(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111362271.8 (22)申请日 2021.11.17 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市孝陵卫20 0号 (72)发明人 李文彬　姜宁　高达成　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 代理人 汪清 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑破片相对位置的预制破片飞散角 计算方法及系统 (57)摘要 本发明提出一种考虑破片相对位置的预制 破片飞散角计算方法及系统， 获得一端中心起爆 时圆柱形壳体装 药下的破片飞散角计算模型， 基 于试验数据分析得到了计算轴向破片飞散分布 的一个修正的完整公式， 用于预测破片战斗部在 单端起爆条件 下的飞散角； 该公 式考虑了装药质 量与壳体质量之比、 装药直径及长径比、 轴向稀 疏效应及壳体相对位置对飞散角的影响； 最后， 通过其他工况下的试验验证了该公式的普遍适 用性并与其它经验模型进行对比。 计算结果与试 验数据吻合较好， 表明该公式在预测一端起爆下 的圆柱形壳体破片的飞散角具有较高的精度， 满 足工程计算的偏差要求。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 114091371 A 2022.02.25 CN 114091371 A 1.一种考虑破片相对位置的预制破片飞散角计算系统， 其特征在于， 包括参数输入模 块和破片飞散角计算模块； 所述参数输入模块用于输入破片 飞散角计算的输入参数， 包括破片距离起爆端的距离 x， 战斗部装药直径d， 战斗 部长度L， 破片初速V0， 炸药爆速D； 所述破片飞散角计算模块用于通过以下公式计算破片的飞散角： 其中 为爆轰波法线与弹体对称轴构成的夹角。 2.根据权利要求1所述的破片飞散角计算系统， 其特征在于， 还包括破片飞散分布曲线 拟合模块， 所述破片飞散分布曲线拟合模块用于根据参数输入模块输入的多组输入参数、 破片飞散角计算模块计算得到的多组输入参数对应的飞散角， 拟合 生成飞散角分布曲线。 3.根据权利要求1所述的破片飞散角计算系统， 其特征在于， 所述破片初速V0通过以下 计算公式反推获得： 其中， cf为破片飞行的空气阻力系数， ρ0为空气密度， vf为测量点处破片飞行速度， 为 破片的平均迎风 面积， tf为飞行时间， mf为破片质量。 4.根据权利要求1所述的破片飞散角计算系统， 其特征在于， 所述爆轰波法线与弹体对 称轴构成的夹角 由破片距离起爆端的距离x和战斗 部装药直径d确定： 5.一种破片飞散角计算方法， 其特 征在于， 所述破片飞散角通过以下公式计算获得： 其中， x为破片距 离起爆端的距离， d为战斗部装药直径， L为战斗部长度， V0为破片初速， D为炸药爆速， 为爆轰波法线与弹体对称轴构成的夹角。 6.根据权利要求5所述的破片飞散角计算方法， 其特征在于， 所述破片初速V0通过以下 计算公式反推获得： 其中， cf为破片飞行的空气阻力系数， ρ0为空气密度， vf为测量点处破片飞行速度， 为 破片的平均迎风 面积， tf为飞行时间， mf为破片质量。 7.根据权利要求5所述的破片飞散角计算系统， 其特征在于， 所述爆轰波法线与弹体对 称轴构成的夹角 由破片距离起爆端的距离x和战斗 部装药直径d确定： 权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114091371 A 2一种考虑 破片相对位置的预制破片飞散角计算方 法及系统 技术领域 [0001]本发明属于弹药设计领域， 特别是一种考虑破片相对位置的预制破片飞散角计算 方法及系统。 背景技术 [0002]填充破片的圆柱形装药战斗部是战斗部设计中常用的结构之一， 被称为破片战斗 部， 装药爆 炸后， 高压爆轰产 物带动破片高速运动， 是主要的毁伤元。 为了改进战斗部 设计， 需要准确的预测破片的速度及飞散角。 因此， 提出了一系列经验公式来估算这种典型战斗 部的性能。 [0003]Gurney公式是计算破片速度的代表性公式， 考虑了装药质量与壳体质量之比， Huang等人提出了一个更精确的公式来估算一端起爆的圆柱形套筒的破片速度。 这是通过 轴向稀疏波效应修正的Gurney公式， 目前应用程度较高。 Taylor提出了一个极具代表性的 解析公式来预测战斗部的飞散角， 多项试验数据表明， 该公式对于破片飞散角的预测是不 准确的， 尤其是两端位置处的破片飞散角。 Flix提出了根据壳体膨胀形状构造的破片初始 飞散角函数， 此公式需要得知端板处破片飞散角度的折减以及最大破片速度的位置， 一方 面在试验中难以获得， 另一方面构造的相对位置及折减精度多为假设值， 修正后的函数曲 线存在一定局限性。 [0004]考虑到轴向稀疏 效应对破片飞散分布的影响研究仍有欠缺和局限之处， 急需提出 一种考虑轴向稀疏效应及壳体相对位置对一端起爆下的圆柱形战斗 部飞散分布预测模型 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种考虑破片相对位置的预制破片飞散角计算方法及系 统， 考虑轴向稀疏效应及壳体相对位置对一端起爆下 的圆柱形战斗部飞散分布预测， 能够 更精确的预测圆柱形破片战斗部的各个轴向位置处的破片飞散 分布， 尤其是在爆轰端与非 爆轰端。 [0006]实现本发明目的 的技术解决方案为： [0007]一种考虑破片相对位置的预制破片飞散角计算系统， 包括参数输入模块和破片飞 散角计算模块； [0008]所述参数输入模块用于输入破片飞散角计算的输入参数， 包括破片距离起爆端的 距离x， 战斗 部装药直径d， 战斗 部长度L， 破片初速V0， 炸药爆速D； [0009]所述破片飞散角计算模块用于通过以下公式计算破片的飞散角： [0010] [0011]一种考虑破片相对位置的预制破片飞散角计算方法， 所述破片飞散角通过以下公 式计算获得：说　明　书 1/5 页 3 CN 114091371 A 3