0 引言

杀伤战斗部主要是在高能炸药爆炸作用下形成大量高速破片，利用破片的高速撞击、引燃和引爆作用毁伤目标[1]。对于地面目标，破片在地面的覆盖面积和分布密度是衡量战斗部威力的重要指标，而炸高是影响破片在地面的覆盖面积和分布密度的重要因素。随着炸高的增大，破片在地面的覆盖面积增大、分布密度减小，因此如何获得最佳炸高、使战斗部的杀伤威力得到充分发挥，具有一定的研究意义。对于炸高的研究，相关的理论[2-3]已经比较成熟，但在数值模拟方面还有些不足，目前仍停留在以破片初速和破片飞散角[4-6]衡量战斗部杀伤威力的阶段，未考虑炸高的影响。

室温下，分别用超纯水配制50 mL质量浓度为200 ng·L-1的HHCB和AHTN溶液，用H2SO4和NaOH将反应体系的pH值分别调节为1、2、3、4、5、6、7、8、9，H2O2的投入量为 800 μmol·L-1，Fe2+的用量为 400 μmol·L-1，反应时间为 60 min。不同反应体系初始pH值下HHCB和AHTN的去除率如图9所示。

本文采用数值计算与半解析相结合的方法，对杀伤战斗部动态起爆[7]进行数值模拟，建立相应的破片着地坐标的计算模型；通过破片飞行过程中的速度衰减公式和无防护有生目标的78 J动能杀伤判据，计算得到有效杀伤破片在地面的坐标，并对不同炸高条件下有效杀伤破片在地面目标靶上的分布情况进行分析；对比试验结果可知，二者数据吻合较好，可为单兵火箭弹引信炸高的选择提供参考。

1 数值模拟

通过文献[8]获得的单兵火箭弹射击概况：初速一般为120 m/s，密集杀伤半径大于15 m，射角过大，火箭筒后面喷出的火焰会危及射手安全，射角过小满足不了射程要求。采用质心运动方程组[9]对火箭弹不同射角、一定初速的外弹道进行仿真计算，结合试验数据，选取与实际弹道轨迹拟合较好的外弹道曲线，如图1所示。

图1 外弹道曲线 Fig.1 Exterior ballistic curve

在火箭弹800～1 000 m的考核射程范围以及合理炸高范围(取2～10 m)内，其落姿(落角、落速)变化情况如表1所示。表1中数据显示，落角和落速的变化不大，因此，不考虑其变化对战斗部杀伤威力的影响，设定落速为130 m/s，落角为10°，对战斗部速度为130 m/s时破片的飞散情况进行数值模拟。

(11)式中的正负号由破片初速在f轴的分速度vf的方向确定，vf为正则y为正，vf为负则y为负，由于数量较多，ve和vf的模拟结果在此省略。

表1 火箭弹落姿 Tab.1 Rocket falling attitude

炸高/m落速/(m·s-1)落角/(°)2～10112～1465～14

试验过程中，掘进机的前进与位姿调整由远程控制手柄控制，系统运行流畅稳定，验证系统的数据均通过远程监测界面读取，并未出现异常情况，系统与机载PCC控制配合良好，共同完成掘进机试验样机的控制任务，主副工控机均可通过PCC进行控制与数据采集，并且通过网络实现主副工控机的数据共享与备份，提高了数据的安全性，使系统具备更强的安全性与可靠性。

1.1 模型结构及材料参数

如图2所示，战斗部仿真模型由空气、炸药、内衬、预制破片及壳体组成。预制破片为直径5 mm的钢球破片，质量0.512 g，共1 360个。图3所示为预制破片的排列方式，共80层，每层17个，与实际装填数相比，误差为1.5%. 内衬壁厚2 mm，壳体壁厚1.2 mm，战斗部长径比为2.5. 起爆方式为头部顶端中心起爆。

图2 战斗部仿真结构模型 Fig.2 Simulation structure model of warhead

图3 预制破片的排列方式 Fig.3 Arrangement of fragments

通过破片在空气中的速度衰减公式[13]，计算破片着地时的速度v：

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(1)

式中：p为压力；E为爆轰产物的内能；V为爆轰产物的相对体积；A、B、R1、R2和ω为待定常数，如表2所示。

表2 TNT炸药的主要参数 Tab.2 Main parameters of TNT

A/GPaB/GPaR1R2ω371 23 234 150 950 3

内衬和破片采用钢质材料，壳体采用铝合金材料，模型为PLASTIC_KINEMATIC，空气采用MAT_NULL模型[11]。各材料主要参数如表3所示。

表3 各材料主要参数 Tab.3 Main parameters of materials

构件密度/(g·cm-3)杨氏模量/GPa泊松比空气1 29×10-3内衬7 832100 28破片7 832100 28壳体2 78720 30

1.2 数值模拟结果分析

图4所示为不同时刻破片的飞散情况。由图4可知，破片飞散较均匀，战斗部中部破片初速较大，头部、尾部破片初速较小[12]。

图4 破片飞散情况 Fig.4 Dispersion of fragments

2 有效杀伤破片着地坐标计算

2.1 破片着地坐标计算

如图5所示，建立坐标系Oxyz和坐标系Qdef，图中，Ozx为射面，Oxy为地面，O为原点，Q为炸点，h为炸高，θc为落角，R为破片到地面的飞行距离，β为破片飞散方位角，φ为破片飞散方向与Oz轴的夹角，M为破片着地坐标点，N为弹丸轴线与x轴的交点，e轴在面Ozx内。

图5 计算模型 Fig.5 Computational model

农村党员中学里以初中和高中为主，大专及以上学历132人中，通过对调查发展只有24人长期生活在农村，其余的108人为大学生毕业后将组织关系转至农村党支部。2017年12月31日全国党员中大专以上学历党员占全国比例的48.3%，由此可见N镇党员学历普遍偏低。

(2)

(3)

式中：

(4)

(5)

(6)

(7)

由于同一层中的破片受力大小都相同，故同一层中每个破片的飞散方位角都相同，取每层破片的其中一个破片进行研究，图6所示为沿战斗部轴线方向破片的初速变化和初速的轴向分速度变化曲线。由图6可知，忽略两端受稀疏波影响的破片，破片初速基本分布在1 000～1 200 m/s之间，具有较大的初始动能，初速的轴向分速度先减小、 后增大。

图6 破片初速及初速轴向分速度沿轴向变化曲线 Fig.6 Variation curves of initial fragment velocity and its axial velocity along axial direction

由(12)式和(13)式计算得到满足击穿25 mm松木靶最小破片初速的破片，即有效杀伤破片。

由三角形△QMN和△OMN可得

(8)

求得破片飞散方向与战斗部轴线方向的夹角，即破片飞散方位角，结果如图8所示。

图7 破片飞散方位角 Fig.7 Fragment dispersion azimuth angle

图8 破片飞散方位角沿轴向变化曲线 Fig.8 Variation curve of fragment dispersion azimuth angle along axial direction

图11所示为试验布置现场，在预计空炸点正下方放置了12块1 m×2 m的25 mm厚松木板。

由破片初速vi与初速在e轴上的分速度ve和轴线方向分速度vd的关系可知：

vicos φ=vecos θc+vdsin θc，

(9)

式中：φ大于90°的破片飞向天空，φ小于90°的破片飞向地面，计算得到飞向地面的破片有679个。

将(4)式～(9)式代入(2)式和(3)式求出θ，最终得到破片的着地点坐标：

(10)

(11)

通过梳理众多的实践案例，课程设计者从问题入手寻求解决方案，改变以往“以教材和学科知识为中心”的单一格局，进行“教材和学科知识、社会生活经验、学习者的经验”三种内容取向的综合。在课程资源视域下，突破以往长期固守的教材概念局限，越来越重视教学预设资源、动态生成资源、场馆资源、现代教育技术资源、培训者及学习者资源等课程资源的开发、利用和共享。

2.2 有效杀伤破片判据

炸药使用TNT炸药，密度ρ=1.58 g/cm3，爆速De=6 930 m/s，爆压pCJ=20 GPa，采用HIGH_EXPLOSIVE_BURN模型及EOS_JWL状态方程，基本形式[10]为

(12)

式中：CD为破片阻力系数，对于球形破片CD=0.97；ρa为空气密度；S为破片迎风面积；mF为破片质量。

对于25 mm厚的松木靶，根据无防护有生目标的78 J动能杀伤标准[14]，由动能定理可得击穿松木靶的破片最小着地速度：

(13)

式中：Em为破片动能。

如图7所示，根据破片初速vi及初速轴向分速度vd的关系：

2.3 计算结果及分析

图9 有效杀伤破片在地面的分布 Fig.9 Distribution of fragments on the ground

图9为不同炸高条件下有效杀伤破片在地面的分布情况。以原点O为中心，将12块1 m×2 m的25 mm厚松木靶对称排布，图10为不同炸高条件下目标靶上有效杀伤破片的分布情况。结合图10与试验要求的杀伤威力指标(每块松木板上的有效穿孔数不小于3个)可知：炸高为2～6 m时，不能满足每块松木板都有穿孔；炸高为10 m时，松木板上的穿孔数不能满足要求；炸高为8 m时，满足杀伤威力指标要求。

图10 有效杀伤破片在目标靶上的分布 Fig.10 Distribution of fragments on the targets

3 试验结果及分析

图8中HL段、LK段和KJ段分别对应战斗部头部、中部和尾部，本文所建立的战斗部模型头部和尾部为圆锥部、中部为圆柱部。由图8可知：圆柱部破片飞散方位角差异小，破片集中飞散，杀伤范围小，但分布密度大；圆锥部破片飞散方位角差异大，破片飞散较分散，分布密度小，但杀伤范围大。

西双说不去。你知道的，到今天，楼兰刚好走了二十天……二十天，三七还没到……三七还没到，尸骨未寒，我怎么能够寻欢作乐呢？……我怎么能寻欢作乐呢？守身，禁欲，对死者的尊重，对妻子的尊重，你懂吗？是这个意思……

图11 试验现场 Fig.11 Test site

与静态试验[15]的布靶方式不同，动态试验根据对各参量的分析，最终选取12块1 m×2 m的25 mm厚松木靶按图11所示排列，并设定杀伤威力指标：每块松木板上有效穿孔数不小于3个。通过设置不同的装填参数，对不同炸高条件下战斗部对松木板的毁伤效果进行分析，最终确定有效炸高范围。

本次共进行了24发弹的试验，炸高分布在1.8～15.6 m之间。由试验结果可知：炸高为1.8～6.2 m时，不能满足每个松木板都有穿孔；炸高为8.9～15.6 m时，每个松木靶上都有穿孔，但穿孔数较少，不能满足杀伤威力指标要求；当炸高为6.8～8.5 m时，满足杀伤威力指标要求。部分数据如表4所示。

表4 不同炸高下的毁伤效果 Tab.4 Damage effects at different heights of burst

炸高/m毁伤效果2 3有穿孔的松木板共9个，穿孔数满足杀伤威力指标要求4 3有穿孔的松木板共10个，穿孔数满足杀伤威力指标要求6 2有穿孔的松木板共11个，穿孔数满足杀伤威力指标要求7 9每块松木板都有穿孔且穿孔数满足杀伤威力指标要求10 4每块松木板都有穿孔，其中4块松木板上的穿孔数不满足杀伤威力指标要求

图12所示为对应表4中不同炸高条件下其中一块松木板的穿孔情况。图12中红色三角对应炸高条件为7.9 m，共16个；蓝色圆圈对应炸高条件为10.4 m，共2个；炸高为2.3 m、4.3 m、6.2 m时，此松木板上没有穿孔。

图12 单块松木板穿孔情况 Fig.12 Perforation of a piece of pine wood

通过试验结果分析可知，满足杀伤威力指标的有效炸高范围为6.8～8.5 m，试验结果与仿真结果基本吻合。

4 结论

1)采用数值计算与半解析相结合的方法，对不同炸高条件下有效杀伤破片在地面的分布情况进行研究，得到最佳炸高在8 m左右，与试验结果吻合较好。

2)针对不同的地面目标以及杀伤威力指标，有效炸高范围不同。

从教学内容和教学方式来看，在一学期学习过的话题当中，学生最感兴趣的三个话题分别是：食物及餐桌礼仪、校园生活、购物。由此可见，学生对于与日常生活紧密相关、能够学有所用的话题更感兴趣。学生认为最应该增加的三类学习内容是英语电影、英语歌曲和日常对话。这反映了学生对于多媒体学习资源和贴合生活实际的学习资源接受度更高。在教学方式方面，学生对于边听边讲解的方式更能接受，对于传统的“播放视听材料——核对练习答案——再播放视听材料”的练习方式及自主练习的方式接受度较低。

3)研究结果可为单兵火箭弹引信炸高的选择提供参考。

超过半数的游客对百米林带游憩环境的现状表示非常满意,百米林带的自然风光受到人们的青睐。百米林带现状最大的问题是游憩设施的欠缺,由此也导致了游憩项目类型单一。部分游客表示,百米林带中缺乏坐憩、凉亭等游憩设施是导致他们停留时间短的主要原因之一。

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