强磁场与聚能装药耦合特性研究

Based on the theoretical of high magnetic field powered by flux compression generator (FCG), this project will study the magnetohydrodynamics(MHD) principle of shaped charge jet be delayed fracture through strong magnetic field by analyzing the enhancement effect of low frequency magnetic field and high frequency magnetic field for shaped charge jet. They will be studied that mechanism of the strong magnetic filed coupling with the shaped charge jet and the effect of strong magnetic filed for the stability of shaped charge jet by theory analysis, expermental reasearch and numerical simulation. The change of the shaped charge jet fracture time will be evaluated throug X-ray experiments and the enhancement effect of strong magnetic fields will be proved by DOP experiments. The study can prove a reference and theory support for the shaped charge warhead design and efficient damage theory, and the shaped charge warhead technology will promote crossover development.

基于磁爆加载下强磁体形成磁场的理论，通过分析高频磁场和低频磁场对聚能射流不同的增强作用机理，对强磁场条件下聚能射流延缓断裂的磁流体动力学原理进行研究。通过理论分析、数值计算和试验研究相结合的方法，研究强磁场与聚能射流的耦合作用特性，分析强磁场对射流稳定性的影响及作用规律，并通过X-光试验分析强磁场作用下射流断裂时间的变化，通过DOP试验分析强磁场对聚能射流侵彻能力的增强效应。强磁场与聚能射流的耦合特性研究为提高聚能装药战斗部毁伤能力、实现高效毁伤提供理论支持。强磁场与聚能射流的耦合技术是新型高效破甲理论的一个重要研究方向，强磁场耦合聚能射流特性研究的突破将为我国今后研制新型高效毁伤弹药提供强有力的技术支撑，可实现破甲战斗部技术跨越式发展。

聚能射流在拉伸过程中由于其本身以及外界的一些不对称因素的干扰，拉伸到一定程度后会发生径缩，最后断裂为形状以及长度十分接近的颗粒；然而，断裂后的聚能射流颗粒并不是沿同一轴线均匀排列，而是会出现翻转、偏移。聚能射流的断裂以及断裂后的翻转、偏移大大降低了其有效长度，导致其侵彻能力严重下降。为了提高破甲弹在大炸高下的侵彻效能，改善大炸高下聚能射流的稳定性是亟待解决的问题。先前许多专家对该课题进行了相关研究，但是传统技术未能完善地解决射流稳定性问题。磁耦合聚能装药技术为这一问题的解决提供了途径。本项目主要通过聚能射流的运动方程以及塑性失稳条件，建立了聚能射流在强磁场中的拉伸系数计算模型；基于电磁感应定律以及运动方程，建立了外加强磁场延缓聚能射流断裂的理论模型；通过强磁场耦合聚能射流的理论分析、数值模拟以及强磁场耦合聚能射流的DOP试验研究建立了外加强磁场抑制断裂聚能射流颗粒翻转的模型；同时，结合X光试验以及电磁感应定律，建立了外加强磁场加速聚能射流速度的理论模型。通过本项目的研究建立强磁场耦合聚能射流过程中的相关理论模型，弥补对强磁场耦合聚能射流方面研究的空白，为设计新型大威力破甲战斗部提供理论支持和技术指导。