4.6.3 战斗部聚能装药结构
为了验证理论分析，设计了基于喇叭形药型罩的成型装药结构方案，如图4.6.1和图4.6.2所示，装药口径D为80mm。喇叭形药型罩壁厚为h，罩高为L，材料为紫铜，装药结构为船尾形，装药高度为L，选用JH-2炸药。
起爆方式1为装药船尾端环形起爆；起爆方式2为装药顶端中心单点起爆。考虑到射流成型过程中网格的畸变问题，仿真中采用ALE算法，建模对象包括炸药、药型罩和空气，各部分材料参数及计算模型见表4.6.1。
表4.6.1 材料模型参数
根据分析和经验知，药型罩的母线曲率半径、药型罩的高度和药型罩的壁厚是决定其形状与结构的关键参数。固定装药直径D和装药高度L分别为80 mm和72 mm（0.9D），而分别对三个关键参数进行分步优化。经初步仿真计算，炸药爆轰后160μs射流基本达到稳定状态，所以各个方案的仿真均对这一时刻的侵彻体形态进行分析。根据相关文献，射流侵彻体的速度一般达到5～10 km/s，杆侵彻体的速度在3～5 km/s，可据此判断不同起爆方式下所形成的毁伤元形态。
1.曲率半径对毁伤元转换的影响
对于仿真方案1，研究曲率半径为30～150mm（每隔20mm为一个子方案）的药型罩形成毁伤元的情况。确定罩高为40mm，药型罩厚度为4mm。具有不同曲率半径的药型罩所形成的毁伤元头部平均速度如图4.6.4所示。在两种起爆方式下，随着药型罩曲率半径的增大，毁伤元头部速度均呈现递减变化。要实现双模毁伤元的转换，应使两种起爆方式下形成毁伤元的速度具有明显的差异并在合理的范围内，同时，毁伤元的状态也要相对稳定。根据这一要求，结合毁伤元形成过程中的状态变化情况，从图4.6.4看出，当曲率半径为100mm时，有利于形成JPC与JET两种毁伤元模式。
图4.6.4 曲率半径的影响及毁伤元成型(https://www.daowen.com)
2.罩高对毁伤元转换的影响
方案2研究药型罩高度为30～50mm（每隔3mm为一个子方案）的成型状况。确定喇叭形药型罩曲率半径R＝100mm，罩厚度h＝4mm，成型及毁伤元头部平均速度如图4.6.5所示。由图中曲线看出，随着罩高的增大，其毁伤元的头部速度逐渐变小，综合考虑形成毁伤元的速度和其形态的稳定性，得出罩高为40mm时有利于两种模态的相互转换。
图4.6.5 罩高影响及毁伤元成型
3.壁厚对毁伤元转换的影响
方案3研究药型罩壁厚为3～5mm（每隔0.5mm为一个子方案）时，其毁伤元的成型状况。已确定曲线半径R＝100 mm，罩高H＝40 mm，毁伤元成型及头部平均速度如图4.6.6所示。由图中曲线看出，不同起爆方式下，药型罩壁厚在一定范围内增大时，毁伤元速度均减小，在该范围内，两种起爆方式所形成毁伤元的速度差变化不大，从毁伤元的形态稳定性考虑，选取药型罩厚度为3.5mm，这时有利于JET与JPC的相互转换，并能形成稳态的毁伤元。
图4.6.6 壁厚的影响及毁伤元成型
通过以上的理论分析和模拟仿真，优化得出了双模成型装药战斗部的结构尺寸。在80mm装药口径和0.9D装药高度的前提下，喇叭形药型罩曲率半径为100mm，药型罩的罩高为40mm，药型罩厚度为3.5mm时，适于实现稳定JET和JPC的转换，从而得到双模毁伤聚能装药结构。
