杆式射流对充液防护结构的毁伤机理及影响因素的数值模拟

陈 兴，周兰伟，李福明，王 毅，李志文，韩 斌

（1. 重庆前卫科技集团有限公司，重庆 401121；2. 南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094）

现代军用舰艇多采用多层装甲与充液舱组合的防护结构，常规水下爆破战斗部很难对其造成致命性的打击，而聚能战斗部技术的发展为水中兵器提供了新的方向。国内外学者针对聚能战斗部对多层充液结构的毁伤机理开展了相关研究。Held 等[1-2]通过射流对水介质的侵彻试验推导出水中空腔半径的理论计算公式；杨莉等[3-4]研究了不同结构药型罩形成的爆炸成型弹丸(EFP)对含水复合装甲的侵彻能力，最终得到了性能最优的药型罩结构；裴明敬等[5-6]设计了一种杆式射流（Jetting penetrator charge，JPC）聚能战斗部，并开展了侵彻水夹层复合靶试验，研究结果表明炸高是影响杆式射流对水夹层复合靶毁伤效能的重要因素；史进伟等[7]开展了聚能射流对水夹层复合靶的侵彻试验，并得到了射流侵彻水夹层结构的理论公式；王长利等[8-9]对聚能战斗部水下爆炸后的能量分布及其对防雷舱结构的毁伤情况进行了研究，结果表明聚能战斗部对防雷舱结构造成的毁伤效果大于同等质量的爆破战斗部；刘念念等[10]通过试验研究了聚能射流对潜艇耐压壳体的毁伤效应，结合AUTODYN 数值计算得到了聚能射流对潜艇结构的毁伤特性；李兵等[11]采用光滑粒子流体动力学（SPH）数值计算方法研究了水中聚能战斗部对双层圆柱壳体的毁伤，发现在金属射流作用下结构产生了局部破口，且冲击波和气泡载荷引起结构发生大面积塑性凹陷；……