高比重鎢合金藥型罩

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    什么是藥型罩?

     聚能效應(yīng)能夠顯著提高能量密度，高效傳遞炸藥爆炸能量，已被廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。藥型罩作為戰(zhàn)斗部的核心部件，其性能直接影響著聚能效應(yīng)的發(fā)揮。

     理論分析和計(jì)算表明，多孔藥型罩聚能射流的速度降低主要是由于沖擊溫升引起的能量耗散和作用于罩壁的二次沖擊壓縮壓力降低造成。 考慮了多孔材料的物理特性，給出了多孔材料藥型罩形成射流的高低速條件，即藥型罩的壓垮速度必須小于c(T)，同時(shí)沖擊溫升使低速條件降低。給出了含有低熔點(diǎn)金屬多孔射流的形成凝聚條件，在滿足聲速的同時(shí)，還要保證藥型罩在壓垮之后不發(fā)生液氣相的轉(zhuǎn)變，為多孔藥型罩聚能裝藥的工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

     對(duì)多孔藥型罩聚能射流的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論分析，結(jié)合脈沖X光和侵徹實(shí)驗(yàn)對(duì)兩種不同孔隙度的多孔藥型罩聚能射流穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，得出合適的孔隙度可以降低低速段射流的動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度，提高射流的穩(wěn)定性。同時(shí)初始沖擊溫升可以使射流的高速段的粘性降低，與紫銅射流進(jìn)行了侵徹對(duì)比試驗(yàn)，揭示了多孔藥型罩低炸高大穿深的機(jī)理。 提出了聚能粒子流概念。 

     在密度自鎖模型的假設(shè)基礎(chǔ)上，結(jié)合粒子流的多孔特性，提出了粒子流的侵徹模型，彌補(bǔ)了經(jīng)典理論不能計(jì)算粒子流侵徹深度的不足。該模型在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為現(xiàn)有的侵徹模型。 對(duì)回收的紫銅射流和多孔銅射流的杵體進(jìn)行了細(xì)觀觀測(cè)，探討了多孔藥型罩聚能射流在高應(yīng)變和高應(yīng)變率下的主要變形機(jī)制，沖擊溫升為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶創(chuàng)造了有利條件。 

     同時(shí)觀察到射流和杵體分離處經(jīng)受了較大的剪切變形。采用數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)的研究了細(xì)直徑射流引爆包覆炸藥物理影響因素，模擬結(jié)果顯示射流頭部形狀對(duì)侵徹引爆的影響取決于蓋板厚度，對(duì)于一定厚度的蓋板，當(dāng)射流直徑小到一定程度可以不考慮頭部形狀的影響。對(duì)于不同密度的射流引爆同樣條件的包覆炸藥，隨著射流密度的降低需要較高的速度。蓋板越厚，需要的射流速度越高；隨著射流速度的提高，蓋板密度的影響減弱。在分析飛板與射流作用的機(jī)理上，建立了飛板斷續(xù)干擾射流頻率計(jì)算的物理模型，并分析了NATO角、飛板速度及蓋板硬度對(duì)干擾頻率的影響。提出了斷續(xù)干擾和連續(xù)干擾的轉(zhuǎn)變條件。

     藥型罩材料是聚能效應(yīng)能量的載體，其性能直接影響射流質(zhì)量的優(yōu)劣，（例如：射流密度、射流速度、連續(xù)射流長度等），希望藥型罩具有破碎性好、侵徹力強(qiáng)、滲透率高等特點(diǎn)，要求藥型罩材料密度高、延展性好，以使射流在侵徹之前能充分拉長而不斷裂。鎢有高熔點(diǎn)（３４０００Ｃ）、高密度（19.3g/cm3）、高聲速（4.03km/s）、良好的延展性等特點(diǎn)，越來越受到重視〔３川。通常，體心立方和面心立方的金屬存有更多的滑移系和更高的動(dòng)態(tài)韌性。鎢是體心立方金屬，故有較高的動(dòng)態(tài)韌性。鎢是體心立方金屬，故有較高的動(dòng)態(tài)韌性。

     高聲速是獲得高連續(xù)射流頭部速度所必需的；高的材料密度是提高侵徹威力所必須的。根據(jù)侵徹流體動(dòng)力學(xué)理論，侵徹能力與材料密度有關(guān)，可用平方根定律描述；高聲速材料形成的射流頭部速度也比較大。如果金屬射流具有較高的頭部速度，就能更有效地對(duì)抗反應(yīng)裝甲，縮短貫穿時(shí)間。鎢有適中聲速、較高密度、很高熔點(diǎn)，受到重視。２０世紀(jì)９０年代初期，美、英、法等國著力探索鎢藥型罩的可行性，美國還制定了２００５－２０１３實(shí)現(xiàn)用鎢藥型罩取代銅藥型罩的計(jì)劃目標(biāo)。

     復(fù)合藥型罩（例如鎢一銅合金，貧鈾合金等），它是把不同性能的金屬或合金，按照藥型罩的設(shè)計(jì)要求復(fù)合起來發(fā)揮綜合優(yōu)勢(shì)。它與單金屬藥型罩相比，其能量轉(zhuǎn)換與吸收機(jī)制更合理、化學(xué)能的利用率更充分、破甲性能更優(yōu)越、造價(jià)也更低，具有廣泛的開發(fā)前景。

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