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高效毁伤弹药技术的优化方法

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:MEFP战斗部起爆后可形成许多EFP弹丸,用于攻击轻型器材目标。当随进杀伤爆破钻地弹进入目标内部后,其所配用的引信经预定延期后起爆,重创目标。

高效毁伤弹药技术的优化方法

1.多模战斗部技术

多模式战斗部可根据目标类型的不同自适应起爆,形成对目标的最佳毁伤元来毁伤目标。多模式战斗部也称为可选择战斗部,包括多模式爆炸成形弹丸(EFP)战斗部和多模式聚能装药(SC)战斗部。一般有以下5种作用模式。

(1)分段/长杆式EFP(或射流)模式,形成射流或呈线状飞行的金属段或延长的弹丸,可近距离对付重型装甲目标。

(2)飞行稳定EFP模式,形成一个或几个飞行稳定的EFP,可远距离攻击轻型装甲目标。

(3)定向破片模式(或多枚EFP),在特定方向上形成破片群,可对付武装直升机无人机、战术弹道导弹等目标。

(4)全方位破片模式,可形成大范围破片,有效杀伤地面人员。

(5)掩体破坏模式,形成扇状射流或长径比小的EFP侵彻体,用于破障和攻击混凝土工事目标。

多模式战斗部可将弹载传感器探测、识别并分类目标的信息(确定目标是坦克、装甲人员输送车、直升机、人员还是掩体)与攻击信息(如炸高、攻击角、速度等)相结合,通过弹载选择算法确定最有效的战斗部输出信号,使战斗部以最佳模式起爆,从而有效对付所选定的目标。

2.大长径比EFP技术

对于给定质量和速度的EFP弹丸而言,侵彻深度和侵彻孔的容积主要取决于弹丸的长度,弹丸形状的影响是第二位的,且侵彻深度和侵彻孔的容积不与弹丸的动能成正比。因此,发展大长径比的EFP弹丸也是EFP战斗部技术的重要研究方向。

3.MEFP战斗部技术

自20世纪80年代以来,各国一直在研究多爆炸成形弹丸(MEFP)战斗部技术。典型的MEFP战斗部包括的基本部件有:钛钢(或铜质)药型罩、钢质战斗部壳体、卡环、炸药、起爆管和传爆管。MEFP战斗部起爆后可形成许多EFP弹丸,用于攻击轻型器材目标。而EPF战斗部只能形成一个杆状或球状EFP弹丸,用于摧毁重型装甲目标。

4.伸出式新型穿甲弹技术(www.xing528.com)

伸出式新型穿甲弹的穿甲部分由芯杆、套筒两段组成,发射前芯杆缩于套筒中,发射后芯杆从套筒伸出。根据穿甲机理的研究,除了芯杆有正常的侵彻穿甲作用之外,套筒也具有同样相当杆长的侵彻穿甲能力,从而达到增大穿甲能力的目的。试验证明,伸出式新型穿甲弹侵彻装甲板深度可比普通穿甲弹增加25%以上。

5.横向增效穿甲弹技术

横向增效穿甲弹(PELE)是一种具有穿甲弹和榴弹特点的新型弹药,兼具穿甲弹的穿甲效应和杀爆弹的破片杀伤效应。由于无须引信和装药,PELE弹还具有结构简单、安全性好、成本低廉的特点。弹丸的作用原理:基于弹丸的内芯和外层弹体,使用不同密度的材料的物理效应。外层弹体由钢或钨制成,对付钢板时有良好的穿透性能;内芯用塑料(或铝)制成,不具有穿透性能。在侵彻过程中,低密度装填材料被挤压在弹坑和弹体的尾端部分之间。这导致压力升高,低密度装填物材料周围的弹体膨胀,因此扩大了弹坑直径,并最终使高密度的外层弹体分解为破片。

6.易碎穿甲弹技术

易碎穿甲弹技术的关键在于易碎弹体材料技术。易碎弹体材料技术是通过控制弹体材料的成分和工艺,实现对弹体材料破碎性能的控制,在撞击装甲目标时,利用冲击波在弹体中的作用,使易碎弹体材料形成均匀破片,无须开槽或破片预制。这种高密度破片在弹丸自旋离心作用下,能够以膨胀的破片群形式攻击目标,通过破片冲击和侵彻作用毁坏目标及其部件。在打击铝(或钛)制飞机结构时,这种高密度、高速度破片群的撞击会使铝(或钛)形成粉尘,造成金属粉尘氧化爆炸,产生超高压并释放出大量热,进一步加强破坏效果。如果弹芯与锆、钛或贫铀合金等自燃金属组合在一起,则可进一步加强对飞机的纵火破坏作用。自燃金属会破碎,并因冲击载荷引燃而发生放热式反应,产生燃烧温度达3 000℃的纵火效应,进而引燃各种可燃物(如汽油和喷射燃料),从而加强易碎弹的终点效应。其关键技术包括研究弹体材料的组分、工艺、密度、动静态力学性能、微观结构、材料的复合、终点效应、破碎特性及其相互关系等。

7.复合侵彻战斗部技术

复合侵彻(钻地)战斗部主要由前置聚能装药、随进杀伤爆破钻地弹和灵巧引信系统等组成,主要配用巡航导弹。复合战斗部的前置装药在碰撞到目标防护层或距离防护层一定高度上先行起爆,产生金属射流在目标防护层内穿孔,为随进杀伤爆破钻地弹钻入目标内部开辟通路。当随进杀伤爆破钻地弹进入目标内部后,其所配用的引信经预定延期后起爆,重创目标。与动能钻地战斗部相比,复合钻地战斗部虽然结构设计复杂,但能以较轻的质量完成攻击指定类型的目标。

8.复合材料(自锐钨合金)穿甲弹技术

贫铀弹芯因贫铀材料撞击标靶时,弹芯头部形状具有自动磨锐的特性,而能够得到良好的侵彻威力。但贫铀材料具有放射性,会使环境受到污染,因此贫铀弹的使用受到限制。而传统的钨合金弹芯撞击靶板时,弹芯头部变形为蘑菇状,使侵彻孔径变得很大,其侵彻深度(长度)有限。利用纳米材料制造技术,用钨合金纳米材料制作弹芯,当弹芯撞击靶板时,其头部的形状也可做到自动磨锐。通过应用这种技术,新材料的钨合金弹芯的侵彻能力将得到大幅度提高,用钨合金弹芯来取代贫铀弹芯是可取的。

9.分段杆式弹芯技术

在分段杆式动能战斗部中,杆式穿甲弹芯由许多有间隔的小段组成,可应用于反坦克武器中。

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