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1、对于橡胶靶板抗射理论研究ok3m的基准成型装药,在橡胶复合靶后250mm处设置后效靶,见图3。由于后效靶设置位置距离成型装药330mm(5.9倍装药口径),大于成型装药的最佳炸高,因此考虑炸高对穿深的影响。对于未被干扰部分射流,其侵彻能力根据虚拟原点法进行计算1.5橡胶复合靶对射流干扰阶段1.5.1橡胶复合靶板对射流干扰速度区间计算由于橡胶夹层的存在使得射流侵彻橡胶复合靶时,面板和背板在应力波的作用下产生沿法线方向的速度,对射流形成横向切割,干扰射流的稳定性,导致射流发生变形和断裂。由于橡胶复合靶板不同于爆炸反应装甲,面板和背板的运动距离有一定限制,因此橡胶复合靶板面板
2、、背板运动仅会对一部分射流段进行干扰,其干扰长度可由普朗特流体力学中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性[5]计算得到。1.5.2射流侵彻橡胶复合靶板后断裂周期[6]射流侵彻橡胶复合靶板时,面板和背板的扩孔孔径随时间变化情况可由下式表达为简化橡胶复合靶板对射流的干扰周期模型,作下述假设:(1)橡胶复合靶板背板、面板速度保持恒定不变;(2)射流上某微元被橡胶复合靶板面板干扰后,其微元扰动不会引起相邻微元的状态变化。根据式(3)可计算出橡胶复合靶板面板、背板与射流作用区域的速度uF。在面板孔边缘点F,建立如图4所示的坐标系,则点F即面板的运动轨迹为1.5.3断裂射流侵彻能力对于被橡胶
3、复合靶板面板质点速度干扰的射流部分,射流出现向橡胶复合靶板面板法线方向凸起的变形,且射流出现明显的断裂。出现变形的射流微元对后效靶的主穿深没有贡献,因此可以忽略其侵彻能力,而对于未偏离原射流运动轨迹的射流微元,考虑射流断裂对穿深的影响。为简化起见,在计算中做以下假设:(1)射流与橡胶复合靶板作用后,残余射流的轴向速度和速度梯度不发生变化;忽略变形部分射流对后效靶侵彻深度的贡献。(2)通过橡胶复合靶板的射流微元仍为圆柱形,对后效靶靶板侵彻体积也为圆柱形。对于断裂后的射流,认为其总长度不变,忽略割断之间的距离和射流偏移及反转,按照断裂射流侵彻计算公式并考虑炸高影响,有式中:
4、Lh为有橡胶复合装甲的破甲穿深,L(i)为射流微元穿过橡胶复合靶板后的长度,k'为炸高影响因数,0<k'<1。1.6射流尾部未被干扰部分当射流微元速度低于射流被橡胶复合靶板干扰的最低干扰速度时,橡胶复合靶对射流无明显干扰作用,认为射流不因橡胶复合靶的存在而产生变形、断裂。射流剩余侵彻能力计算与第2阶段相同。1.7橡胶复合靶板防护能力计算由于橡胶复合靶板状态不同,因此剩余穿深不能直接作为评定橡胶复合靶板防护能力的标准。采用空间防护因数Es,质量防护因数Em和差分防护因数Δec来表示复合装甲的防护能力。质量防护因数Em描述复合靶的整体抗侵彻能力,空间防护因数Es
5、描述装甲钢板与橡胶复合靶板的等价侵彻深度比,差分防护因数Δec描述材料本身所表现出来的抗侵彻性能[7]式中:ρst为钢的密度,ρp为复合靶夹层密度,h0为56mm标准聚能装药基准穿深,hr为射流侵彻橡胶复合靶板后的剩余穿深,δt1为复合靶面板厚度,δt2为复合靶底板厚度,δp为复合靶夹层厚度。可计算出橡胶复合靶对射流的质量防护因数、空间防护因数和差分防护因数。2橡胶复合靶板抗射流侵彻实验2.1基准射流实验为使研究具有普适性,采用的成型装药为直径56mm标准成型装药。标准成型装药药形罩采用锥形药形罩,药形罩材料为紫铜,装药直径为56mm,无壳体装药,锥形药形罩壁厚为0.
6、8mm,炸药量203g。标准成型装药如图5所示。标准成型装药炸高80mm,用8#火雷管起爆,靶板为45钢。在炸高筒的上部放置启动靶,下部放置停止靶,启动靶和停止靶采用铜箔,利用测时仪记录射流头部穿过两靶时间,测定标准成型装药头部速度。实验现场照片分别如图6所示。成型装药性能测试结果如表1所示。结果表明所设计的标准成型装药在相同炸高条件下下,平均穿深为184mm,相对误差为1%,用该穿深作为成型装药对半无限钢靶侵彻的基准穿深。入口直径和出口直径基本相同,射流一致性较好,满足基准成型装药技术指标要求。根据基准成型装药X射线照片及数值计算可知,射流尾部速度约1.9km/s,头
7、部直径为1.5mm,尾部直径约9mm,成型装药起爆30μs后射流长度约111.5mm。2.2穿深实验条件实验中使用的橡胶复合靶板尺寸为300mm×150mm,上下2层靶板为Q235钢板,厚3mm,中间为橡胶夹层。Q235钢板经过喷砂处理后与橡胶夹层通过黏合剂粘合在一起。成型装药(SC)与橡胶复合靶板(RCA)间通过炸高筒连接,炸高筒轴线距离为80mm,橡胶复合靶板与射流中轴线夹角为22°,在橡胶复合靶板后设置后效靶(厚180mm、直径100mm的Q235钢靶),后效靶距橡胶复合靶250mm,弹靶位置如图3所示,现场布置情况如图7所示。橡胶
