丝团抛撒驱动技术研究.pdfVIP

第 l6卷 第 17期 2016年 6月 科 学 技 术 与 工 程 Vo1．16 No．17 Jan．2016 1671— 1815(2016)17—0180—05 ScienceTechnologyandEngineering ⑥ 2016 Sci．Teeh．Engrg． 武器技术 丝团抛撒驱动技术研究 程厚虎 刘春美。 黄广炎 杨俊超 李志宾 (中北大学机械与动力工程学院 ，太原 030051；公安部第一研究所 ，北京 100048 北京理_[大学爆炸科学与技术国家重点实验室 ，北京 100081) 摘 要 为深入研究在膛内最大压力作用下，活塞式驱动机构驱动丝团抛撒的运动特性，以及丝团在膛内运动规律，推导建 立了丝团膛 内运动的弹道模型。以MATLAB数值计算软件为基础，基于四阶龙格库塔算法编写相应的计算程序对模型进行 数值求解。进一步通过靶场试验对丝团出膛 口速度进行测量，获得的试验结果与数值计算结果吻合程度较好。结果表 明计 算模型的合理性，可以为深入设计驱动结构及优化丝团散布特性提供参考。 关键渊 航模 目标 丝团 抛撒 弹道模型 中图法分类号 TJ102．4； 文献标志码 A 当前小型航模用于恐怖活动的现实威胁 日益增 活塞式推板和多层丝团以及弹簧构成。根据实际需 加。通过航模搭载炸药和金属品混合的简易爆炸装 求情况，适当设计丝团的层数；N表示可能设计的丝 置 ，一旦在大型集会的人群上空引爆，金属破片和爆 团层数。在整个抛撒过程 中要考虑推板启动压力 、 炸冲击波可直接造成杀伤效应 。人群极度恐慌情绪 膛 内气体压力的变化 、丝团与膛壁的摩擦阻力、丝团 将引发现场破坏性混乱 ，从而衍生更大 的伤亡。在 之间的相互作用力。如果考虑所有的因素将会给研 城市环境下的重要 目标周边范围以及人群密集地 究带来较大的困难。因此为了便于模型的建立特做 区，使用现有火力打击手段等硬损伤处置方式，将会 如下假设 J。 产生大量破片和残体，易衍生严重的人员、环境附带 (1)推板未运动前，火药在定容绝热的情况下 损伤且装备难以在城市环境条件下机动布置展开。 充分燃烧。 针对这一现实特点，本文研究一种单兵便携式驱动 (2)点火药及药室的火药瞬间燃完，火药燃烧 丝团抛撒技术；通过丝团驱动机构向空中抛撒丝团， 遵循几何燃烧定律。 丝团在空中展开拦截小型航模 目标。根据驱动器结 (3)火药充分燃烧完时膛 内的压力即为推板的 构的不同，所填装丝团的数量为几十至上百个 。 启动压力。 在火药驱动力作用下推板推动丝团出膛 口后，形成 (4)达到启动压力前，推板受约束力制约处于 大面积威力场从而有效拦截 目标 。为了使其发挥最 静止状态 ；达到启动压力时推板克服约束阻力开始 佳的软损伤效果需要合理布置丝团层数，设计驱动 运动。 机构和驱动推板运动的启动压力。 (5)火药燃气服从诺贝尔一阿贝尔方程 ，与火药 丝团出膛 口速度的不同直接影响到其在空间散 气体成分有关的量均为常数 。 布的威力场散布面积 ；最终影响拦截成功的概率。 为此需对在膛 内最大压力作用下驱动机构运动的内 弹道进行设计，并为拦截 目标选取适当的装药量驱 动丝团抛撒提供依据。 1 丝团动力学模型 1．1 丝团驱动机构 丝团驱动机构简图如图1所示，主要包括壳体、 图1 驱动器丝团结构简图 2016年 1月9日收到 Fig．1 Thedriveofclusterstructuresketch 第一作者简介：程厚虎。E—mail：