CN111578792A - 一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体，包括侵彻主体、后端盖和前导体。后端盖通过端盖螺纹与侵彻主体尾部的内螺纹配合连接；前导体通过前导体螺纹与侵彻主体的头部螺纹配合连接。本发明的分体式侵彻体高速侵彻多层硬目标靶时，一方面可以减弱侵彻主体扩孔的侵彻阻力，提升弹体的侵彻能力，同时提高弹道的稳定性；另一方面在有前导体保护时，侵彻主体的头部不会有明显的侵蚀与形变，在前导体变形破坏到一定程度时会破碎并完全脱离后，未发生明显形变的侵彻主体可以继续进行后续的侵彻，能够间接提升侵彻能力。

Description

一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体

技术领域

本发明属于动能侵彻战斗部技术领域，具体涉及一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体。

背景技术

随着国防科技的发展，高价值军事目标体系日趋地下化和坚固化，由此对常规侵彻武器提出了更高的要求。为应对这一发展趋势，各国在发展常规侵彻体的同时，正加紧新原理侵彻体的研究，以期满足更高速度、更多层硬目标的侵彻需求。

一般而言，多层硬目标靶的第一层靶较其它层靶更为坚固，常规一体式侵彻体在侵彻第一层靶后，其头部易发生不对称侵蚀，进而影响后续的侵彻能力和侵彻弹道。为提升侵彻体侵彻能力，段建等(串联随进战斗部侵彻混凝土靶实验研究，爆炸与冲击，2007年，第27卷第4期)在文献中报道了一种串联随进侵彻体，其由前级聚能装药和后面的随进侵彻体组成，依靠聚能装药爆炸形成爆炸成型弹丸，对目标预先破坏，进而提升侵彻能力。但其存在以下不足：(1)前级爆炸后形成的爆炸冲击波可能损坏随进侵彻体，甚至可能引爆其装药；(2)爆炸冲击波和爆轰产物直接作用在弹体上产生的冲量，可能使随进侵彻体的速度降低，并可能引起随进侵彻体姿态改变，尤其当目标由多个靶标组成时，其对弹道影响更大，甚至在后续侵彻过程中可能导致侵彻体无法击中目标。韩晶等(分体式动能子弹对混凝土靶的侵彻与毁伤特性分析，高压物理学报，2016年第30卷第5期)在文献中报道了一种分体式动能子弹，由主侵彻体、缓冲原件和周向辅助侵彻体等部分组成，其原理为当弹丸高速撞击目标时，主侵彻体率先侵入靶内，使得靶体内形成空腔和径向裂纹区；随后，受高速离心作用的辅助侵彻体沿径向预制刻槽分解，断裂破片对目标进行二次冲击，进而增加对目标的横向作用范围，但其对主侵彻体的侵彻能力和侵彻弹道无改善。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体，以解决如何提升侵彻体侵彻多层靶时的侵彻能力，并确保主侵彻体侵彻多层靶过程的弹道稳定性的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体，该分体式侵彻体包括侵彻主体、后端盖和前导体；其中，侵彻主体为卵圆锥接与同直径圆柱，内有盲端空腔，圆柱下表面开口的钢制旋转对称体；侵彻主体的卵圆锥部分的外表面中段加工有头部螺纹，与前导体配合连接；侵彻主体的圆柱部分的内腔壁最下端加工有内螺纹，与后端盖配合连接；后端盖为带有中心凸台的变径钢制圆柱体，在中心凸台的外侧表面加工有端盖螺纹，与侵彻主体尾部的内螺纹配合连接；前导体为圆锥接与同直径圆柱，内有盲端空腔，圆柱下表面开口的旋转对称体，前导体的圆柱部分的内腔壁最下端加工有前导体螺纹，与侵彻主体的头部螺纹配合连接。

进一步地，侵彻主体的卵圆锥部分的高与圆柱部分的高之比为(0.65～0.7)：1，卵圆锥部分的母线圆弧的半径与卵圆锥部分的高之比为(1.6～1.8):1，圆柱部分的外径与圆柱部分的的高之比为(0.4～0.5):1。

进一步地，在侵彻主体的卵圆锥部分与圆柱部分均有相连通的空腔，卵圆锥部分的空腔为圆台，圆台下表面的直径与圆台上表面的直径之比为3.5:1，圆台的高与圆台下表面的直径之比为(1.1～1.2):1；圆柱部分的空腔与圆柱部分为同心等高圆柱通腔，内径与外径之比为0.75:1，圆柱部分空腔的内径与圆台空腔的下表面直径相同，在卵圆锥部分距离顶端一定距离处加工有圆柱平台，圆柱平台侧面加工有头部螺纹；在圆柱部分的内腔壁最下端处加工有内螺纹。

进一步地，在侵彻主体的卵圆锥部分距离顶端约10～20mm处加工有圆柱平台，圆柱平台侧面加工有长度为6～8mm的头部螺纹；在侵彻主体的圆柱部分的内腔壁最下端处加工有长度为6～8mm的内螺纹。

进一步地，后端盖中心凸台的直径与侵彻主体的圆柱空腔的内径相同，由凸台上表面往下加工有端盖螺纹，与凸台相接的圆柱直径与侵彻主体的圆柱外径之比约为0.8:1。

进一步地，由凸台上表面往下加工有长度约为5mm的端盖螺纹，与凸台相接的圆柱高度为5mm。

进一步地，侵彻主体内空腔装有炸药。

进一步地，前导体为合金材料。

进一步地，前导体的圆锥部分的高与圆柱部分的高之比为(2.7～2.9):1，圆锥的直径与圆锥的高之比为(1.6～1.8):1；前导体内腔的形状与侵彻主体的卵圆锥头部相同或相似。

进一步地，在前导体的圆柱部分的内腔壁最下端加工有长度为5～7mm的前导体螺纹。

(三)有益效果

本发明提出一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体，包括侵彻主体、后端盖和前导体。后端盖通过端盖螺纹与侵彻主体尾部的内螺纹配合连接；前导体通过前导体螺纹与侵彻主体的头部螺纹配合连接。本发明的分体式侵彻体高速侵彻多层硬目标靶时，一方面可以减弱侵彻主体扩孔的侵彻阻力，提升弹体的侵彻能力，同时提高弹道的稳定性；另一方面在有前导体保护时，侵彻主体的头部不会有明显的侵蚀与形变，在前导体变形破坏到一定程度时会破碎并完全脱离后，未发生明显形变的侵彻主体可以继续进行后续的侵彻，能够间接提升侵彻能力。

本发明的技术效果体现在以下两个方面：

1)本发明中前导体采用重金属制成，可实现对目标靶的预破坏，降低主侵彻体的侵彻阻力，提升其侵彻能力；

2)前导体与主侵彻体通过螺纹连接，通过其变形和破碎吸收撞击能量，提升主侵彻体的结构完整性，确保主侵彻体的侵彻弹道。

附图说明

图1为本发明实施例的分体式侵彻体结构示意图；

图2为本发明实施例中侵彻主体结构示意图；

图3为本发明实施例中后端盖结构示意图；

图4为本发明实施例中前导体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体，其结构如图1所示，包括侵彻主体2、后端盖3和前导体1。

其中，如图2所示，侵彻主体2为卵圆锥接与同直径圆柱，内有盲端空腔，圆柱下表面开口的钢制旋转对称体。本实例中，侵彻主体2的卵圆锥部分的高度为65mm，圆柱部分的高度为95mm，卵圆锥部分的母线圆弧的半径为115mm，卵圆锥与圆柱外径同为45mm，在卵圆锥部分与圆柱部分连接过渡的位置，卵圆锥部分的母线与圆柱的母线相切。在侵彻主体2的卵圆锥部分与圆柱部分均有相连通的空腔，卵圆锥部分的空腔为圆台，圆台上表面直径为10mm，下表面与圆柱通腔连通且直径相同，圆台高为40mm；圆柱部分的空腔与圆柱部分为同心等高圆柱通腔，内径为35mm；在卵圆锥部分距离顶端约10～18mm有圆柱平台，圆柱侧面加工有头部螺纹2-1，本实例中头部螺纹2-1直径为26mm，长度为6mm；在圆柱部分内腔壁的最下端处加工有内螺纹2-2，内螺纹2-2的长度为8mm。

如图3所示，后端盖3为有中心凸台的变径钢制圆柱体，中心凸台的直径为35mm，高度为7mm，由凸台上表面往下加工有长为5mm的端盖螺纹3-1，与凸台相接的圆柱直径为40mm，高度为5mm。侵彻主体2内空腔可装炸药，亦可不装。后端盖3安装在侵彻主体2的内螺纹2-2上。

如图4所示，前导体1为圆锥接与同直径圆柱，内有盲端空腔，圆柱下表面开口的旋转对称体，材料可为某一常用合金，也可是某些材料的组合，本实例中使用的是合金钢35CrMnSiA。前导体1的圆锥部分的高度为19mm，圆柱部分的高度为7mm，圆锥与圆柱外径同为32mm；前导体1内有盲端空腔，圆柱部分的空腔为同心圆柱通腔，本实例中其内径为26mm，圆锥部分的空腔为圆台，圆台上表面直径为10mm，下表面与圆柱通腔连通且直径相同，圆台高为9mm，圆台的上表面与下表面均有半径为6mm的圆弧过渡；前导体1的圆柱部分的内腔壁最下端加工有前导体螺纹1-1，长度为5mm，将前导体1安装在头部螺纹2-1上。

本发明的分体式侵彻体的使用方法及工作原理为：

第一，将待用炸药装入侵彻主体2的空腔中，亦可不装炸药；

第二，后端盖3与内螺纹2-2配合，将后端盖3安装在侵彻主体2的尾部；

第三，前导体1与头部螺纹2-1配合，将前导体1安装在侵彻主体2的头部。

当分体式侵彻体高速侵彻多层硬目标靶时，前导体1对目标靶进行开坑的预破坏，侵彻主体2跟随侵彻贯穿目标靶，前导体1的材料不同，体现出的结构响应也不同，本实例中使用的材料是35CrMnSiA，前导体1会有一定的塑性变形，能吸收部分能量；前导体1对靶的预破坏，减弱了侵彻主体2扩孔的侵彻阻力，提升了弹体的侵彻能力，同时提高了弹道的稳定性；在有前导体1保护时，侵彻主体2的头部不会有明显的侵蚀与形变，在前导体1变形破坏到一定程度时会破碎并完全脱离后，未发生明显形变的侵彻主体2可以继续进行后续的侵彻，间接提升了侵彻能力。

本发明提供的适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体能够提升弹体的侵彻能力和弹道稳定性。通过分体式侵彻体与常规一体式侵彻体以400m/s速度、15°着角斜侵彻三层钢靶的实验，发现一体式侵彻体每层靶板侵彻结束后的俯仰角偏转分别为8°、13°和20°，分体式侵彻体俯仰角偏转分别为5°、9°和13°；一体式侵彻体侵彻完三层钢靶后的剩余速度为约124m/s，分体式侵彻体的剩余速约为157m/s。对比俯仰角偏转与剩余速度，发现分体式侵彻体的俯仰角偏转仅为一体式侵彻体的60％～70％，剩余速度比一体式侵彻体多了约26％，说明分体式侵彻体可以显著提升高速侵彻多层目标靶的侵彻能力与弹道稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体，其特征在于，所述分体式侵彻体包括侵彻主体、后端盖和前导体；其中，

所述侵彻主体为卵圆锥接与同直径圆柱，内有盲端空腔，圆柱下表面开口的钢制旋转对称体；侵彻主体的卵圆锥部分的外表面中段加工有头部螺纹，与所述前导体配合连接；侵彻主体的圆柱部分的内腔壁最下端加工有内螺纹，与所述后端盖配合连接；

所述后端盖为带有中心凸台的变径钢制圆柱体，在中心凸台的外侧表面加工有端盖螺纹，与所述侵彻主体尾部的内螺纹配合连接；

所述前导体为圆锥接与同直径圆柱，内有盲端空腔，圆柱下表面开口的旋转对称体，前导体的圆柱部分的内腔壁最下端加工有前导体螺纹，与所述侵彻主体的头部螺纹配合连接。

2.如权利要求1所述的分体式侵彻体，其特征在于，所述侵彻主体的卵圆锥部分的高与圆柱部分的高之比为(0.65～0.7)：1，卵圆锥部分的母线圆弧的半径与卵圆锥部分的高之比为(1.6～1.8):1，圆柱部分的外径与圆柱部分的的高之比为(0.4～0.5):1。

3.如权利要求1所述的分体式侵彻体，其特征在于，在所述侵彻主体的卵圆锥部分与圆柱部分均有相连通的空腔，卵圆锥部分的空腔为圆台，圆台下表面的直径与圆台上表面的直径之比为3.5:1，圆台的高与圆台下表面的直径之比为(1.1～1.2):1；圆柱部分的空腔与圆柱部分为同心等高圆柱通腔，内径与外径之比为0.75:1，圆柱部分空腔的内径与圆台空腔的下表面直径相同，在卵圆锥部分距离顶端一定距离处加工有圆柱平台，圆柱平台侧面加工有头部螺纹；在圆柱部分的内腔壁最下端处加工有内螺纹。

4.如权利要求3所述的分体式侵彻体，其特征在于，在所述侵彻主体的卵圆锥部分距离顶端约10～20mm处加工有圆柱平台，圆柱平台侧面加工有长度为6～8mm的头部螺纹；在所述侵彻主体的圆柱部分的内腔壁最下端处加工有长度为6～8mm的内螺纹。

5.如权利要求1所述的分体式侵彻体，其特征在于，所述后端盖中心凸台的直径与侵彻主体的圆柱空腔的内径相同，由凸台上表面往下加工有端盖螺纹，与凸台相接的圆柱直径与侵彻主体的圆柱外径之比约为0.8:1。

6.如权利要求5所述的分体式侵彻体，其特征在于，由凸台上表面往下加工有长度约为5mm的端盖螺纹，与凸台相接的圆柱高度为5mm。

7.如权利要求1所述的分体式侵彻体，其特征在于，所述侵彻主体内空腔装有炸药。

8.如权利要求1所述的分体式侵彻体，其特征在于，所述前导体为合金材料。

9.如权利要求1所述的分体式侵彻体，其特征在于，所述前导体的圆锥部分的高与圆柱部分的高之比为(2.7～2.9):1，圆锥的直径与圆锥的高之比为(1.6～1.8):1；前导体内腔的形状与侵彻主体的卵圆锥头部相同或相似。

10.如权利要求9所述的分体式侵彻体，其特征在于，在前导体的圆柱部分的内腔壁最下端加工有长度为5～7mm的前导体螺纹。

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