电磁炮弹丸的高速侵彻贯穿研究
2021-08-11焦登伟尚立斌李晓风
舰船科学技术 2021年7期
焦登伟,尚立斌,李晓风
(中国船舶集团公司第七一三研究所,河南 郑州 450015)
0 引 言
电磁炮是一种利用电磁发射技术制成的先进杀伤性武器,其显著特点是弹丸初速大、射程远,根据美国海军公布的电磁炮侵彻试验,电磁炮初速达到6 Ma左右,远超过典型的火炮初速。对于电磁炮的侵彻研究,目前国内外可见报道的较少,刘凯[1]基于电磁炮发射平台,对一种新型集束结构在轨道内的发射强度等特征展开了研究;邱群先等[2]采用Abaqus 软件,对电磁炮弹丸侵彻高强度钢板进行了仿真研究;史梁[3]设计了一种电磁炮弹丸,采用Antodyn 对弹丸速度在1 000~2 500 m/s 范围内侵彻钢靶进行了仿真研究。对于电磁炮类超高速弹丸的侵彻研究,由于现有设备条件及成本限制,采用有限元仿真结合理论研究是一种热门趋势[4–7]。针对电磁炮弹丸的侵彻贯穿机理及损伤特征,上述研究未作详细探讨,同时在进行仿真试验时未使用验证的材料参数,结果有待考证,基于此,本文使用LSdyna 程序,采用验证的材料参数,对电磁炮弹丸高速侵彻贯穿45#钢板展开研究,同时设置弹丸侵彻速度、靶板厚度为变量,探究变量对终点结果的 影响。
1 有限元模型建立
根据美海军公布的电磁轨道炮试验及文献[2],建立弹丸的实体模型,弹丸外形为长锥形,长度65 cm,大端直径9.3 cm,弹丸材料为93 钨合金,密度为17 600 kg/m3。由于弹丸尾翼在飞行过程中起稳定飞行轨迹的作用,而有限元结构分析较少考虑空气阻力的影响,故忽略尾翼,对弹丸进行简化建模;……
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