3-33 防空战斗部破片射击迹线仿真

钱立新 刘 彤 张寿齐 杨云斌

　　描述防空战斗部破片飞散的静、动态特性，通常都借助统计学建立破片诸参数在空间分布的统计规律，对应到中靶的有效破片，相关参数如中靶破片数、着靶速度等以数学期望来表征，该方法简单易行，但准确性和通用性差。新的射击迹线仿真模型将每个破片的弹道用相应的射击迹线来模拟。

　　对于单端一点起爆的柱形自然破片战斗部，破片群可以矩阵F来表示，元素F_ij为单枚破片的飞散参数列阵: F_ij=(m_ij v_{ij f ij b ij})^T,i=1~l，j=1~r,；m_ij ,v_{ij ,f ij}和b_ij为破片F_ij的质量、速度、飞散方向角和方位角；l,r为破片的行数(周向)和列数(环向)。

　　根据自然破片战斗部破片质量分布关系(经试验修正的Held分布)，得到单枚破片质量的分布序列，然后将破片群在破片阵F中随机分布；根据张寿齐由斯坦纽柯维奇冲量分布的破片速度分布关系得到单枚破片的飞散速度v_ij；采用Randers-Pehrson改进的Taylor方程计算破片飞散方向角f_ij，同时考虑破片飞散角在小范围内散布的随机性；破片F_ij的方位角b_ij根据破片的环向分布及环向小范围内散布的随机性确定；为模拟飞散破片的随机翻滚，参考实验数据确定破片的旋转速度及旋转速度分布，旋转轴的选择服从球面均匀分布；用于碰撞及侵彻分析的破片，假定破片着靶方位服从球面等视点均匀分布，从而确定单枚破片F_ij的展现面积；考虑空气阻力对破片弹道的影响，阻力系数的计算采用以球形和自然破片为基准，随形状数线性增长的关系式，同时忽略重力的影响。对某自然破片战斗部的破片进行射击迹线仿真，见图1。

     
      (a) 破片场仿真                          (b) 破片前沿网格
图 1 自然破片战斗部破片场(t = 0.1ms)

　　射击迹线仿真具备与实验结果的可比性，通过实验结果的修正，射击迹线仿真能真实地模拟战斗部爆炸及破片飞散过程；射击迹线在空间方位上是根据一指定的基准点、基准方位和一小区域内的分布特征来确定的，恰好反映了破片的“宏观”可控性和“微观”随机性；破片战斗部的射击迹线仿真显然是一历遍过程，即在仿真过程中访问每一个破片，并进行射击迹线处理，在破片杀伤评定过程中，只对覆盖目标的破片进行处理，因此是局部历遍过程；射击迹线仿真模型适用于自然破片战斗部、受控破片战斗部、全预制破片战斗部、多“P”装药战斗部、聚焦战斗部和连续杆战斗部。