CN111322913B - 适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构 - Google Patents

适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，包括前锥形罩、中心管、防蹿火剂和后锥形罩；前锥形罩、中心管和后锥形罩依次同轴固定连接，前锥形罩的大端与前端盖固定连接，后锥形罩的大端与后端盖固定连接，前锥形罩、中心管、后锥形罩和中心抛撒装置之间所形成的环形空腔内装填防蹿火剂；本发明能够始终保持防蹿火剂介于爆轰产物与云爆剂之间，保证云爆剂不燃、不爆，避免蹿火发生。

Description

适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构
技术领域
本发明属于云爆战斗部的技术领域，具体涉及一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构。
背景技术
云爆战斗部内部装填高能燃料，通过抛撒装置将高能燃料抛撒分散，并与环境空气混合形成可爆轰燃料空气炸药云团，在云雾起爆装置的作用下形成云雾爆轰，通过冲击波、热及缺氧效应等，对人员、轻型车辆等大面积集群目标造成高效毁伤。随着武器装备的不断发展，低落速武器平台的突防能力难以保证，云爆战斗部技术应用需要适应武器平台300m/s落速终点条件。
属于高能燃料的云爆剂在爆炸驱动作用下形成云雾分撒过程中，极易发生燃烧现象，这种现象称为“蹿火”现象。蹿火现象导致云爆剂分撒形成的云雾团发生早燃、早爆，严重影响武器毁伤效能发挥，因此蹿火是必须要杜绝发生的现象。
云爆战斗部通常采用爆炸抛撒的方式实现燃料的大范围分散，对于中心抛撒装药结构内部抛撒装药爆炸作用时，对云爆剂施加环向作用力，云爆剂主要沿着径向飞散，形成大尺寸抛撒云团。对于爆炸驱动加载过程，一般主要依靠中心抛撒装药爆炸产生的冲击波和装药爆轰产生的气体产物膨胀做工这两种方式来实现。爆炸冲击波是一种较强的驱动作用，冲击波阵面具有很高的压强；爆轰产物膨胀驱动作用，因此装药爆轰产物具有高温、高压、高速的特点。
当战斗部在300m/s飞行速度条件下，云爆剂的飞散方向发生偏转，由此形成伞形分布的云团，面对爆炸冲击作用、爆轰产物的影响，防蹿火剂很难有效对燃料进行全面防护，尤其是在战斗部前、后端面防护困难，容易出现蹿火。因此如何解决高落速条件下的燃料抛撒过程蹿火问题是云爆战斗部在高落速武器平台应用的难点之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，能够防止高落速条件下高能燃料抛撒过程中出现蹿火现象。
实现本发明的技术方案如下：
一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，所述云爆战斗部包括前端盖、壳体、中心抛撒装置、燃料抛撒防蹿火结构、云爆剂和后端盖；
所述壳体为圆台形薄壁结构，前端盖和后端盖分别固定连接于壳体的前、后两个端面；中心抛撒装置为圆柱结构，燃料抛撒防蹿火结构包覆在中心抛撒装置的外圆周，中心抛撒装置、燃料抛撒防蹿火结构与壳体同轴，燃料抛撒防蹿火结构与壳体之间装填有云爆剂；
所述燃料抛撒防蹿火结构包括前锥形罩、中心管、防蹿火剂和后锥形罩；前锥形罩、中心管和后锥形罩依次同轴固定连接，前锥形罩的大端与前端盖固定连接，后锥形罩的大端与后端盖固定连接，前锥形罩、中心管、后锥形罩和中心抛撒装置之间所形成的环形空腔内装填防蹿火剂。
进一步地，所述壳体外表面设置V型竖刻槽。
进一步地，所述中心抛撒装置包括引信和抛撒装药。
进一步地，前锥形罩的大端直径不小于前端盖直径的0.35倍，后锥形罩的大端直径不小于后端盖直径的0.45倍。
有益效果：
(1)本发明的防蹿火剂能够吸收能量降低燃料感受温度，防蹿火剂在爆炸驱动下形成防蹿火层能够有效缓冲爆炸冲击波产生强驱动力作用。
(2)本发明的中心管中装填的防蹿火剂和前后锥形罩装填的防蹿火剂在中心抛撒结构的爆炸驱动下分别能够在空间上形成前、后两个近似平面和一个筒形面，将高温高压的爆轰产物包裹在其内部，降低传递到外部燃料的温度，保证燃料不蹿火，不燃烧。
(3)本发明的前后锥型结构开口端的直径与战斗部结构尺寸存在一定匹配性关系，能够保证在前后端面形成的圆形防蹿火层能够在轴向方向对燃料进行完全防护。
附图说明
图1为本发明的云爆战斗部的结构示意图。
图2为本发明的中心抛撒装置结构示意图。
图3为本发明的燃料抛撒防蹿火结构示意图。
图4为本发明的前锥形罩结构示意图。
图5为本发明的后锥形罩结构示意图。
其中，1-前堵盖；2-前端盖；3-壳体；4-中心抛撒装置；5-抛撒防蹿火结构；6-云爆剂；7-后端盖；4-1-引信；4-2-抛撒装药；5-1-前锥形罩；5-2-中心管；5-3-防蹿火剂；5-4-后锥形罩。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，包括前锥形罩、中心管、后锥形罩、防蹿火装填剂等。首先起爆云爆战斗部的中心抛撒装置，中心抛撒装置作用时形成的柱面冲击波及爆轰产物对防蹿火装填剂及云爆剂高能燃料施加冲击作用，使其沿弹轴速度方向的飞散。高温、高压爆轰产物和强冲击波作用容易引燃、引爆燃料，由于防蹿火结构的存在，防蹿火装填剂率先在爆轰产物与燃料之间形成隔离效应，由于防蹿火装填剂本身具备的吸收能量(降低温度)和缓冲(衰减冲击波)作用，能够起到防止云爆剂抛撒过程早燃、早爆的作用，实现300m/s落速条件下云爆剂高能燃料的稳定抛撒，避免因早燃烧产生的能量损失，早爆产生与目标毁伤不匹配的问题，保障云爆战斗部对目标的杀伤威力。
如图1所示，本实施例给出一种可适应300m/s落速的云爆战斗部，包括前堵盖1、前端盖2、壳体3、中心抛撒装置4、抛撒防蹿火结构5、云爆剂6和后端盖7。前端盖2、后端盖7均由Q235钢制成，直径560mm，厚度20mm；前堵盖1为圆形凸台金属结构，通过法兰连接的方式与前端盖2配合；前端盖2为圆盘金属结构，其通过法兰连接与壳体3前端配合；壳体3为圆台薄壁结构，前端直径460mm，后端直径560mm，长度760mm，由高强度钢材料制成，壳体3壁厚6mm，壳体3外表面预制48条V型预刻槽，刻槽深度为1.5mm，后端盖7与壳体3间通过焊接方式连接。
云爆剂6装药为液固型高能云爆剂燃料，装药密度1.3g/cm3，装药质量135kg，主要由高密度烃、及铝粉按一定的匹配混合而成，在爆炸作用下快速破碎为燃料颗粒，燃料颗粒与空气混合后形成可爆轰的燃料空气炸药云团，云雾爆轰速度1800-2500m/s，云雾区内超压3-4MPa。
如图2所示，中心抛撒装置4由引信4-1、抛撒装药4-2组成，细长的圆柱形结构，其后端与后端盖7通过螺纹连接的方式固定。
如图3所示，燃料抛撒防蹿火结构由前锥形罩5-1、中心管5-2、后锥形罩5-4及防蹿火剂5-3组成，中心管5-2为薄壁筒金属结构，其两端均预制外螺纹，前后端分别与前锥形罩5-1、后锥形罩5-4连接；如图4所示，前锥形罩5-1由具有特定开口角度的锥段和预制内螺纹的直段组成，通过螺纹配合与中心管紧固连接，其开口端与前端盖通过焊接的方式连接；如图5所示，后锥形罩5-4由具有特定开口角度的锥段和预制内螺纹的直段组成，通过直段的螺纹配合与中心管紧固连接，其开口端与后端盖通过法兰与后端盖7连接；防蹿火剂5-3是一种固体装填剂，装填在由前锥形罩5-1、中心管5-2、后锥形罩5-4和中心抛撒装置4构成的环形空腔内；前锥形罩5-1为Q235钢制成，开口角度65°，配合螺纹宽度20mm；中心管5-2为Q235钢制成，壁厚为5mm，长度600mm，外径100mm；后锥形罩5-4为Q235钢制成，开口角度95°与后端盖连接；防蹿火剂5-3密度大于1.1g/cm3，装填质量不小于3.8kg。
本发明的使用方法及工作原理如下：
当云爆战斗部以300m/s的落速运动至终点时，首先控制引信给出起爆信号，中心抛撒装置起爆，爆炸冲击波及爆轰产物通过驱动防蹿火剂，间接的作用于云爆剂高能燃料上，使得云爆剂获得径向速度，在中心抛撒装药及端部抛撒装药共同作用下，云爆剂燃料快速破碎成为燃料颗粒，燃料颗粒的径向抛撒初始速度约1000m/s，轴向飞散速度约300m/s。防蹿火剂与云爆剂同步膨胀飞散，前锥形罩内装填的防蹿火剂在爆炸驱动加载后会在前端形成一个的圆盘形的防蹿火剂缓冲面，后锥形罩会在后向形成一个圆盘形的防蹿火剂缓冲面，中心管内的防蹿火剂会在侧向形成一个环形防蹿火剂缓冲面，三者在空间中构成的一个封闭的防蹿火层，确保高温、高压的爆轰产物与云爆剂的有效隔离。中心管内装填的防蹿火剂径向飞散，在空间中形成具有一定宽度的环形区域，与前后锥型罩分散XX在空间中形成一个整体，在中心起爆装置爆炸抛撒过程中，将爆轰产物完整包含进去，始终保持防蹿火剂介于爆轰产物与云爆剂之间，起到衰减冲击、降低温度的作用，保证高能云爆剂不燃、不爆，避免蹿火发生。
本发明的燃料抛撒防蹿火结构，可以在300m/s落速使用，通过内部装填一定结构的防蹿火剂，利用爆炸加载过程中的抛撒特点，衰减部分冲击作用、降低传递到云爆剂中的温度，避免蹿火发生。试验结果表明，该云爆战斗部在300m/s落速下，5发试验样弹均未发生蹿火，云雾区内爆轰压力达到2～4MPa。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，所述云爆战斗部包括前端盖、壳体、中心抛撒装置、燃料抛撒防蹿火结构、云爆剂和后端盖；
所述壳体为圆台形薄壁结构，前端盖和后端盖分别固定连接于壳体的前、后两个端面；中心抛撒装置为圆柱结构，燃料抛撒防蹿火结构包覆在中心抛撒装置的外圆周，中心抛撒装置、燃料抛撒防蹿火结构与壳体同轴，燃料抛撒防蹿火结构与壳体之间装填有云爆剂；其特征在于，所述燃料抛撒防蹿火结构包括前锥形罩、中心管、防蹿火剂和后锥形罩；前锥形罩、中心管和后锥形罩依次同轴固定连接，前锥形罩的大端与前端盖固定连接，后锥形罩的大端与后端盖固定连接，前锥形罩、中心管、后锥形罩和中心抛撒装置之间所形成的环形空腔内装填防蹿火剂。
2.如权利要求1所述的一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，其特征在于，所述壳体外表面设置V型竖刻槽。
3.如权利要求1所述的一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，其特征在于，所述中心抛撒装置包括引信和抛撒装药。
4.如权利要求1所述的一种适用于300m/s落速的云爆战斗部的燃料抛撒防蹿火结构，其特征在于，前锥形罩的大端直径不小于前端盖直径的0.35倍，后锥形罩的大端直径不小于后端盖直径的0.45倍。
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