多形态药型罩射流侵彻冰层数值仿真分析

杜勇 谢志刚 李根 赵英臣 刘维涛

摘 要：凌汛期黄河冰层厚度大、穿孔难度大，炸药的聚能效应所形成超高速的金属射流或高速的爆炸成型弹丸（侵彻体）对冰层具有很好的侵彻能力。利用Ansys/Lsdyna-3D有限元数值分析软件，對铜、铝、特氟龙材料，60°、90°、120°锥角药型罩所形成的射流侵彻冰层过程进行了数值分析，发现特氟龙药型罩形成的射流穿孔能力最强，而铜药型罩形成的射流在侵彻过程中动能衰减最为缓慢。

关键词：凌汛;破冰;药型罩;侵彻;黄河

中图分类号：TV875;TJ51

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.12.011

引用格式：杜勇，谢志刚，李根，等.多形态药型罩射流侵彻冰层数值仿真分析[J].人民黄河，2021，43（12）：53-56.

Abstract： The ice layer of the Yellow River during the ice flood season is thick and difficult to perforate， the super-high-speed metal jet or high-speed explosively formed projectile （penetrator） formed by the energy-gathering effect of the explosive has a good ability to penetrate the ice layer. Using Ansys/Lsdyna-3D finite element numerical analysis software to study the process of penetration of the ice layer by the jet formed at 60°， 90°， 120° cone angles of copper， aluminum， and Teflon， which shows that the jet of Teflon liner has the strongest perforation ability， while the kinetic energy of the jet formed by copper liner attenuates is the slowest during the penetration process.

Key words： ice run; open ice; liner; penetration; Yellow River

在黄河上游高纬度河段凌汛期频繁出现的冰塞、冰坝等极易造成河道水位上涨、漫堤决口等险情，对沿黄河地区生活的人民以及农耕土地造成极大威胁[1-4]。鉴于冰体材料的特殊性，以及冰结构（冰盖、冰塞、冰坝、冰凌）的多样性，加之破冰抢险的时效性、破冰作业环境的严酷性，使得爆破破冰成为快速解决溃堤威胁的手段之一。

多年来，飞机投弹、大口径火炮炮击是凌汛期应急抢险救灾中的两大重要手段，上述传统破冰手段在发挥出色作用的同时，其局限性也显现出来。例如，待一处冰凌破除时，火炮无法快速移动到下一破冰作业地点，飞机虽能快速移动，但无法在夜间作业，致使两大传统破冰手段不能完全满足破冰抢险的时效性要求。另外，常规炸弹与榴弹的毁伤目标并非冰凌、冰盖、冰坝等，导致破冰效率极低、用弹量大、综合破冰费用高。……