 ０
制导 子 母 弹 开舱 决 策 方 案研 究
张靖 男 ， 兴锋 ， 赵 郑志 强 黄柯 棣
Ｚ ＨＡＮＧ Ｊｎ ｉ ｇ—ｎ ｎ，Ｚ ａ ＨＡＯ Ｘｉｇ —ｆｎ ，Ｚ ｎ ｅｇ ＨＥＮＧ Ｚ ｉ—ｑ ａ ｇ ｈ ｉ ｎ ，ＨＵＡＮＧ Ｋ —ｄ ｅ ｉ
一种模拟旋转抛射试验装置的结构设计.doc
1 绪论1.1 课题背景子母弹是以均匀散布的子弹覆盖目标，提高有效的杀伤范围的一类武器。
子母弹的战术技术要求决定了子弹在目标区上空要呈现均匀的散布状态，而能否达到要求的散布就离不开抛撒技术。
子母弹抛撒技术是子母武器系统的关键技术之一。
本课题在子母弹技术研究基础上，设计出一种静态地面模拟试验装置（带传动或齿轮传动机构），并进行结构优化设计，能够满足系统对该机构的结构强度，对子母弹抛撒技术研究的工程研制提供帮助。
弹药抛撒技术是指将不带制导或带制导的子弹药，从炮弹、火箭弹、炸弹和地地战术弹道导弹等载弹中，按预定的作战任务要求抛撒出来的技术。
子弹药的抛撒技术也就是子弹药抛撒系统的有关技术弹药抛撒技术是一项很复杂的技术，它涉及到机械学、理论力学、动力学、热力学、流体力学等许多学科方面的问题。
具体来说，它涉及到子弹药在母弹中的安装问题、如何从母弹中抛撒出来的问题、子弹药的抛撒高度和抛撒时的初速度/角度、抛撒后弹药的飞行姿态、子弹药抛撒后的分布形状和分布密度、以及子弹药的抛撒方向和子弹药下落路线等一系列技术问题。
1.2 子母弹的国内外发展现状20世纪80年代初期，美国波音公司，曾为美国国防高级研究计划局的"突击破坏者"计划，发展了一种导弹用带动力的子弹药(子导弹)抛撒系统，即T-22地地战术弹道导弹的子弹药抛撒系统。
美军现役的ATACMS陆军地地战术弹道导弹的子母战斗部，可能也是采用的这种抛撒系统。
该系统是一种后向抛撒系统，它由发射管支撑体(一金属园筒)、发射管、发射管与支撑体连接件、发射管控制杆(铰链连接)、棘轮爪、作动机构、活塞管、点火导线、热气发生器、活塞、活塞杆前平板、气体发生器、棘轮装置、作动器连杆(园柱形)圆形基座等部分组成。
每一个发射管装一枚子弹药，其子弹药可以是带制导的，也可以是不带制导的，但是，这种抛撒系统大多被用作带制导子弹药的导弹子母战斗部的抛撒系统。
子弹药的抛撒是由母弹弹上携带的微机自动控制的，它可以单发抛撒，也可一组子弹药以齐射方式抛撒。
子母弹抛撒技术综述
子母弹抛撒技术综述
张本;陆军
【期刊名称】《四川兵工学报》
【年(卷),期】2006(027)003
【摘要】子母弹是以均匀散布的子弹覆盖目标,提高有效的杀伤范围的一类武器.子母弹的战术技术要求决定了子弹在目标区上空要呈现均匀的散布状态,而能否达到要求的散布就离不开抛撒技术.子母弹抛撒技术十分复杂,它涉及到许多问题,本文介绍了子母弹抛撒一些主要方法,对燃气推动式抛撒进行了重点介绍,并对我军子母弹抛撒技术的发展提出了一些建议.
【总页数】4页(P26-29)
【作者】张本;陆军
【作者单位】石家庄军械工程学院,河北,石家庄,050003;石家庄军械工程学院,河北,石家庄,050003
【正文语种】中文
【中图分类】TJ4
【相关文献】
1.基于双目立体视觉技术的子母弹抛撒面积测量方法研究 [J], 薛英娟;郝利华
2.子母弹抛撒过程中的存储遥测技术 [J], 原晓洁;范锦彪
3.子母弹抛撒角速度测试技术研究 [J], 刘朝华;祖静;马铁华;范锦彪
4.子母弹中心管式静态抛撒仿真技术研究 [J], 许胜刚;蔡汝山;李劲
5.子母弹中心管式静态抛撒仿真技术研究 [J], 许胜刚;蔡汝山;李劲;
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利用母弹开舱过载的压电点火器研究
利用母弹开舱过载的压电点火器研究
刘飘楚
【期刊名称】《火工品》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】讨论了弹箭(子母弹)利用母弹开舱抛撒子弹瞬间形成的过载挤压子弹内置的压电陶瓷环,形成脉冲电流(高电压、小电流)至固定的电点火头,实现点火的工作原理及点火能量计算.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】刘飘楚
【作者单位】北京理工大学机电工程学院,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TJ459
【相关文献】
1.子母弹开舱高度的高低散布研究 [J], 王兆胜
2.某型子母式强光爆震弹开舱方式研究 [J], 王一飞;马永忠;罗鸿翔
3.GPS精度及母弹开舱问题的研究 [J], 石岩;王秀君
4.超音速子母弹开舱后流场特性研究 [J], 陶如意;江坤;赵润祥;王浩
5.高速旋转子母弹开舱高度自适应技术研究 [J], 李东光;殷跃强;杨瑞伟;赵水平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
催泪子母弹对体目标作用效能研究
催泪子母弹对体目标作用效能研究李青;陈佳欣;彭维仕【摘要】A discrete algorithm for the intersection volume is proposed to evaluate the fighting efficiency of the Multiple Tear Bomb (MTB). First,the structure and working principle of the MTB is analyzed. Second,the bullet motion model is presented based on the ballistic model of the MTB. Finally,after the definition of the volume function efficiency,a discrete algorithm for the intersection volume is designed to calculate the volume between the bullet and the target. Furthermore,it is nature to obtain a new evaluation method,that is,the evaluation of the MTB for the volume target in terms of the discrete algorithm for the intersection. Simulation shows that the proposed method is simple in principle, the computation is small, the maneuverability is strong and the characteristics of high applicability.%为了科学合理地评估催泪子母弹对体目标的作用效能,提出一种新的催泪子母弹对体目标作用效能评估方法.在分析催泪子母弹结构组成和工作原理的基础上,对催泪子母弹的外弹道模型进行了研究;基于外弹道理论,建立了催泪子母弹子弹运动的数学模型.根据催泪子母弹作用目标的特征,定义了子母弹作用体目标的作用效能——体积作用效能,并提出了一种离散求积的算法进行求解;得到了一种新的催泪子母弹对体目标作用效能的体积作用效能评估方法.仿真表明:提出的体积作用效能评估方法具有原理简单,运算量小,可操作性强,适用性高的特点.研究工作为催泪子母弹作战运用及性能优化提供了科学指导.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2018(043)005【总页数】5页(P58-62)【关键词】非致命武器;催泪子母弹;离散求积法;作战效能;体目标【作者】李青;陈佳欣;彭维仕【作者单位】武警工程大学,西安 710086;武装警察部队北方机动总队,石家庄050800;武警工程大学,西安 710086;武警工程大学,西安 710086【正文语种】中文【中图分类】E924.3;TJ413+.30 引言当前复杂的国际环境和地区冲突，导致恐怖事件频繁发生。
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雷管 :电雷管 。
2 实验弹工作原理
点火控制系统收到引爆信号 ,引爆母弹上头部 处雷管 ,雷管一方面引爆开舱系统 ,把母弹外壳切成 四片并向外抛出 ,另一方面通过引爆传爆序列引爆 黑火药柱轴心的纵向导爆索 ,进而引爆黑火药柱 ,使 其在药室内燃烧或爆燃 ,生成高温 、高压燃气 ,通过 气孔进入弹射金属箔和上下遮板组成的密闭空间 , 使其中压强急剧增加 ,弹射金属箔迅速膨胀 ,推动子 弹运动 ,最终弹射出去 。
关键词 子母弹 ;发射药 ;实验 中图分类号 J 414. 5
近几年来 ,子母弹已经成为常规战斗部中的主 要弹头种类之一 ,其作用越来越受到重视 。战术子 母弹的结构部件多 ,其中开舱抛撒机构是最重要 、最 复杂的部件之一 ,其性能直接影响子弹在目标区域 的散布范围和密度分布 。目前 ,一般在野外靶场进 行子母弹实物或半实物开舱抛撒实验 ,远距离测量 开舱过程中的某些重要参数 。这种野外实验的人力 物力花费大 、周期长 。为此 ,本文提出在实验室内进 行模拟实验 ,通过高速摄影机拍摄开舱过程 ,以便在 大大减少费用 、缩短实验周期的情况下 ,获得必要的 实验数据 。
本文基于一种自行设计的子母弹模型进行了实 验 ,对结果进行了扼要分析 。
1 实验装置
子母弹的主要部件有铝合金圆筒形外壳 、半球 壳形头帽 、开舱系统 (4 条轴向 V 型聚能切割索) 、抛 撒金属箔 、3 号空心黑火药柱 、导爆索 、轴对称花瓣 式空心金属骨架 、蒙在骨架侧表面的弹射金属箔和 上下遮板 、传爆序列以及点火控制系统等 。弹射金 属箔和上下遮板组成一个密闭空间 。骨架的 4 个凹
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子 v/ mm·s - 1 173 384 172 515 171 359 170 203 169 320 弹
4
s/ mm
356
445
536
633
708
已经完全切割开 ,因此可以同时起爆开舱系统和主 火药 。
如果黑火药处于燃烧状态 ,其完全燃烧至少需 要 50ms. 测试结果表明 ,起爆 4ms 后子弹即被抛射 , 因此可以断定黑火药属于爆燃状态 ,其爆燃速度远 远大于燃烧速度 。主要原因是黑火药由导爆索从轴 心强起爆 ,同时又在狭小空间内进行 ,因此形成爆 燃 ,又黑火药的壁厚仅 5mm ,因此在形成稳定燃烧 以前黑火药即爆燃完毕 。母弹爆炸后 ,各枚子弹分 别沿 4 个基本垂直的方向飞出 ,由时间 - 速度曲线 可以看出 ,第一枚速度有增大的趋势 ,二 、三 、四枚子 弹有减小的趋势 。由于药室内的装药的密度 ,物理 化学性质不可能完全均匀 ,其燃爆速度以及形成的 推力有区别 ,所以 4 枚子弹的飞出速度和加速度都 有差异 , 但速度总体在 152m/ s 和 173m/ s 之间波 动 ,与预期基本吻合 。
第23卷第2期 2002年5月
兵 AC TA
工学 A RMAM EN
报 TA R I I
VMola.y23 N2o00. 22
子母弹静态开舱抛射实验 3
孙新利 蔡星会 王少龙
范武杰
(第二炮兵工程学院)
(西安机电信息研究所)
摘要 本文根据在实验室内进行的子母弹开舱抛撒和子弹抛射模拟实验 ,研究了母舱抛撒方式和 抛撒机构的作用原理与作用效果 。详细阐述了实验装置结构组成和实验方案 ,进行了多发子母弹静态 模拟实验 ,采用高速录相机和激光摄影机分别清晰地记录了子母弹的开舱抛撒和子弹运动过程 。对实 验结果进行了处理和扼要分析 ,获得了子弹运动速度 。数据分析表明 ,在轴心强起爆条件下 ,黑火药呈 爆燃状态 。实验结果还表明 ,实验方案可行 ,子母弹模型设计基本合理 ,实验结果对子母弹的研究有一 定参考价值 。
1995. 85～93 5 周起槐 ,任务正编著. 火药物理化学性能. 北京 :国防工业出版社 ,
1982. 59～64
PROJECTIL E TESTS FROM A BOMB D ISPENSER
S u n Xi nli Cai Xi nghui W ang
( PLA Artillery Force No. 2 Engineering
图 4. 1 母弹初始状态图 Fig. 4. 1 Initial state of bomb dispenser
4. 2 切割索解爆开舱系统 Fig. 4. 2 Cutting t he bomb dispenser
cutted by t he cutting cord
图 4. 3 子弹在 t1 的飞行状态图 Fig. 4. 3 Flying attitude of sub2
实验采用了 nac E210 高速摄影机 ,拍摄速度每 秒2 000幅 ,焦距 25 的镜头 ,拍摄视场 118m.
4 实验结果与分析
4. 1 测试结果 拍摄得到的一组典型照片如图 411～图 414 所
示。 由图 4. 1～图 4. 4 可以看到 ,模拟弹的爆炸比
较理想 ,四枚子弹按照设计的要求 ,分别沿基本垂直 的 4 个方向飞出 。采用 nac MOV IAS 100 影片运动 数据分析处理系统处理所拍摄到的爆炸图像 ,得到 5 个典型时间点的速度和位移 (如表 4. 1 所示) ,以 及时间 - 速度 、时间 - 位移曲线 (如图 415 所示) 。
第 2 期 子母弹静态开舱抛射实验
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子弹 :外径 D3 = 13mm ,长度 L = 112mm , 质 量 M = 0. 07kg ;
黑火药柱 :密度 ρ = 1. 65g/ cm3 ,外径Φ23mm , 内径 D = 13mm ,长度 L = 112mm ,线性燃速 D0 < 10cm/ s ;
图 1. 1 子母弹结构 Fig. 1. 1 Conformation of t he device
主要部件参数如下 : 圆筒形外壳 : 外径 D1 = 47. 5mm , D2 = 45mm , 长度 L = 112mm ;
2001 年 5 月收稿 ,2002 年 1 月定稿 。 3 国防科技重点实验室基金资助项目 (98J S34. 2. 1JB4701) 3 国家自然科学基金资助项目 (49974029)
的燃烧速度一般小于 10cm/ s ,可以预计当二者同时 起爆时 ,厚度 5mm 的黑火药药柱完全燃烧以前壳体
实验结果表明 : (1) 可以同时起爆黑火药和开舱 系统 ; (2) 黑火药在导爆索强起爆下 ,形成爆燃 ,没有 形成稳定燃烧 ; (3) 在实验室内采用这种子母弹模型 模拟子母弹的开舱抛撒过程是可行的 ,能够获得许 多有价值的参考数据 ,对于设计和研究子母弹的抛 撒机理 、了解结构的合理性有一定的参考价值 ,是子 母弹研制前期中的一种简单经济方法 。
槽内放置 4 枚子弹 ;每个凹槽底部沿轴向均匀地分 布 12 个 Ф1. 5mm 气孔 ,用以喷射燃气 ;在靠近母弹 外壳的 4 个较小的凹槽内放置 4 条 V 型切割索 ;黑 火药柱置于骨架的空心洞内 ;纵向导爆索置于黑火 药柱的轴心 。装置截面如图 111 ( 1 金属箔 ; 2 外 壳 ; 3 骨架 ; 4 子弹 ; 5 药柱 ; 6 切割索 ; 7 导爆索 ; 8 气孔) 所示 。
Tab. 4. 1 The velocity values and displacement values at different times
t/ ms
0. 5
1. 0
1. 5
2. 0
2. 5
子 v/ mm·s - 1 172 456 172 566 172 704 172 841 172 941 弹
子弹的初始运动速度受多种因素影响 ,例如炸 药种类 、密度 、制造方式 、骨架强度 、骨架上气孔数目 和孔径 、金属箔的拉伸强度和剪切强度 、子弹质量 等 。结合炸药状态方程和实验模型 ,子弹初始速度 的估算结果为 157m/ s.
3 实验方案
具体方案如下 :将子母弹模型悬空吊起 ,母弹弹 轴与高速摄影机的光轴同轴 。高速摄影机发出同步 电信号 ,起爆雷管 ,同时 ,高速摄影机开始拍摄 ,记录 开舱 、抛撒 、子弹运动过程及轨迹 。通过对子弹运动 轨迹的分析 ,可以获得子弹运动速度等重要参数 。 高速录相机与高速摄影机同步启动 。
5 结论
图 4. 5 4 枚子弹的时间 —位置曲线 和时间 —速度曲线
Fig. 4. 5 The relations between velocity and displacement vs time for every sub2ammunition
4. 2 结果分析 线性聚能切割索的爆速达 6 100m/ s ,而黑火药
ity of t he sub2ammunition was obtained. It was shown t hat t he gunpowder is in a state deflagration upon
power detonation along t he axis. It was also shown t hat t he scheme is operable and t he design seen to be
The process of action of t he sub2ammunition and cutting cabin were recorded distinctly wit h high2speed
video tape recorder and laser camera. The experimental result s were handled and analyzed concisely. Veloc2
参考文献
1 松全才等. 炸药理论. 北京 :兵器工业出版社 ,1997. 302～327 2 陈章清 ,陈传昌. 子母弹燃气抛放装置的分析和计算. 兵工学报弹