NEPE推进剂破片冲击数值模拟研究 ①

孙百政，李 军，王 宁，赵孝彬，程立国

(1.航天化学动力技术重点实验室，襄阳 441003；2.航天工业固体推进剂安全技术研究中心，襄阳 441003)

0 引言

复杂的战场环境中的破片作为导弹武器面临的主要威胁之一，可能会使发动机内的推进剂发生爆轰，从而带来严重的人员伤亡和设备损坏。美国、法国等国家都投入了大量人力物力致力于固体推进剂破片冲击特性研究[1-4]。随着数值仿真技术在爆炸冲击领域的发展和应用，国内外学者开始将目光聚焦于采用数值分析软件模拟出破片冲击动力过程以研究其破片冲击特性[5-11]，但目前的冲击过程仿真大多面向炸药，对推进剂认识还不足[12]。另一方面，NEPE推进剂的能量水平相比于其他推进剂具有显著优势，在战略战术导弹武器上都有十分广阔的应用前景，但其破片冲击特性研究一直是一个难题。

本文采用数值模拟方法，以NEPE推进剂试验件为研究对象，利用有限元动力学软件基于破片冲击NEPE推进剂的动力过程建立破片冲击“壳体+绝热层+推进剂”三层模型，构建出固体推进剂破片冲击数值计算方法。通过对冲击动力过程进行推理分析，研究了不同规格破片冲击NEPE推进剂的影响规律，为NEPE推进剂破片冲击特性研究提供理论参考。

1 材料模型

1.1 推进剂材料模型

点火增长反应模型[13-14]已嵌入到LS-DYNA和AUTODYN等成熟的商业仿真软件中，广泛用于大多数装药冲击起爆数值模拟中。JWL状态方程[15-18]描述爆轰产物膨胀过程的准确性，使得它在爆炸、冲击、热分解等领域都享有极高的关注度。……