CN110307760A - 一种水下聚能战斗部毁伤效应测试*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***，通过使测试场水文环境调节靶标零浮力状态的方式，构建水下航行器工作时悬浮状态的模拟环境实现了对现有水下航行器工作时悬浮状态的模拟，使得靶板受载时更真实地反映了其结构响应规律，通过根据靶标尺寸和战斗部威力设置钢丝网筛盘和布放钢板，在测试结束后能够完整地回收由测试产生的所有结构或碎片，为后续全面完整地战斗部毁伤效能分析及靶标毁伤机理分析提供实验结果支撑。

Description

一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***

技术领域

本发明属于水下毁伤理论分析技术领域，具体涉及一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***。

背景技术

水下聚能战斗部是反潜武器中最具代表性的主战武器装备和最有效的反潜对抗手段。其中水下聚能战斗部是武器***的有效载荷，是武器***摧毁目标、完成最终作战任务的执行机构。目标易损性和毁伤机理是毁伤模式选择和战斗部方案选型的核心基础，同时也是战斗部、引战配合以及武器***参数优化设计的主要依据。因此，水下聚能战斗部毁伤效应测试方法的研究对于水下***毁伤效应的研究、水下***数据和结果的分析具有重大意义。

水下聚能战斗部包括***型装药结构和聚能型装药结构两种类型，对于***型装药结构，主要通过水下***所形成的冲击波和气泡脉动效应达到使目标局部撕裂、大变形及结构失稳等毁伤目标；对于聚能型装药结构，除了***产生的冲击波和气泡脉动效应外，主要依靠***形成的金属射流或自锻破片侵彻目标，在目标壳体上形成贯穿式孔洞从而直接造成目标的结构损伤和舱内进水，并可引发整体结构的失稳。

目前现有水下聚能战斗部毁伤效应的测试方法，重点关注的是***型或聚能型装药结构单一作用下对靶标的毁伤效应。其中，针对聚能型鱼雷战斗部毁伤效应的研究采用的是陆地静爆实验方法，并仅以穿孔孔径作为毁伤程度的标志量，但忽视了水下***作用下靶标的塑性变形、挠曲甚至撕裂等毁伤效应，更低估了***效应和聚能效应联合作用下靶标的毁伤程度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***，通过使测试场水文环境调节靶标零浮力状态的方式，构建水下航行器工作时悬浮状态的模拟环境实现对水下聚能战斗部毁伤效应的测试。

本发明提供了一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***，包括钢丝网筛盘(1)、布放钢板(2)、靶标(3)、配重(4)、吊装钢索Ⅰ(5)、吊装钢索Ⅲ(12)、行吊(6)、射流测速通断靶(7)、水下***压力传感器(8)和测试数据处理端(9)；所述测试数据处理端(9)包括信号调理仪、脉冲形成网络、高频数据采集仪和上位机；

钢丝网筛盘(1)边缘通过吊装钢索Ⅰ(5)与行吊(6)连接，行吊(6)实现钢丝网筛盘(1)在测试水域的布放；

布放钢板(2)放置于钢丝网筛盘(1)之上，布放钢板(2)的尺寸大于靶标(3)的尺寸；

靶标(3)悬浮于布放钢板(2)的正上方，通过吊装钢索Ⅲ(12)与布放钢板(2)连接，以限定靶标(3)的位置；

根据靶标(3)的重力与浮力确定配重(4)的重量，配重(4)通过吊装钢索连接在靶标(3)的下方；

射流测速通断靶(7)贴附于靶标(3)的外表面正上方几何中心之上，通过电缆与测试数据处理端(9)中的脉冲形成网络连接，水下聚能战斗部贴附于射流测速通断靶(7)的最上端，所述脉冲形成网络的输出数据通过电缆传输至高频数据采集仪中；

水下***压力传感器(8)设置于与水下聚能战斗部具有相同深度的水平面上，所述水平面由吊装钢索Ⅰ(5)之间相互连接的钢丝绳形成，水下***压力传感器(8)根据测试需要放置于所述钢丝绳之上，并通过电缆与信号调理仪连接，经所述信号调理仪的输出数据通过电缆传输至高频数据采集仪中；

所述上位机用于接收所述高频数据采集仪输出的数字信号，并对信号进行显示、记录和后处理。

进一步地，所述钢丝网筛盘(1)由正交钢梁网格和圆环焊接而成，其直径根据靶标尺寸和战斗部威力确定。

进一步地，所述钢丝网筛盘(1)的直径为2m，在所述钢丝网筛盘(1)上铺设10mm×10mm的方孔304钢丝纱网。

进一步地，在所述靶标(3)的上方设置浮桶(10)，浮桶(10)通过吊装钢索Ⅱ(11)与靶标(3)连接，所述浮桶(10)的数量为2～3个。

进一步地，所述射流测速靶(7)为3～5层。

进一步地，所述配重(4)包括两个同等重力的配重块，分别连接在靶标(3)的两端。

进一步地，所述钢丝网筛盘(1)为圆形。

进一步地，所述布放钢板(2)放置于钢丝网筛盘(1)的几何中心之上。

进一步地，所述水下***压力传感器(8)根据测试需要成对放置于所述钢丝绳之上。

有益效果：

本发明通过根据测试场水文环境调节靶标零浮力状态的方式，实现了对现有水下航行器工作时悬浮状态的模拟，使得靶板受载时更真实地反映了其结构响应规律，同时，通过根据靶标尺寸和战斗部威力设置钢丝网筛盘和布放钢板，在测试结束后能够完整地回收由测试产生的所有结构或碎片，为后续全面完整地战斗部毁伤效能分析及靶标毁伤机理分析提供实验结果支撑。

附图说明

图1为本发明提供的水下聚能战斗部毁伤效应测试***框架图。

图2为本发明提供的水下聚能战斗部毁伤效应测试***示意图。

图3为本发明提供的水下聚能战斗部毁伤效应测试***中的水下***压力传感器测速断通靶布放示意图。

其中，1-钢丝网筛盘，2-布放钢板，3-靶标，4-配重，5-吊装钢索Ⅰ，6-行吊，7-射流测速通断靶，8-水下***压力传感器，9-测试数据处理端，10-浮桶，11-吊装钢索Ⅱ，12-吊装钢索Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***，其基本思想是：通过构建与实际作战环境相似的测试***，测量水下聚能战斗部的毁伤威力和靶标的响应结果，从而为准确的评估水下聚能战斗部的毁伤效应奠定基础。

本发明提供的一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***，如图2所示，包括钢丝网筛盘1、布放钢板2、靶标3、配重4、吊装钢索5、吊装钢索12、行吊6、射流测速通断靶7、水下***压力传感器8和测试数据处理端9；测试数据处理端9，如图1所示，包括信号调理仪、脉冲形成网络、高频数据采集仪和上位机。

钢丝网筛盘1为圆形，其边缘通过四根吊装钢索5与行吊6连接，由行吊6实现钢丝网筛盘1在测试水域的布放；布放钢板2放置于钢丝网筛盘1之上，最好位于钢丝网筛盘1的几何中心之上，布放钢板2的尺寸大于靶标3的尺寸；靶标3悬浮于布放钢板2的正上方，通过吊装钢索12与布放钢板2连接，以限定靶标3的位置；根据靶标3的重力与浮力确定配重4的重量，配重4通过吊装钢索连接在靶标3的下方；射流测速通断靶7贴附于靶标3的外表面正上方几何中心之上，通过电缆与测试数据处理端9中的脉冲形成网络连接，水下聚能战斗部贴附于射流测速通断靶7的最上端；水下***压力传感器8设置于与水下聚能战斗部具有相同深度的水平面上，所述水平面由四根吊装钢索5之间相互连接的钢丝绳形成，水下***压力传感器8根据测试需要成对放置于线缆之上，并通过电缆与信号调理仪连接。以上电缆可以采用射频同轴电缆。

这里，钢丝网筛盘1的直径根据靶标尺寸和战斗部威力确定，通常在聚能射流和***作用下产生的靶标破片以及穿孔完毕的聚能射流剩余残体在水下的运动速度衰减极快，因此直径为2m的钢丝网筛盘1足以接收***产生的近乎所有结构碎片。钢丝网筛盘1由网格尺寸为500mm×500mm的正交钢梁网格和圆环焊接而成，根据所产生的聚能射流直径22mm，在筛盘上铺设10mm×10mm的方孔304钢丝纱网。

射流测速靶7根据实际情况确定需要布置的层数，一般分为3～5层，用于依次记录射流穿过射流测速靶7时的射流速度梯度。配重4可以包括两个同等重力的配重块，并且为了保持平衡，分别连接在靶标3的两端。

水下***压力传感器8可以包括两组，每组两只传感器之间的数据可相互映证，例如，一组传感器放置于距离水下聚能战斗部7倍装药半径的位置，另一组传感器距离水下聚能战斗部10倍装药半径的位置，两组传感器均设置在与水下聚能战斗部等深度的平面。

其中，信号调理仪与水下***压力传感器8通过电缆连接，用于对水下***压力传感器8输入的电信号进行调制，并将调制后的信号通过电缆传输到高频数据采集仪；脉冲形成网络与射流测速通断靶7通过电缆连接，用于对射流测速通断靶7输入的电信号进行处理，最终形成突跃间断电信号，并将形成的突跃间断电信号通过电缆传输到高频数据采集仪；高频数据采集仪用于采集由信号调理仪和脉冲形成网络输出的电信号，转换形成数字信号通过千兆网线传输给上位机；上位机用于接收高频数据采集仪中的数字信号，并对数字信号及计算结果进行显示、记录，然后对所述数字信号进行计算得到水下聚能战斗部的毁伤效应。

水下聚能战斗部毁伤效应测试***布放过程为：首先在吊装钢索5上标记布放深度，并使用钢丝绳将四根吊装钢索5的标记处连接，再将水下***压力传感器8固定放置于钢丝绳上，然后将靶标3铺放于布放钢板2上，最后采用行吊6将钢丝网筛盘1布放到测试水域。

此外，为了克服靶标3和配重4在实际测试水域中由于浮力计算误差导致的下沉问题，在靶标3的上方设置浮桶10，浮桶10通过吊装钢索11与靶标3连接，浮桶10的数量为2～3个，桶壁上固定有吊装钢环，浮桶内部为空气，浮桶10提供的浮力应大于靶标3和配重4在真实水文环境中所产生的浮力误差，以确保靶标悬浮于测试所需位置。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水下聚能战斗部毁伤效应测试***，其特征在于，包括钢丝网筛盘(1)、布放钢板(2)、靶标(3)、配重(4)、吊装钢索Ⅰ(5)、吊装钢索Ⅲ(12)、行吊(6)、射流测速通断靶(7)、水下***压力传感器(8)和测试数据处理端(9)；所述测试数据处理端(9)包括信号调理仪、脉冲形成网络、高频数据采集仪和上位机；

钢丝网筛盘(1)边缘通过吊装钢索Ⅰ(5)与行吊(6)连接，行吊(6)实现钢丝网筛盘(1)在测试水域的布放；

布放钢板(2)放置于钢丝网筛盘(1)之上，布放钢板(2)的尺寸大于靶标(3)的尺寸；

靶标(3)悬浮于布放钢板(2)的正上方，通过吊装钢索Ⅲ(12)与布放钢板(2)连接，以限定靶标(3)的位置；

根据靶标(3)的重力与浮力确定配重(4)的重量，配重(4)通过吊装钢索连接在靶标(3)的下方；

射流测速通断靶(7)贴附于靶标(3)的外表面正上方几何中心之上，通过电缆与测试数据处理端(9)中的脉冲形成网络连接，水下聚能战斗部贴附于射流测速通断靶(7)的最上端，所述脉冲形成网络的输出数据通过电缆传输至高频数据采集仪中；

水下***压力传感器(8)设置于与水下聚能战斗部具有相同深度的水平面上，所述水平面由吊装钢索Ⅰ(5)之间相互连接的钢丝绳形成，水下***压力传感器(8)根据测试需要放置于所述钢丝绳之上，并通过电缆与信号调理仪连接，经所述信号调理仪的输出数据通过电缆传输至高频数据采集仪中；

所述上位机用于接收所述高频数据采集仪输出的数字信号，并对信号进行显示、记录和后处理。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述钢丝网筛盘(1)由正交钢梁网格和圆环焊接而成，其直径根据靶标尺寸和战斗部威力确定。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述钢丝网筛盘(1)的直径为2m，在所述钢丝网筛盘(1)上铺设10mm×10mm的方孔304钢丝纱网。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，在所述靶标(3)的上方设置浮桶(10)，浮桶(10)通过吊装钢索Ⅱ(11)与靶标(3)连接，所述浮桶(10)的数量为2～3个。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述射流测速靶(7)为3～5层。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述配重(4)包括两个同等重力的配重块，分别连接在靶标(3)的两端。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述钢丝网筛盘(1)为圆形。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述布放钢板(2)放置于钢丝网筛盘(1)的几何中心之上。

9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述水下***压力传感器(8)根据测试需要成对放置于所述钢丝绳之上。