一种减小破甲弹着角提升破甲威力的方法

程　剑，王小春，童宗保，胡善宝，刘　燕

(湖南湘潭江南工业集团有限公司，湖南 湘潭　411207)



一种减小破甲弹着角提升破甲威力的方法

程剑，王小春，童宗保，胡善宝，刘燕

(湖南湘潭江南工业集团有限公司，湖南 湘潭411207)

摘要：针对提高破甲弹的破甲威力开展了理论分析研究，提出了一种通过减小着角来提升破甲威力的方法，从几个方面对该方法的可行性进行了具体分析论证，并对该方法提升的破甲威力程度进行了理论计算，综合分析表明：该方法技术方案可行，而且能够很大程度的提升破甲威力。

关键词：减小着角；破甲威力；破甲弹

本文引用格式：程剑，王小春，童宗保，等.一种减小破甲弹着角提升破甲威力的方法[J].兵器装备工程学报，2016(1):31-33.

Citation format:CHENG Jian, WANG Xiao-chun, TONG Zong-bao, et al.Method of Reducing HEAT Angle to Improve Penetration Power[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(1):31-33.

目前，装甲装备内部受到弹丸攻击的主要毁伤因素有：飞散的破片、射流的剩余能量和速度、冲击波产生的超压、冲击振动等[1]。对于破甲弹攻击而言，其形成的聚能射流是对装甲装备内部的器件和人员造成伤害的最主要因素，因此，如何提高破甲威力就成了重点研究问题。

到目前为止，对提高破甲威力的研究还基本上集中在提高射流的穿深以及穿孔直径上，方法主要包括改善药型罩结构[2-6]、调整炸高[7]、增加隔板改变爆轰波方向[8]、使用新型的药型罩材料[9-11]。

本研究提出了一种着靶瞬间迅速减小着靶角使主装药射流需要侵彻装甲板厚度减小从而可以提高破甲威力的新方法，并从理论上进行了分析计算。

1理论分析

通过着靶瞬间迅速减小着靶角而提高破甲威力的示意图如图1，图1(a)为着靶前的状态，图1(b)为着靶瞬间的状态，图1中的h、h′分别为不减小着靶角和减小着靶角之后射流的在装甲板上的穿深，d为装甲板的厚度，θ为着靶角，α为减小的着靶角。

根据图1分析可知：

(1)

(2)

由式(1)、式(2)共同分析可知，装甲板厚度不变，减小破甲弹的着靶角，就可以减小射流的有效穿深，相对来说就减小了坦克装甲的防护能力，或者说可以提升破甲威力。现以某一型号的破甲弹为例进行说明，各种参数如表1所示。

图1　改变着角示意图

型号θ/(°)d/mmh/mmXXX68220587

若将着靶角度减小8～10°，甚至更大，提升的效果将很明显，计算结果如表2及图2所示。

表2　XXX破甲弹减小着角之后破甲深度

图2　α-h′曲线

根据表2和图2共同分析可知；XXX型破甲弹随着着靶角度减小，射流的穿深也随之减小；着靶角减小的幅度越大，射流穿深减小的幅度也随之增大；当着靶角减小68°时，射流穿深达到最小值，与靶板厚度相等，减小幅度达到63%。总之，减小着靶角度可以有效地减小射流穿深，这就大大削弱了装甲的防护能力或者说有效地提高了破甲威力。

2减小着角实施方法

有关减小着靶角度的方法，到目前为止还未见有过相关报道。要使破甲弹在着靶到战斗部起爆这段时间内，破甲弹轴线相对靶板的法线方向有一个减小的变化量，就必须在破甲弹的尾部施加一个作用力，由于该过程作用的时间非常短暂，几乎是瞬时完成的，因此本研究以相关试验数据为基础提出了一种通过炸药爆炸产生爆轰驱动力来减小着靶角度的方法。

在破甲弹尾部与头部碰靶位置相对应的一侧预先安置炸药，由于各类破甲弹在飞行过程中都有一个旋转的问题，因此在破甲弹碰靶时，位置是随机的。针对这种情况，安置在破甲弹尾部的炸药应不止一块，但放置太多又会引起炸药的殉爆，综合考虑，本研究设计在破甲弹尾部均匀放置4块炸药，破甲弹弹头内部也相应的安装4个传感器，传感器与炸药之间通过一个逻辑电路控制起爆顺序。

3作用原理

破甲弹的头部碰靶时，弹头内部的传感器产生一个电信号，通过导线传输到相对应的起爆装置，将炸药引爆，利用爆炸产生的爆轰驱动力使破甲弹的弹轴线向爆炸作用力相同方向运动。爆炸瞬间，破甲弹受到发动机推力和爆轰驱动力共同作用，一边向前运动，一边向上转动，着靶时着角将会减小，延时达到要求的时间之后，战斗部起爆，传感器的示意图如图3所示。

图3　传感器示意图

图3中阴影部位时传感器的感应区，在弹头内部四周均匀分布，并有一定的范围，相邻传感器之间有一个间隔区，弹头着靶瞬间的位置有以下几种工况。

1) 如果C传感器与倾斜的靶板碰撞，C传感器发出一个电信号，最终使尾部向对应的炸药块C′爆炸产生爆轰驱动力。

2) 如果I点，即2个传感器之间间隔区与倾斜靶板碰撞，那么B、C2个传感器都产生电信号，B′、C′ 2块炸药都被引爆，爆炸共同产生的合力也可以使弹尾向减小着靶角度的方向运动。

3) 如果C传感器先碰撞到靶板，紧接着B传感器再碰到靶板，此时逻辑电路将会作出判断起爆C′炸药块而将B′炸药块的起爆线路关闭。

4) 如果弹头以垂直或者很小着靶角的姿态与靶板碰撞，此时传感器E发出电信号，使控制A′、B′、C′、D′炸药块的控制电路关闭不起作用。

传感器碰撞靶板产生电信号到相对应的炸药块发生爆炸，这一过程的作用时间非常短暂，不会超过100 μs。

4可行性分析

为了论证通过在炸药尾部安放炸药块的方法来减小着靶角度的可行性，现通过以下几个方面进行分析。

1) 破甲弹发射之后，就会自主飞行，这个过程受到发动机推力的作用，方向沿着弹轴方向，一旦弹尾的炸药块爆炸产生爆轰驱动力，该力对减小着角的过程有利。

2) 破甲弹飞行速度一般在200～300 m/s之间，飞行速度不高，战斗部的头部有一定的长度，从碰靶到着角减小到要求的最低值时间相对长，这样有利于着角的改变。

3) 破甲弹在飞行到接近目标时，由于火药量减少，导弹还有导线的旋出，整体质量减小，而且重心前移，在弹尾施加作用力，有利于导弹着角的改变。

5结论

本文提出了一种通过减小着靶角度来提高破甲威力的方法，针对某一型号的破甲弹进行了理论计算，结果表明该方法可使破甲威力最大能够提升63%，并且对该方法的可行性进行了论证分析，接下来的工作将会针对此方法可行性开展一系列的实验研究。

参考文献：

[1]孙乐，张伟，黄俊卿，等.破甲弹侵彻装甲板的数值仿真[J].装甲兵工程学院院报，2009，23(6)：53-56.

[2]王成，恽寿榕，黄风雷.W 型聚能装药射流形成及侵彻的实验和数值仿真研究[J].兵工学报，2003，24(4)：451-454.

[3]周方毅，詹发民，吴晓鸿，等.圆缺-球缺药型罩聚能战斗部结构优化设计[J].爆破器材，2014，43(6)：43-47.

[4]张利，李刚.基于分层序列法的EFP战斗部药型罩结构优化与仿真[J].四川兵工学报，2013，34(8)：23-25.

[5]陈忠勇，李文彬，高旭东，等.药型罩结构参数对侵彻体成型的影响[J].四川兵工学报，2011，32(2)：12-15.

[6]张毅，苟瑞君，陈亚红，等.变壁厚药型罩对爆轰波对撞EFP成型影响的数值模拟研究[J].兵器材料科学与工程,2015,38(2):40-43.

[7]主绪强，成一，李德才，等.大炸高下破甲弹侵彻性能研究[J].爆破器材，2013,42(1)：47-49.

[8]李如江，张晋红，王建波.隔板对聚能射流性能影响的数值模拟[J].弹箭与制导学报，2012,32(3)：107-110.

[9]张毅，王志军，崔斌，等.结构参数对钛合金药型罩射流形成影响研究[J].兵器材料科学与工程，2015，38(1)：21-24.

[10]薛鑫莹，景涛，李国邓，等.聚能装药钛合金药型罩研究[J].弹箭与制导学报，2012，32(5)：83-86.

[11]伊建亚，尹建平，王志军，等.钼射流对钢板侵彻能力数值模拟研究[J].兵器材料科学与工程，2015，38(1)：10-14.

(责任编辑周江川)

【装备理论与装备技术】

Method of Reducing HEAT Angle to Improve Penetration Power

CHENG Jian, WANG Xiao-chun, TONG Zong-bao, HU Shan-bao, LIU Yan

(Jiangnan Industry Group Co., LTD., Xiangtan 411207, China)

Abstract:Aiming to improve the penetration power of HEAT angle, theoretical analysis was processed and a method by reducing the angle to improve the penetration power was proposed. From several aspects, we demonstrated and analyzed the feasibility of this method and calculated the improve degree by theoretical method. Comprehensive analysis shows that the technical scheme is feasible and can improve the penetration power greatly.

Key words:reducing angle; penetration power; HEAT

文章编号：1006-0707(2016)01-0031-03

中图分类号：TJ41

文献标识码：A

doi:10.11809/scbgxb2016.01.007

作者简介：程剑(1975—)，男，高级工程师，主要从事战斗部设计研究。

收稿日期：2015-09-20；修回日期：2015-10-09