第一篇 云爆燃料抛撒浓度分布模型
2025年09月26日
第一篇 云爆燃料抛撒浓度分布模型
针对云爆战斗部高效毁伤的需求,本篇主要面向国家中长期发展规划及“高速/大当量二次起爆云爆战斗部”军事发展战略,开展高速/大当量云爆战斗部在高落速/落姿下的云爆燃料抛撒浓度分布特性、二次起爆引信与云团最优起爆浓度交会的引战配合模型研究。将云爆战斗部实现毁伤前环节划分为燃料抛撒运动和引信—燃料云雾交会运动两个阶段,分析燃料动态浓度分布的特性和规律。
(1)燃料抛撒运动阶段:本篇研究的云爆燃料主要为微纳铝粉、环氧丙烷、空气组成的气固液多相物。云爆燃料在中心分散装药爆炸驱动力和空气阻力共同作用下向外运动。考虑液体燃料的蒸发和铝粉颗粒(云爆燃料)对燃料分散过程的影响,最终形成铝粉颗粒、空气的云团,其爆轰威力在很大程度上取决于云团的状态与浓度分布。对云雾燃料的抛撒过程进行数值模拟计算,理论上主要分析燃料云雾形貌与尺寸变化规律、燃料颗粒运动速度特性、燃料与空气混合云团浓度特征以及云雾空洞现象,最终得到云雾浓度的时空分布状态与规律,为云雾浓度测试提供理论支撑。
(2)引信—燃料云雾交会运动阶段:对高落速云爆装置的燃料抛撒,引信—燃料云雾交会过程的云雾扩散浓度分布特性与规律研究,是开展动态复杂环境下云雾燃料浓度快速检测、实时引信自主识别云雾浓度及起爆、实现高效毁伤效能的基础。该阶段燃料扩散运动认为处于准静止状态,云团中燃料分布较为均匀。对引信—燃料云雾的时空交会分析,可以获得引信—燃料云雾交会时间窗口与适合起爆的浓度区域信息,为二次起爆控制提供理论支撑。