[发明专利]一种用于破片撞击试验用爆轰驱动式发射装置的设计方法

权利要求书

1.一种用于破片撞击试验用爆轰驱动式发射装置的设计方法，其特征在于，所述用于破片撞击试验用爆轰驱动式发射装置包括：8#雷管、壳体、雷管座、炸药、隔板、弹托和标准破片，所述方法包括以下步骤：

步骤一：根据爆轰物理学的理论公式，利用格尼速度计算破片速度，即：

其中，v_f为破片飞行速度；是格尼速度；m_k是破片质量；m是炸药质量；

步骤二：确定炸药驱动标准破片的飞行速度，即美军标MIL-STD-2105D规定的标准破片的飞行速度v_f；

步骤三：确定炸药质量m，炸药的直径为d，炸药的长径比为1，炸药的密度为ρ₁，则炸药的质量m＝π(d/2)²dρ₁；

步骤四：确定炸药需要驱动的破片质量m_k，此处炸药爆轰驱动的不仅仅是标准破片的质量，还包括隔板与弹托的质量；隔板左端面与炸药紧密接触，用于衰减炸药的爆炸能量，保护标准破片不受大的损伤；弹托分为三瓣，弹托的左端面与隔板紧密接触，用于保证标准破片的安装精度，使之在炸药爆炸能量的驱动下水平向前飞行；破片质量由标准破片质量、隔板质量和弹托质量三部分构成：

(1)标准破片质量为m₁＝18.6g；

(2)隔板质量m₂：隔板直径与炸药的直径相同，均为d，如果隔板仅由一种材料组成，且隔板厚度为l₂，隔板密度为ρ₂，则隔板的质量为m₂＝π(d/2)²l₂ρ₂；如果隔板由两种或两种以上的材料组成，且每种材料对应的厚度和密度分别为l_i和ρ_i，则隔板的总质量为m₂＝∑π(d/2)²l_iρ_i；

(3)弹托质量m₃：弹托为三瓣空心结构，一端设有迎风面，外径与炸药的直径相同，均为d，外部长度为l_w，内径与标准破片直径相同，均为d₀＝14.3mm，内孔长度为l_n，弹托密度为ρ_t，则弹托的质量为：

则破片质量m_k＝m₁+m₂+m₃；

步骤五：将破片飞行速度v_f、炸药质量m、破片质量m_k代入步骤一的破片速度计算公式，即可确定炸药的直径d。

2.根据权利要求1所述的用于破片撞击试验用爆轰驱动式发射装置的设计方法，其特征在于，格尼速度具有速度量纲，是炸药的特性值，炸药不同，也不同，E₀为格尼能，是单位质量炸药爆炸后释放的热能中，用于气体爆轰产物和金属飞片运动的能量。

3.根据权利要求1所述的用于破片撞击试验用爆轰驱动式发射装置的设计方法，其特征在于，按照美军标STANAG 4496中规定，标准破片为带锥顶的圆柱体，圆柱部分尺寸为直径14.3mm，长度14.3mm，锥顶部分尺寸为直径14.3mm，锥顶高度为1.26mm，锥角为160°，标准破片材料为低碳钢，重18.6g。

4.根据权利要求1所述的用于破片撞击试验用爆轰驱动式发射装置的设计方法，其特征在于，所述的隔板形状为圆柱体，隔板直径与炸药的直径相同，隔板厚度是3mm～15mm，隔板是单一材料的实体，其材料是钢、铝、硬质聚氨酯、尼龙、有机玻璃、聚碳酸酯、酚醛树脂，或隔板是钢、铝、硬质聚氨酯、尼龙、有机玻璃、聚碳酸酯、酚醛树脂中的两种或两种以上对应圆柱体粘接的一个圆柱体整体，其厚度是不同尺寸的组合。

5.根据权利要求1所述的用于破片撞击试验用爆轰驱动式发射装置的设计方法，其特征在于，所述的弹托为三瓣空心结构，三瓣完全相同，且一端为内凹面，此内凹面就是专门设置的迎风面，便于出膛后三瓣弹托的分离，弹托的内径与标准破片的外径相同，与标准破片相配合，弹托内孔长度与标准破片圆柱部分长度相同，为14.3mm，弹托的外径与壳体的内径相同，与壳体相配合，弹托外部长度大于等于15.56mm，弹托的材料为尼龙或硬质聚氨酯或有机玻璃或聚碳酸酯或酚醛树脂。