一种低附带弹药金属颗粒定向加载技术

李俊承 樊壮卿 梁斌 康建毅 高海鹰 陈菁 卢永刚

李俊承, 樊壮卿, 梁斌, 康建毅, 高海鹰, 陈菁, 卢永刚. 一种低附带弹药金属颗粒定向加载技术[J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(4): 869-875. doi: 10.11883/bzycj-2016-0376
引用本文: 李俊承, 樊壮卿, 梁斌, 康建毅, 高海鹰, 陈菁, 卢永刚. 一种低附带弹药金属颗粒定向加载技术[J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(4): 869-875. doi: 10.11883/bzycj-2016-0376
LI Juncheng, FAN Zhuangqing, LIANG Bin, KANG Jianyi, GAO Haiying, CHEN Jing, LU Yonggang. Experimental study on directed loading metal particles of low collateral damage ammunition[J]. Explosion And Shock Waves, 2018, 38(4): 869-875. doi: 10.11883/bzycj-2016-0376
Citation: LI Juncheng, FAN Zhuangqing, LIANG Bin, KANG Jianyi, GAO Haiying, CHEN Jing, LU Yonggang. Experimental study on directed loading metal particles of low collateral damage ammunition[J]. Explosion And Shock Waves, 2018, 38(4): 869-875. doi: 10.11883/bzycj-2016-0376

一种低附带弹药金属颗粒定向加载技术

doi: 10.11883/bzycj-2016-0376
基金项目: 

国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金项目 U1330139

详细信息
    作者简介:

    李俊承(1984-), 男, 博士研究生, 工程师

    通讯作者:

    卢永刚, lygcaep@263.net

  • 中图分类号: O389

Experimental study on directed loading metal particles of low collateral damage ammunition

  • 摘要: 为了实现低附带弹药金属颗粒定向可控加载,研制了采用爆轰方式驱动低附带弹药金属颗粒的发射装置,并进行了不同尺寸钨球颗粒与不同装药比的发射实验。运用高速摄影与高速红外摄影捕捉爆轰驱动过程中颗粒抛撒分布和速度,并采用CT断层扫描和三维图像重建再现了颗粒在肥皂靶中的三维空间分布。实验结果揭示了爆轰驱动下颗粒加速、减速和散落3个阶段的特征。钨球颗粒速度均值范围为689.84~889.14 m/s,最大侵彻深度为65.23~167.35 mm,颗粒加载上靶率在30%以上。发射装置中金属颗粒/装药质量比可调,能重复使用。采用肥皂靶、高速摄影、高速红外相结合的测试方法有效可行,CT图像重建用于终点弹道参数判读能提高结果分析精度。以上结果可为研究低附带弹药对生物目标的毁伤效应、致伤机理和生物损伤判定与救治提供有效可行的技术与方法。
  • 图  1  发射装置结构示意图

    Figure  1.  Launching device

    图  2  现场布置

    Figure  2.  Layout of experiment

    图  3  爆轰驱动的高速红外图像

    Figure  3.  High speed infrared images of detonation-driven particles

    图  4  爆轰驱动过程的高速摄影

    Figure  4.  High speed photos of detonation-driven particles

    图  5  回收靶影像分析得到的钨球颗粒散布情况

    Figure  5.  Distribution of tungsten particles obtained by the analyses of soap target image

    图  6  柱形装药驱动下的颗粒周向飞散

    Figure  6.  Illustration of particles' circuital flying driven by cylindrical charge

    图  7  不同装药量下颗粒平均速度随直径的变化曲线

    Figure  7.  Average velocities of particles versus diameter with different charge ratios

    图  8  各组肥皂靶CT扫描图像

    Figure  8.  CT images of soap targets

    表  1  实验工况

    Table  1.   Tungsten particles used in experiments

    编号 颗粒状材料 d/μm m0/g ρ/(g·cm-3) m/g L/cm
    1 球形钨合金 50 6.8 1.7 6.8 40
    2 球形钨合金 200 6.8 1.7 6.8 40
    3 球形钨合金 500 6.8 1.7 6.8 40
    4 球形钨合金 1 000 6.8 1.7 6.8 40
    5 球形钨合金 1 500 6.8 1.7 6.8 40
    6 球形钨合金 50 6.8 1.7 13.6 40
    7 球形钨合金 200 6.8 1.7 13.6 40
    8 球形钨合金 500 6.8 1.7 13.6 40
    9 球形钨合金 1 000 6.8 1.7 13.6 40
    10 球形钨合金 1 500 6.8 1.7 13.6 40
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    表  2  不同直径颗粒打击肥皂靶的弹道参数统计

    Table  2.   Ballistic parameters of the soap target penetrated by particles with different diameters

    D/μm 颗粒侵彻深度分布(m=6.8 g) hmax/mm D/μm 颗粒侵彻深度分布(m=13.6 g) hmax/mm
    h/mm P/% h/mm P/%
    50 ≤13.82 12.98 65.23 50 ≤14.56 10.93 102.72
    13.82~25.26 58.56 14.56~31.70 48.77
    ≥25.26 28.46 ≥31.70 40.30
    200 ≤18.24 19.37 70.26 200 ≤16.85 15.96 118.46
    18.24~52.62 67.17 16.85~46.55 43.62
    ≥52.62 13.46 ≥46.55 40.42
    500 ≤10.00 6.36 76.52 500 ≤38.67 22.92 124.63
    10.00~43.00 50.63 38.67~55.88 54.99
    ≥43.00 43.01 ≥55.88 22.09
    1 000 ≤21.75 21.04 110.58 1 000 ≤24.00 11.42 130.98
    21.75~87.00 66.15 24.00~50.50 47.85
    ≥87.00 12.81 ≥50.50 40.73
    1 500 ≤26.18 18.16115.00 1 500 ≤25.72 13.17 167.35
    26.18~65.37 39.71 25.72~52.30 39.82
    ≥65.37 42.13 ≥52.30 47.01
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-13
  • 修回日期:  2017-03-22
  • 刊出日期:  2018-07-25

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