|1.5 云爆燃料抛撒云团分布与爆轰特性研究现状|
云爆燃料抛撒云团是燃料在分散装药的爆炸作用下与空气形成的复杂混合物。燃料抛撒技术对云雾形状、尺寸、速度和浓度分布具有决定性影响，也是国内外云爆战斗部高效毁伤研究的重点。对这一技术研究现状和发展规律进行梳理分析有助于了解云爆燃料云团动态分布的基本规律及与云雾爆轰的关系。
云雾燃料抛撒的分布特性直接决定云爆弹的威力。大量文献研究了比药量、介质性质、长径比、壳体材质对爆炸形成气溶胶云团半径、体积的影响，得到了云雾半径、被抛撒颗粒速度随时间的变化规律和影响因素，主要结论总结如下：
（1）FAE燃料抛撒的装药量与燃料云雾分散速度、分布状态的关系。在设定参数相同情况下，FAE燃料抛撒的云雾分散速度和分布状态与装药量相关，当装药量增加到一定程度时，分散速度与分布状态和装药量呈正比例关系。但是，装药量增加到某一临界值后，分散速度与分布状态和装药量呈相持状态，即速度和云雾的最终半径也不再随装药量的增加而增大。由此可知，装药量不一定是绝对影响因素，只是在一定程度上增加云雾范围，不能无限制增加。
（2）FAE燃料抛撒形成云雾的径向抛撒速度与抛撒燃料介质特性的影响。在设定参数相同情况下，FAE抛撒的轴向燃料云雾分布比径向分布速度明显快，主要原因是燃料的表面张力和黏度造成。相同装药条件下，FAE填装的固体燃料抛撒的云雾分布与固体介质的密度和粒径呈反比例关系。云雾初始抛撒速度会随抛撒物粒径或装填密度的减小而增大。对于FAE固体颗粒燃料，在设定参数相同情况下，对不同形状的颗粒，其抛撒的速度随颗粒介质尺寸的减小而增大。其速度随体积增大而减小，随迎风面积增大而增大。燃料云团半径可通过适当增大颗粒直径来增加，各种粒度颗粒速度弛豫遵循负指数衰减规律，大颗粒的速度弛豫时间长，当FAE燃料的颗粒粒径增加时，抛撒的速度变快。
（3）FAE燃料装置的长径比对燃料分布的影响。小的长径比会使燃料云雾初始速度显著增快，导致云雾半径变大。FAE燃料装置的长径比与燃料介质的径向抛撒速度呈反比，即长径比越大，燃料云雾半径越小；FAE燃料装置的长径比与燃料介质的径向分布浓度呈正比，即长径比越大，燃料云雾的浓度越大。长径比较大的装置有利于颗粒的径向抛撒，可以提高气溶胶云团的均匀性，但在一定范围内长径比并非是影响云团外形尺寸的主要因素。
（4）FAE装置壳体的结构与性质。FAE装置壳体的材料力学（包括材料强度和焊接工艺）性能对燃料抛撒的分布影响主要集中在抛撒的近区阶段。张奇等通过分析FAE装置壳体对燃料抛撒近区分布过程的影响规律，建立了装置壳体对燃料近区（加速阶段）抛撒燃料分布速度的计算方法。研究表明，FAE装置壳体对燃料在轴向上的抛撒分布有较大影响（主要导致燃料抛撒速度减小）。FAE装置壳体轴向两端强度与近区阶段燃料抛撒速度呈正比关系。试验表明，相同条件下，钢质材料的FAE装置壳体使得燃料抛撒的云雾燃料浓度、粒度分布的均匀性比铝质壳体更优。
FAE燃料抛撒在空气中形成固体颗粒—空气混合云团。研究云团内的颗粒浓度与粒径对保证一定时间范围内云团分布的稳定性、提高有效抛撒率和评估云爆弹的毁伤效能意义重大。在FAE燃料抛撒至无约束空间的环境设置下，可以利用颗粒着色法进行可见光影像分析。另外，激光散射和分幅式高速图像分析方法可以有效测定FAE燃料抛撒的整个动态过程，进而通过采集的燃料特征信息确定云雾状态的浓度和尺寸分布。
1963年，R.A.Dobbins等首次提出使用光线衍射和散射的方法测定FAE燃料抛撒的颗粒粒径的分布状态，引入激光器和自动数据处理系统后，建立了完善的燃料抛撒粒径分布评估系统。1989年，M.Samirant等基于激波管模拟FAE燃料抛撒装置，建立闪频激光技术测量系统，建立燃料抛撒的粒径和浓度分布与激光多普勒效应的关系曲线，得到模拟FAE燃料抛撒的全过程分布状态（燃料分布的时间为百毫秒，燃料粒径分布为10～1 000 μm）。
加拿大的J.L.D.S.Labbe等建立了二极管激光器FAE燃料抛撒模拟装置，建立了FAE燃料抛撒形成云雾的浓度分布的测试方法。此后，通过光学方法对气固多相悬浮混合介质的微小颗粒特性（介质粒径与浓度）进行研究得到广泛应用和推广。
由于FAE燃料抛撒的燃料分布过程影响因素充满不确定性和参数复杂的难题，影响因素如战斗部的结构参数、燃料的本身性质、装药结构、燃料抛撒过程的高动态性等对云雾的分布耦合影响，无法建立统一的物理模型进行计算分析。当前在FAE燃料抛撒的研究领域，主要根据燃料颗粒分布状态（燃料粒径、浓度、湍流）将抛撒过程分解为若干个阶段进行分析；同时对各阶段分别建模，然后耦合求解，得到FAE燃料抛撒云雾分布的外形尺寸、颗粒速度、颗粒粒径及浓度的状态。