一種減小破甲彈著角提升破甲威力的方法

程　劍，王小春，童宗保，胡善寶，劉　燕

(湖南湘潭江南工業(yè)集團(tuán)有限公司，湖南 湘潭　411207)

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一種減小破甲彈著角提升破甲威力的方法

程劍，王小春，童宗保，胡善寶，劉燕

(湖南湘潭江南工業(yè)集團(tuán)有限公司，湖南 湘潭411207)

摘要：針對(duì)提高破甲彈的破甲威力開展了理論分析研究，提出了一種通過減小著角來提升破甲威力的方法，從幾個(gè)方面對(duì)該方法的可行性進(jìn)行了具體分析論證，并對(duì)該方法提升的破甲威力程度進(jìn)行了理論計(jì)算，綜合分析表明：該方法技術(shù)方案可行，而且能夠很大程度的提升破甲威力。

關(guān)鍵詞：減小著角；破甲威力；破甲彈

本文引用格式：程劍，王小春，童宗保，等.一種減小破甲彈著角提升破甲威力的方法[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，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，裝甲裝備內(nèi)部受到彈丸攻擊的主要?dú)蛩赜校猴w散的破片、射流的剩余能量和速度、沖擊波產(chǎn)生的超壓、沖擊振動(dòng)等[1]。對(duì)于破甲彈攻擊而言，其形成的聚能射流是對(duì)裝甲裝備內(nèi)部的器件和人員造成傷害的最主要因素，因此，如何提高破甲威力就成了重點(diǎn)研究問題。

到目前為止，對(duì)提高破甲威力的研究還基本上集中在提高射流的穿深以及穿孔直徑上，方法主要包括改善藥型罩結(jié)構(gòu)[2-6]、調(diào)整炸高[7]、增加隔板改變爆轟波方向[8]、使用新型的藥型罩材料[9-11]。

本研究提出了一種著靶瞬間迅速減小著靶角使主裝藥射流需要侵徹裝甲板厚度減小從而可以提高破甲威力的新方法，并從理論上進(jìn)行了分析計(jì)算。

1理論分析

通過著靶瞬間迅速減小著靶角而提高破甲威力的示意圖如圖1，圖1(a)為著靶前的狀態(tài)，圖1(b)為著靶瞬間的狀態(tài)，圖1中的h、h′分別為不減小著靶角和減小著靶角之后射流的在裝甲板上的穿深，d為裝甲板的厚度，θ為著靶角，α為減小的著靶角。

根據(jù)圖1分析可知：

(1)

(2)

由式(1)、式(2)共同分析可知，裝甲板厚度不變，減小破甲彈的著靶角，就可以減小射流的有效穿深，相對(duì)來說就減小了坦克裝甲的防護(hù)能力，或者說可以提升破甲威力?，F(xiàn)以某一型號(hào)的破甲彈為例進(jìn)行說明，各種參數(shù)如表1所示。

圖1　改變著角示意圖

型號(hào)θ/(°)d/mmh/mmXXX68220587

若將著靶角度減小8～10°，甚至更大，提升的效果將很明顯，計(jì)算結(jié)果如表2及圖2所示。

表2　XXX破甲彈減小著角之后破甲深度

圖2　α-h′曲線

根據(jù)表2和圖2共同分析可知；XXX型破甲彈隨著著靶角度減小，射流的穿深也隨之減??；著靶角減小的幅度越大，射流穿深減小的幅度也隨之增大；當(dāng)著靶角減小68°時(shí)，射流穿深達(dá)到最小值，與靶板厚度相等，減小幅度達(dá)到63%?？傊?，減小著靶角度可以有效地減小射流穿深，這就大大削弱了裝甲的防護(hù)能力或者說有效地提高了破甲威力。

2減小著角實(shí)施方法

有關(guān)減小著靶角度的方法，到目前為止還未見有過相關(guān)報(bào)道。要使破甲彈在著靶到戰(zhàn)斗部起爆這段時(shí)間內(nèi)，破甲彈軸線相對(duì)靶板的法線方向有一個(gè)減小的變化量，就必須在破甲彈的尾部施加一個(gè)作用力，由于該過程作用的時(shí)間非常短暫，幾乎是瞬時(shí)完成的，因此本研究以相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)提出了一種通過炸藥爆炸產(chǎn)生爆轟驅(qū)動(dòng)力來減小著靶角度的方法。

在破甲彈尾部與頭部碰靶位置相對(duì)應(yīng)的一側(cè)預(yù)先安置炸藥，由于各類破甲彈在飛行過程中都有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的問題，因此在破甲彈碰靶時(shí)，位置是隨機(jī)的。針對(duì)這種情況，安置在破甲彈尾部的炸藥應(yīng)不止一塊，但放置太多又會(huì)引起炸藥的殉爆，綜合考慮，本研究設(shè)計(jì)在破甲彈尾部均勻放置4塊炸藥，破甲彈彈頭內(nèi)部也相應(yīng)的安裝4個(gè)傳感器，傳感器與炸藥之間通過一個(gè)邏輯電路控制起爆順序。

3作用原理

破甲彈的頭部碰靶時(shí)，彈頭內(nèi)部的傳感器產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，通過導(dǎo)線傳輸?shù)较鄬?duì)應(yīng)的起爆裝置，將炸藥引爆，利用爆炸產(chǎn)生的爆轟驅(qū)動(dòng)力使破甲彈的彈軸線向爆炸作用力相同方向運(yùn)動(dòng)。爆炸瞬間，破甲彈受到發(fā)動(dòng)機(jī)推力和爆轟驅(qū)動(dòng)力共同作用，一邊向前運(yùn)動(dòng)，一邊向上轉(zhuǎn)動(dòng)，著靶時(shí)著角將會(huì)減小，延時(shí)達(dá)到要求的時(shí)間之后，戰(zhàn)斗部起爆，傳感器的示意圖如圖3所示。

圖3　傳感器示意圖

圖3中陰影部位時(shí)傳感器的感應(yīng)區(qū)，在彈頭內(nèi)部四周均勻分布，并有一定的范圍，相鄰傳感器之間有一個(gè)間隔區(qū)，彈頭著靶瞬間的位置有以下幾種工況。

1) 如果C傳感器與傾斜的靶板碰撞，C傳感器發(fā)出一個(gè)電信號(hào)，最終使尾部向?qū)?yīng)的炸藥塊C′爆炸產(chǎn)生爆轟驅(qū)動(dòng)力。

2) 如果I點(diǎn)，即2個(gè)傳感器之間間隔區(qū)與傾斜靶板碰撞，那么B、C2個(gè)傳感器都產(chǎn)生電信號(hào)，B′、C′ 2塊炸藥都被引爆，爆炸共同產(chǎn)生的合力也可以使彈尾向減小著靶角度的方向運(yùn)動(dòng)。

3) 如果C傳感器先碰撞到靶板，緊接著B傳感器再碰到靶板，此時(shí)邏輯電路將會(huì)作出判斷起爆C′炸藥塊而將B′炸藥塊的起爆線路關(guān)閉。

4) 如果彈頭以垂直或者很小著靶角的姿態(tài)與靶板碰撞，此時(shí)傳感器E發(fā)出電信號(hào)，使控制A′、B′、C′、D′炸藥塊的控制電路關(guān)閉不起作用。

傳感器碰撞靶板產(chǎn)生電信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的炸藥塊發(fā)生爆炸，這一過程的作用時(shí)間非常短暫，不會(huì)超過100 μs。

4可行性分析

為了論證通過在炸藥尾部安放炸藥塊的方法來減小著靶角度的可行性，現(xiàn)通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

1) 破甲彈發(fā)射之后，就會(huì)自主飛行，這個(gè)過程受到發(fā)動(dòng)機(jī)推力的作用，方向沿著彈軸方向，一旦彈尾的炸藥塊爆炸產(chǎn)生爆轟驅(qū)動(dòng)力，該力對(duì)減小著角的過程有利。

2) 破甲彈飛行速度一般在200～300 m/s之間，飛行速度不高，戰(zhàn)斗部的頭部有一定的長(zhǎng)度，從碰靶到著角減小到要求的最低值時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，這樣有利于著角的改變。

3) 破甲彈在飛行到接近目標(biāo)時(shí)，由于火藥量減少，導(dǎo)彈還有導(dǎo)線的旋出，整體質(zhì)量減小，而且重心前移，在彈尾施加作用力，有利于導(dǎo)彈著角的改變。

5結(jié)論

本文提出了一種通過減小著靶角度來提高破甲威力的方法，針對(duì)某一型號(hào)的破甲彈進(jìn)行了理論計(jì)算，結(jié)果表明該方法可使破甲威力最大能夠提升63%，并且對(duì)該方法的可行性進(jìn)行了論證分析，接下來的工作將會(huì)針對(duì)此方法可行性開展一系列的實(shí)驗(yàn)研究。

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(責(zé)任編輯周江川)

【裝備理論與裝備技術(shù)】

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

文章編號(hào)：1006-0707(2016)01-0031-03

中圖分類號(hào)：TJ41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.11809/scbgxb2016.01.007

作者簡(jiǎn)介：程劍(1975—)，男，高級(jí)工程師，主要從事戰(zhàn)斗部設(shè)計(jì)研究。

收稿日期：2015-09-20；修回日期：2015-10-09