本发明专利技术公开了一种可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构。在低爆速装药作用下和球缺形结构控制下，本发明专利技术的活性药型罩形成尾随爆炸成型弹丸EFP，该尾随可爆活性EFP在成型过程中也被激活，在宏观飞行的同时发生剧烈的化学反应；同时，在高爆速装药作用下和“圆锥+圆台”结构控制下，本发明专利技术的金属药型罩形成高速的前驱金属杆流，尾随可爆活性EFP前方飞行，从而形成前驱金属杆流和尾随可爆活性EFP组成的串联侵爆侵彻体。这样，前驱金属杆流先利用动能对目标进行侵彻并形成预穿孔，尾随可爆活性EFP随进至目标内部，继而利用尾随可爆活性EFP在目标内部发生剧烈的爆燃反应，造成后效毁伤增强效应，从而兼顾侵彻深度与后效作用。从而兼顾侵彻深度与后效作用。从而兼顾侵彻深度与后效作用。
【技术实现步骤摘要】
一种可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构
[0001]本专利技术涉及聚能装药
，具体涉及一种可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构。
技术介绍
[0002]在未来地面战争中，以防护工事、飞机掩体为代表的混凝土/钢筋混凝土防护型硬目标将发挥着越来越重要的作用，能否有效地毁伤这类防护型硬目标是取得战争主动权的关键。更为重要的是，对混凝土/钢筋混凝土防护型硬目标的打击，其根本目标并非仅仅是穿透混凝土/钢筋混凝土防护，而是要对目标内部的设备和人员进行高效的后效毁伤。
[0003]当前，攻坚弹是对付混凝土/钢筋混凝土防护型硬目标的主要装备。传统上，攻坚弹为两级串联结构，如图1所示，主要包括主级聚能战斗部、主级引信、隔爆装置、随进杀爆子弹、子弹引信等。这种串联结构的前级战斗部一般使用惰性金属药型罩聚能装药，利用形成的金属射流穿透混凝土/钢筋混凝土防护，在混凝土/钢筋混凝土上形成预穿孔，随后，随进杀爆子弹由预穿孔进入目标内部，通过其爆炸在靶后形成碎片云和爆炸超压，实现对靶后设备和人员目标的杀伤。
[0004]然而，随着弹药技术的发展，上述传统攻坚弹面临着一些技术难题，主要表现在：(1)难以适应弹药小型化发展。由于传统攻坚弹采用两级串联结构，造成其关键部件较多，如主级聚能战斗部、主级引信、隔爆装置、随进杀爆子弹、子弹引信等必不可少，对弹药小型化带来了技术挑战。(2)传统两级串联结构的攻坚弹结构十分复杂，设计过程需要考虑前后两级隔爆、前后两级引信配合等关键技术。(3)目标打击种类十分有限。现代战场目标种类繁多，这就要求一种弹药应尽可能兼顾多目标打击能力。传统攻坚弹反混凝土/钢筋混凝土靶标时，能产生较好的后效毁伤效果，但用于反装甲时，传统攻坚弹的主级聚能战斗部在钢靶上形成的穿孔很小，随进杀爆子弹根本无法随入到装甲内部，无法实现高效后效毁伤。
[0005]与此同时，近十多年来，活性药型罩技术受到了国内外专家广泛的关注和大力研究。用于聚能弹药技术，活性药型罩在装药爆炸驱动下形成的活性射流具有双重属性，活性射流首先具有动能效应，能够利用自身的高速度对目标进行侵彻，更为重要的是，活性射流在爆炸驱动下被激活，自身还能够发生剧烈的爆燃反应，这样，活性射流就能够首先利用自身动能穿透混凝土/钢筋混凝土防护，进入目标内部后利用自身剧烈的爆燃反应，释放大量化学能和气体产物，从而大幅提升对混凝土/钢筋混凝土靶后目标的毁伤效应。然而，活性药型罩技术也面临一个瓶颈性难题，活性药型罩是由含能复合材料制备而成的，其密度、强度和延展性均不够理想，造成相应的活性射流虽能够产生强爆燃后效，但侵彻能力严重不足。具体来说，活性药型罩聚能装药仅适用于小着角下打击较薄的混凝土/钢筋混凝土靶，当着角偏大、或混凝土/钢筋混凝土靶较厚时，活性药型罩聚能装药将无法穿透混凝土/钢筋混凝土靶，这制约了活性药型罩在攻坚类聚能战斗部上的应用。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构，通过结构合理设计和装药匹配，得到一种较为简单的、基于穿爆时序的聚能装药结构，可同时兼顾大侵深和强后效毁伤目的，并实现多种类目标打击。
[0007]本专利技术的单级式聚能装药结构包括：起爆机构、壳体、低爆速装药、传爆药柱、高爆速装药、活性药型罩和金属药型罩。其中，低爆速装药为圆柱形，一端与起爆机构紧密贴合，另一端设有球缺形凹槽；活性药型罩为球缺形，其外凸面与低爆速装药凹槽紧密贴合。传爆药柱为圆管形，两端分别与低爆速装药、高爆速装药紧密贴合；高爆速装药为圆柱形，其远离传爆药柱的一端设有与金属药型罩外形相配合的凹槽；金属药型罩分为中空圆锥和中空圆台两段，其中，圆锥锥角朝向传爆药柱，圆台的上底面和圆锥的底面自然过渡，圆台的锥角大于圆锥锥角；金属药型罩外表面与高爆速装药凹槽紧密贴合；壳体为阶梯圆管状，低爆速装药、高爆速装药和传爆药柱均同轴装填在壳体大端内，且低爆速装药的平面端与壳体内底面紧密贴合，高爆速装药凹面端通过金属药型罩由压螺压紧；壳体小端设起爆机构，用于起爆低爆速装药。
[0008]其中，所述低爆速装药一般采用低爆速高能炸药注装而成，其爆速一般在5000m/s～7000m/s范围内，药柱长径比约为0.4～0.8之间，通过起爆机构单点中心起爆。低爆速装药对活性药型罩加速能力相对较弱，可以保证活性药型罩形成速度相对较低的爆炸成型弹丸。
[0009]所述传爆药柱一般采用高爆速高能炸药通过模具压装而成，其爆速一般在8000m/s以上，该传爆药柱厚度约为其外径的15％～25％，由低爆速装药引爆。
[0010]所述高爆速装药一般采用高爆速高能炸药通过模具压装而成，其爆速一般在8000m/s以上，药柱长径比约为1.0～1.3之间，通过传爆药柱引爆。高爆速装药对药型罩加速能力强，可以保证金属药型罩形成速度高的杆式射流。
[0011]所述活性药型罩由活性材料经压制、烧结而成。其中，活性材料是以高分子聚合物(如PTFE)粉体为基体，通过在其中填充一定量的含能金属粉体(如金属、合金、金属间化合物等)构成的活性含能混合物，常用的有PTFE/Ti、PTFE/Al、PTFE/Al/W、PTFE/Cu等混合粉末材料。从形状上讲，所述活性药型罩3应为球缺形，以确保其形成速度相对较低的爆炸成型弹丸，活性药型罩3可以是等壁厚的、也可以是由轴向到两侧逐渐变薄的月牙形。
[0012]所述金属药型罩采用高密度惰性金属材料，如铜、钨、铁、钨铜合金等制成。金属药型罩圆台的锥角比圆锥的锥角大10
°
到20
°
范围内。从形状上讲，金属药型罩所使用的圆锥、圆台复合结构能保证其形成速度较高的杆式射流。
[0013]所述壳体采用低密度金属材料或高分子非金属材料制成。壳体一方面用于固定和保护起爆机构、低爆速装药、高爆速装药、活性药型罩以及金属药型罩，另一方面用于提高低爆速装药、高爆速装药的能量利用率。
[0014]采用压螺将高爆速装药压紧在壳体内，所述压螺为圆环结构，一般采用45号钢制成，用于固定单级式聚能装药结构，防止低爆速装药、高爆速装药、传爆药柱、活性药型罩以及金属药型罩从壳体大端滑落。
[0015]该单级式聚能装药结构能产生类串联战斗部效果，形成前驱金属杆流和尾随可爆活性EFP，兼顾对目标的穿深和后效毁伤。
[0016]有益效果：
[0017](1)在低爆速装药作用下和球缺形结构控制下，本专利技术的活性药型罩形成尾随爆炸成型弹丸(EFP,Explosively formed projectile)，该尾随可爆活性EFP在宏观上首先具有约500～1500m/s的飞行速度，同时该尾随可爆活性EFP在成型过程中也被激活，在宏观飞行的同时发生剧烈的化学反应。在高爆速装药作用下和“圆锥+圆台”结构控制下，本专利技术的金属药型罩形成高速的前驱金属杆流，前驱金属杆流速度约在5000m/s～6000m/s范围内，为此，虽然金属药型罩略晚受到爆轰波和爆轰产物的作用，但仍在尾随可爆活性EFP前方飞行，这本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构，其特征在于，包括：起爆机构(1)、低爆速装药(2)、活性药型罩(3)、传爆药柱(4)、高爆速装药(6)、金属药型罩(7)和壳体(5)；其中，起爆机构(1)、低爆速装药(2)、传爆药柱(4)、高爆速装药(6)依次串联，同轴安装在壳体(5)内；低爆速装药(2)靠近传爆药柱(4)的一端设有与活性药型罩(3)相匹配的凹槽；所述活性药型罩(3)为球缺形，安装在低爆速装药的凹槽内；高爆速装药(6)远离传爆药柱(4)的一端设有与金属药型罩(7)相匹配的凹槽；所述金属药型罩(7)分为圆锥和圆台两段，其中圆锥锥角朝向传爆药柱(4)，圆台的上底面与圆锥的底面自然过渡；金属药型罩7安装在高爆速装药(6)的凹槽内；壳体包裹在起爆机构(1)、低爆速装药(2)、传爆药柱(4)、高爆速装药(6)的外表面。2.如权利要求1所述的可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构，其特征在于，还包括压螺(8)，所述金属药型罩(7)和高爆速装药(6)由压螺(8)压紧。3.如权利要求1所述的可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构，其特征在于，所述低爆速装药(2)的爆速为5000m/s～7000m/s；传爆药柱(4)和高爆速装药(6)的爆速为8000m/s以上。4.如权利要求1或3所述的可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构，其特征在于，所述低爆速装药(2)为圆柱形，长径比为0.4～0.8之间。5.如权利要求1或3所述的可形成穿爆时序联合作用的单级式聚能装药结构，其特征在于，所述传爆药柱(4)为圆管形，传爆药柱(4)的厚度为其外径的15％～25％。6.如权利要求1或3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海福，郑元枫，余庆波，葛超，汪德武，贺元吉，郑志坚，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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