關(guān)鍵詞：橢圓截面戰(zhàn)斗部；爆炸驅(qū)動(dòng)；破片速度；起爆方式；能量輸出

以橢圓截面戰(zhàn)斗部為代表的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱異形截面戰(zhàn)斗部，因其與高超武器的非圓載荷平臺(tái)具有較好的空間適配性，近年來(lái)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前，關(guān)于橢圓截面戰(zhàn)斗部在傳統(tǒng)中心點(diǎn)起爆方式下破片徑向速度分布的研究已較為成熟，典型特征是橢圓截面戰(zhàn)斗部短軸方向的破片比長(zhǎng)軸方向的破片具有更高的速度[1]。然而，橢圓截面戰(zhàn)斗部的軸向速度分布以及非中心起爆時(shí)的破片速度分布尚處于初步探索階段，亟待開(kāi)展相關(guān)研究。

對(duì)于傳統(tǒng)圓形截面戰(zhàn)斗部，馮順山等[2]利用實(shí)驗(yàn)回歸方法給出了單點(diǎn)偏心起爆時(shí)的破片初速計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式；Resnyansky等[3]基于數(shù)值模擬方法分析了不同起爆方式下戰(zhàn)斗部破片的速度及密度分布，發(fā)現(xiàn)采用面起爆時(shí)戰(zhàn)斗部破片殺傷效率最高；Held[4-5]、Huang等[6]基于試驗(yàn)結(jié)果對(duì)Gurney公式[7]進(jìn)行了修正，提出了適用于偏心起爆的計(jì)算公式；Li等[8-13]針對(duì)圓形殼體偏心起爆問(wèn)題開(kāi)展了系統(tǒng)的試驗(yàn)、理論及數(shù)值模擬研究，分析了偏心起爆對(duì)破片速度的增益機(jī)理，并基于一維活塞模型和虛擬能量分配中心假設(shè)，提出了一種計(jì)算柱形殼體偏心起爆破片速度分布的新方法。An等[14]針對(duì)中空裝藥結(jié)構(gòu)，開(kāi)展了偏心起爆數(shù)值模擬研究，發(fā)現(xiàn)在裝藥中空處爆轟產(chǎn)物會(huì)形成類“聚能”效應(yīng)，進(jìn)而提高起爆點(diǎn)對(duì)側(cè)破片速度。Guo等[15]基于數(shù)值模擬方法，分析了偏心線起爆時(shí)端面稀疏波對(duì)破片速度分布的影響機(jī)理，研究結(jié)果表明，端面稀疏波作用不僅受裝藥端面自由面大小影響，還與其作用時(shí)間相關(guān)。

對(duì)于異形截面戰(zhàn)斗部，Guo等[16-19]基于試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)分析了D形截面戰(zhàn)斗部在不同起爆方式以及不同裝藥結(jié)構(gòu)下破片的速度及空間分布特性，發(fā)現(xiàn)不同的起爆點(diǎn)位置會(huì)顯著影響D形戰(zhàn)斗部的破片速度。Ding等[20-22]設(shè)計(jì)了具有不同弧面結(jié)構(gòu)的D形殼體，并開(kāi)展了試驗(yàn)研究，獲得了D形殼體最佳曲率與中心角的匹配關(guān)系。此外，棱柱形戰(zhàn)斗部由于具有較好的密度及速度增益特性，因此一些學(xué)者對(duì)其開(kāi)展了大量的試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究，發(fā)現(xiàn)相較于圓形截面戰(zhàn)斗部，不同的起爆方式能夠顯著影響棱柱形戰(zhàn)斗部破片的空間及速度分布[23-26]。對(duì)于橢圓截面戰(zhàn)斗部，Deng等[27]、鄧宇軒等[28-29]開(kāi)展了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，獲得了端面中心點(diǎn)起爆作用下不同短長(zhǎng)軸比的橢圓截面戰(zhàn)斗部破片徑向速度分布特性，并結(jié)合數(shù)值模擬方法對(duì)其爆轟驅(qū)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了深入探討。楊祥等[1]通過(guò)數(shù)值模擬方法分析了中心線起爆作用下橢圓截面戰(zhàn)斗部的徑向速度分布，并基于數(shù)值模擬結(jié)果修正了Gurney公式，提出了一個(gè)用于預(yù)測(cè)橢圓截面戰(zhàn)斗部破片速度分布的經(jīng)驗(yàn)公式。姜斌等[30]利用一維爆轟驅(qū)動(dòng)模型，分析了橢圓截面戰(zhàn)斗部短長(zhǎng)軸破片加速過(guò)程的差異。

綜上所述，目前對(duì)于偏心起爆下戰(zhàn)斗部破片速度分布的研究主要集中在圓截面戰(zhàn)斗部，而對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部的研究主要集中在傳統(tǒng)單點(diǎn)起爆，缺少對(duì)于橢圓截面戰(zhàn)斗部在非中心對(duì)稱多點(diǎn)起爆時(shí)破片速度分布的研究，同時(shí)，不同起爆方式下，橢圓截面裝藥的爆炸能量輸出特性尚不明確。因此，本文中將基于試驗(yàn)彈體結(jié)構(gòu)[29]，建立5種具有相同裝藥和殼體質(zhì)量比而短長(zhǎng)軸比不同的橢圓截面戰(zhàn)斗部數(shù)值模擬模型，考察端面中心單點(diǎn)起爆、短軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆、長(zhǎng)軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆、短長(zhǎng)軸中點(diǎn)4點(diǎn)起爆以及端面起爆等5種起爆方式對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部破片速度分布的影響規(guī)律，分析不同起爆方式下橢圓截面裝藥的爆炸能量輸出特性，以期為橢圓截面戰(zhàn)斗部的工程應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1數(shù)值模擬模型

1.1材料模型

根據(jù)課題組前期開(kāi)展的試驗(yàn)[29]確定了數(shù)值模擬模型結(jié)構(gòu)，其中戰(zhàn)斗部殼體及端蓋材料均為45鋼，用尼龍代替內(nèi)襯材料聚醚醚酮（polyetheretherketone，PEEK），因?yàn)槟猃埮cPEEK具有相似的、很低的機(jī)械力學(xué)性能，替換后對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的影響可以忽略，戰(zhàn)斗部裝藥為B炸藥。采用Johnson-Cook本構(gòu)模型來(lái)描述戰(zhàn)斗部殼體的材料行為：

式中：A、B、C、n和m為材料常數(shù)，εeq為等效塑性應(yīng)變，為無(wú)量綱塑性比；T*為無(wú)量綱相對(duì)溫度，T*=（T?Tr）/（Tm?Tr），其中Tr為室溫，Tm為材料熔點(diǎn)。具體數(shù)值列于表1[8]中。

此外，炸藥內(nèi)襯尼龍材料取自AUTODYN材料庫(kù)[31]，這里不做描述。

1.2計(jì)算方法及網(wǎng)格敏感性分析

SPH是一種無(wú)網(wǎng)格計(jì)算方法，被廣泛應(yīng)用于描述炸藥爆轟作用過(guò)程中的變形、膨脹及流動(dòng)行為。此外，SPH方法計(jì)算過(guò)程中不涉及網(wǎng)格侵蝕，不會(huì)造成戰(zhàn)斗部殼體斷裂過(guò)程中的質(zhì)量損失，因此，SPH也被用于描述自然破片戰(zhàn)斗部殼體。然而，對(duì)于預(yù)制/控破片殼體，Lagrange求解方法具有更好的適應(yīng)性，能夠清晰反映破片的飛散及變形情況，因此，本文中炸藥采用SPH求解方法，殼體及內(nèi)襯采用Lagrange求解方法。

SPH計(jì)算方法的求解準(zhǔn)確性受粒子直徑影響較大，對(duì)于炸藥和殼體均采用SPH算法的情況，已有學(xué)者對(duì)粒子直徑進(jìn)行了敏感性分析[8]。然而，對(duì)于Lagrange和SPH耦合計(jì)算模型的網(wǎng)格敏感性分析尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。本文中基于之前開(kāi)展的試驗(yàn)中采用的戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)，建立了相應(yīng)的數(shù)值模擬模型，模型結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示，其中a為裝藥半短軸，b為裝藥半長(zhǎng)軸，μ為裝藥短長(zhǎng)軸比。

為提高計(jì)算效率，根據(jù)橢圓截面戰(zhàn)斗部的面對(duì)稱特性建立了1/4數(shù)值模擬模型，如圖1所示。戰(zhàn)斗部整體長(zhǎng)度為97.0mm，戰(zhàn)斗部殼體由20個(gè)刻槽破片環(huán)堆疊而成，單個(gè)破片環(huán)厚4.3mm，刻槽寬度0.3mm，刻槽后剩余殼體連接厚度為1.5mm；θ為方位角，即由戰(zhàn)斗部中心發(fā)出的射線與裝藥右半長(zhǎng)軸的夾角。計(jì)算了不同粒子大小時(shí)圓形截面戰(zhàn)斗部（C1）在端面中心點(diǎn)起爆下軸向破片的速度分布，計(jì)算結(jié)果如圖2所示。從圖中可以看出，隨著粒子尺寸的減小，圓形截面戰(zhàn)斗部的軸向速度整體逐漸增大，直至粒子直徑為0.3mm時(shí)，此后破片速度趨于穩(wěn)定。因此，考慮到計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力和計(jì)算效率，選取直徑為0.3mm的粒子開(kāi)展下一步計(jì)算分析。

1.3數(shù)值模擬方法驗(yàn)證

將數(shù)值模擬結(jié)果中最大速度截面上的破片速度，與試驗(yàn)[29]中通過(guò)錫箔紙測(cè)速靶獲得的橢圓截面戰(zhàn)斗部的徑向最大破片速度分布進(jìn)行對(duì)比，如圖3所示。從圖中可以看出，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可靠性。

2數(shù)值模擬結(jié)果與分析

2.1問(wèn)題描述

橢圓截面戰(zhàn)斗部在傳統(tǒng)端面單點(diǎn)起爆方式的作用下，破片的徑向速度由長(zhǎng)軸至短軸方向逐漸增大[29]。在實(shí)際工程應(yīng)用中，不同的起爆方式能夠改變爆轟波在殼體內(nèi)部的傳播作用過(guò)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的破片速度分布。其中對(duì)稱起爆一直以來(lái)被學(xué)者廣泛關(guān)注，本節(jié)中在橢圓截面戰(zhàn)斗部端面典型位置處設(shè)置起爆點(diǎn)，分析不同起爆方式對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部徑向和軸向破片速度分布的影響規(guī)律。起爆方式示意圖如圖4所示，由左至右分別為端面中心單點(diǎn)起爆、短軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆、長(zhǎng)軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆、短長(zhǎng)軸中點(diǎn)四點(diǎn)起爆以及端面起爆，5種起爆方式分別編號(hào)為Ⅰ～Ⅴ。

2.2對(duì)稱點(diǎn)起爆對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部破片速度分布的影響

2.2.1徑向破片速度分布

圖5給出了橢圓截面戰(zhàn)斗部在端面中心單點(diǎn)起爆作用下殼體的膨脹加速過(guò)程，從圖中可以看出，爆轟驅(qū)動(dòng)完成時(shí)，短軸速度明顯高于長(zhǎng)軸方向，且在靠近非起爆端時(shí)破片速度達(dá)到最大值。以最大速度截面處破片為研究對(duì)象，不同起爆方式下破片的徑向速度分布如圖6所示，圖6（a）對(duì)相同起爆方式下不同短長(zhǎng)軸比戰(zhàn)斗部破片的徑向速度分布進(jìn)行了匯總；相同截面形狀在不同起爆方式下破片的徑向速度分布規(guī)律則體現(xiàn)在圖6（b）中。從圖中可以看出，不同的端面起爆方式對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部破片徑向速度的變化規(guī)律無(wú)明顯影響。

圖7給出了短長(zhǎng)軸比為0.55的橢圓截面戰(zhàn)斗部在不同起爆方式下爆轟波傳播至最大速度破片處的波形形貌。從圖中可以看出，在不同起爆方式的作用下，經(jīng)過(guò)軸向的傳播演化，爆轟波傳播至最大破片速度截面處時(shí)，波陣面已基本趨于平面波，呈滑移狀態(tài)掃過(guò)破片，爆轟波對(duì)該截面上破片的驅(qū)動(dòng)作用無(wú)明顯差異，因此導(dǎo)致了不同起爆方式下破片的徑向速度分布規(guī)律基本一致。

從圖6（b）中可以看出，不論在何種短長(zhǎng)軸比下，端面起爆時(shí)破片的整體徑向速度均明顯大于其余幾種起爆方式，且端面單點(diǎn)起爆時(shí)破片整體徑向速度最低。為了進(jìn)一步分析上述差異，提取了不同起爆方式下最大速度截面上破片的徑向平均速度，如圖8所示。從圖中可以看出，端面起爆時(shí)的破片平均速度最高，單點(diǎn)起爆最低，且隨著起爆點(diǎn)數(shù)量增加，破片整體平均速度逐漸增大。

對(duì)于上述現(xiàn)象，以端面單點(diǎn)起爆和面起爆為例，分析內(nèi)部裝藥的爆轟作用過(guò)程。現(xiàn)有研究結(jié)果表明，戰(zhàn)斗部破片加速過(guò)程主要受破片下側(cè)薄片裝藥微元的驅(qū)動(dòng)作用[32]。圖9（a）給出了兩種起爆方式下最大速度截面處爆轟波及稀疏波的作用過(guò)程，圖中黃色帶為驅(qū)動(dòng)破片的炸藥微元。當(dāng)來(lái)自端面的爆轟波到達(dá)破片左側(cè)時(shí)，認(rèn)為是開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)刻，圖中用紅色虛線表示。當(dāng)爆轟波掃過(guò)破片到達(dá)破片右側(cè)時(shí)，爆轟波（紅色實(shí)線）對(duì)破片的作用完成，此后進(jìn)入爆轟產(chǎn)物加速階段。在一端起爆時(shí)，來(lái)自端面的稀疏波緊跟在爆轟波之后，同時(shí)，爆轟產(chǎn)物膨脹產(chǎn)生中心稀疏波，爆轟波掃過(guò)炸藥微元后立即進(jìn)入稀疏衰減階段。因此，在端面單點(diǎn)起爆作用下，破片在開(kāi)始受驅(qū)動(dòng)時(shí)刻，炸藥微元中即已有部分炸藥進(jìn)入稀疏衰減階段（圖中藍(lán)色區(qū)域），而端面起爆時(shí)則沒(méi)有。結(jié)合圖中給出的兩種起爆方式下的爆轟壓力曲線，可以看出，在爆轟波作用完成后，端面起爆相較于單點(diǎn)起爆爆轟產(chǎn)物存在明顯的壓力增益區(qū)域，因此，導(dǎo)致了端面起爆時(shí)最大速度截面上破片整體的平均速度大于端面單點(diǎn)起爆。

根據(jù)上述分析，圖9（b）進(jìn)一步給出了單點(diǎn)起爆、多點(diǎn)起爆和端面起爆作用下，開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)刻的炸藥微元受稀疏波影響的區(qū)域?qū)Ρ?。從圖中可以看出，隨著端面起爆點(diǎn)的增多，開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)刻炸藥微元受稀疏波影響區(qū)域逐漸減小，即隨著端面起爆點(diǎn)的增多，破片整體平均速度逐漸增大。該分析結(jié)果與圖8中數(shù)值模擬結(jié)果一致。

2.2.2軸向破片速度分布

通過(guò)上述分析可知，在戰(zhàn)斗部端面上，不同的起爆方式對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部最大速度截面上的破片速度分布規(guī)律無(wú)明顯影響，但不同的起爆方式對(duì)戰(zhàn)斗部軸向破片速度分布的影響規(guī)律有待進(jìn)一步探索。本節(jié)中將對(duì)不同起爆方式下戰(zhàn)斗部軸向破片速度變化規(guī)律開(kāi)展分析，考慮到計(jì)算工況的多樣性，以短軸和長(zhǎng)軸兩列破片為研究對(duì)象，對(duì)比分析不同短長(zhǎng)軸比戰(zhàn)斗部在不同起爆方式下軸向破片速度的分布規(guī)律。

圖10給出了不同起爆方式下戰(zhàn)斗部短軸方向的破片速度沿軸向的變化曲線。從圖中可以看出，短長(zhǎng)軸比不變時(shí)，受端面稀疏波影響，戰(zhàn)斗部在不同的端面起爆方式下，短軸方向破片速度沿軸向變化規(guī)律基本一致，均呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)，且隨著短長(zhǎng)軸比的增大，短軸方向的破片速度整體上呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。

圖11給出了不同起爆方式下戰(zhàn)斗部長(zhǎng)軸方向的破片速度沿軸向的變化曲線。與短軸方向類似，長(zhǎng)軸方向破片的速度沿軸向基本呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)。然而，與短軸方向的破片不同的是，在μ=0.40時(shí)，端面單點(diǎn)起爆（起爆方式Ⅰ）和短軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆（起爆方式Ⅱ）時(shí)，戰(zhàn)斗部長(zhǎng)軸方向的破片出現(xiàn)速度穩(wěn)定區(qū)域（圖中藍(lán)色虛線框選區(qū)域），且穩(wěn)定速度明顯高于其余3種起爆方式。同時(shí)，隨著短長(zhǎng)軸比的增大，速度穩(wěn)定區(qū)域逐漸消失，但在靠近起爆端依然存在速度增益區(qū)域（圖中灰色虛線框區(qū)域），且速度增益區(qū)域逐漸減小。

戰(zhàn)斗部在一端起爆時(shí)，不同的起爆點(diǎn)位置會(huì)改變爆轟波對(duì)于長(zhǎng)軸方向破片的入射方向，雖然當(dāng)爆轟波傳至非起爆端時(shí)，爆轟波基本以平面波形式掃掠破片，但在靠近起爆端處，尤其在中心點(diǎn)起爆時(shí)，短長(zhǎng)軸比越小，爆轟波對(duì)于長(zhǎng)軸方向的破片入射角越大，因此，為消除爆轟波入射角的影響，引入中心線起爆對(duì)比分析，數(shù)值模擬模型如圖12所示。

圖13給出了不同短長(zhǎng)軸比橢圓截面戰(zhàn)斗部在中心線起爆下長(zhǎng)軸和短軸的破片速度分布。從圖中可以看出，在長(zhǎng)軸方向，破片速度存在明顯的穩(wěn)定區(qū)域（圖中藍(lán)色陰影部分），隨著短長(zhǎng)軸比的增大，穩(wěn)定區(qū)域逐漸減小，且整體速度逐漸增大，直至短長(zhǎng)軸比為1.00時(shí)，速度穩(wěn)定區(qū)域基本消失。而在短軸方向，并未出現(xiàn)速度穩(wěn)定區(qū)域，這一現(xiàn)象與端面點(diǎn)起爆時(shí)一致。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討長(zhǎng)軸方向破片速度出現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)域的原因。

炸藥驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)斗部殼體加速過(guò)程可分為爆轟波加速和爆轟產(chǎn)物加速兩個(gè)階段[33]。圖14給出了中心線起爆作用下短長(zhǎng)軸比為0.55時(shí)，戰(zhàn)斗部中間截面處不同方位角破片的加速過(guò)程。從圖14（a）中可以看出，不同方位角破片在爆轟波的作用下，速度迅速增大至800m/s，隨后在爆轟產(chǎn)物的作用下進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)階段，進(jìn)而逐漸趨于穩(wěn)定。此外，盡管破片最終穩(wěn)定速度由長(zhǎng)軸至短軸方向逐漸增大，但在爆轟波加速階段破片速度并無(wú)明顯差異。圖14（b）單獨(dú)給出了短軸和長(zhǎng)軸方向破片的加速時(shí)程曲線。從圖中可以看出，短軸和長(zhǎng)軸方向的破片受爆轟產(chǎn)物加速時(shí)間存在明顯差異，長(zhǎng)軸方向破片加速時(shí)間為11.0μs，而短軸方向破片加速時(shí)間達(dá)到了23.3μs。因此，爆轟產(chǎn)物對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部不同方位角處破片的加速時(shí)間差異導(dǎo)致了最終徑向速度分布的差異。

根據(jù)Guo等[15]的研究結(jié)果可知，端面稀疏波的影響距離與破片加速時(shí)間呈正相關(guān)，因此，在橢圓截面戰(zhàn)斗部中，盡管長(zhǎng)軸方向相對(duì)于短軸具有更多的裝藥，但驅(qū)動(dòng)破片作用時(shí)間明顯小于短軸方向，即端面稀疏波對(duì)長(zhǎng)軸方向的破片速度影響距離小于短軸方向，導(dǎo)致了在長(zhǎng)軸方向破片速度出現(xiàn)穩(wěn)定平臺(tái)階段，而短軸方向則沒(méi)有。此外，隨著短長(zhǎng)軸比的增大，短軸方向破片的加速時(shí)間逐漸減小，而長(zhǎng)軸方向的破片加速時(shí)間逐漸增大，導(dǎo)致其稀疏波影響逐漸加劇，即速度穩(wěn)定區(qū)域逐漸減小，如圖13（a）所示。

此外，從圖11（a）可知，當(dāng)起爆點(diǎn)僅位于短軸軸線上（中心單點(diǎn)起爆、短軸雙點(diǎn)起爆）時(shí)，靠近起爆端的破片軸向速度明顯大于其他3種起爆方式（長(zhǎng)軸中點(diǎn)起爆、短長(zhǎng)軸中點(diǎn)四點(diǎn)起爆、面起爆），在逐漸遠(yuǎn)離起爆面時(shí)，不同起爆方式下長(zhǎng)軸方向的破片速度差異逐漸減小。為此，圖15給出了端面單點(diǎn)起爆和長(zhǎng)軸中點(diǎn)起爆時(shí)長(zhǎng)軸截面上的爆轟波演化過(guò)程。從圖中可以看出，起爆后爆轟波呈球形向外擴(kuò)張，隨后爆轟波與長(zhǎng)軸方向殼體作用，端面單點(diǎn)起爆時(shí)爆轟波早期入射角明顯大于長(zhǎng)軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆（圖中t2時(shí)刻）。隨著爆轟波的傳播，中心單點(diǎn)起爆時(shí)爆轟波對(duì)殼體的入射角逐漸增大，在靠近非起爆端時(shí)基本演化為滑移爆轟（圖中t3時(shí)刻）。

結(jié)合前述分析可知，長(zhǎng)軸方向殼體破片的加速貢獻(xiàn)主要來(lái)自于爆轟波作用，爆轟產(chǎn)物貢獻(xiàn)占比較小。同時(shí)，爆轟波對(duì)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)能力與入射角呈負(fù)相關(guān)[34]，因此，端面中心單點(diǎn)起爆相較于長(zhǎng)軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆對(duì)長(zhǎng)軸方向靠近起爆端破片具有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，進(jìn)而導(dǎo)致了其具有更高的破片速度。在靠近非起爆端，爆轟波入射角差異逐漸減小，破片速度又趨于一致。

上述以中心單點(diǎn)起爆和長(zhǎng)軸中點(diǎn)雙點(diǎn)起爆為例，分析了起爆點(diǎn)分別位于短軸軸線和長(zhǎng)軸軸線上時(shí)長(zhǎng)軸方向破片速度沿軸向的分布差異。結(jié)果表明，多點(diǎn)對(duì)稱起爆時(shí)，起爆點(diǎn)位于短軸軸線上相較于位于長(zhǎng)軸軸線上靠近起爆端處長(zhǎng)軸方向的破片會(huì)具有相對(duì)較高的速度，而對(duì)靠近非起爆端處的破片速度無(wú)明顯影響。短軸方向破片加速受爆轟產(chǎn)物的作用較大，因此，起爆點(diǎn)位置對(duì)短軸方向的破片速度分布無(wú)明顯影響。

2.3爆炸能量輸出特性

圖16給出了不同起爆方式下橢圓截面戰(zhàn)斗部的裝藥能量分配。從圖中可以看出，橢圓截面戰(zhàn)斗部裝藥能量主要轉(zhuǎn)化為殼體動(dòng)能、端蓋動(dòng)能、爆轟產(chǎn)物動(dòng)能以及其他能量4個(gè)部分。在不同的端面起爆方式下，不同短長(zhǎng)軸比的橢圓截面戰(zhàn)斗部爆炸能量分配基本一致。其中，27%左右的裝藥能量轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗部殼體動(dòng)能，8%左右的能量轉(zhuǎn)化為端蓋動(dòng)能，15%左右的能量轉(zhuǎn)化為爆轟產(chǎn)物動(dòng)能，而剩余50%左右的其他能量以內(nèi)能、殼體斷裂能、塑性變形能以及空氣沖擊波等形式被消耗。

結(jié)合2.2節(jié)分析，雖然不同的起爆方式會(huì)在一定程度上改變橢圓截面戰(zhàn)斗部的徑向和軸向速度分布規(guī)律，且端面起爆時(shí)會(huì)對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部最大徑向速度平均值有所增益（圖8），以及起爆點(diǎn)在短軸上時(shí)會(huì)提高長(zhǎng)軸方向靠近非起爆端的破片速度（圖11），但從整體上來(lái)看，殼體破片動(dòng)能占比卻基本一致。因此，針對(duì)橢圓截面戰(zhàn)斗部，不同的端面起爆方式無(wú)法提高戰(zhàn)斗部的整體殺傷效能，但需要注意的是，此處獲得的能量分配占比僅針對(duì)本文中的裝藥條件，對(duì)于不同裝藥類型的戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)，裝藥能量分配比例還有待進(jìn)一步探索。

3結(jié)論

建立了5種不同短長(zhǎng)軸比橢圓截面戰(zhàn)斗部的數(shù)值模擬模型，基于試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可靠性，開(kāi)展了端面中心單點(diǎn)、短（長(zhǎng)）軸中點(diǎn)雙點(diǎn)、短長(zhǎng)軸中點(diǎn)四點(diǎn)以及端面面起爆5種起爆方式下橢圓截面戰(zhàn)斗部的破片速度分布計(jì)算，具體結(jié)論如下。

（1）橢圓戰(zhàn)斗部在不同端面起爆方式下徑向最大速度截面上的破片速度分布規(guī)律基本一致，均呈現(xiàn)由長(zhǎng)軸至短軸方向?qū)?shù)增長(zhǎng)，且隨著短長(zhǎng)軸比的增大，短長(zhǎng)軸方向的破片速度差值逐漸減小。

（2）不同起爆方式下，橢圓截面戰(zhàn)斗部最大速度截面上的破片徑向速度的平均值存在明顯差異，具體表現(xiàn)為端面起爆時(shí)的破片徑向平均速度最高，單點(diǎn)起爆時(shí)最低，且隨著起爆點(diǎn)數(shù)量的增加，最大徑向平均速度逐漸增大。

（3）受端面稀疏波的影響，不同方位角最大破片速度均出現(xiàn)在靠近非起爆端1/4處，且起爆點(diǎn)在短軸軸線上相較于在長(zhǎng)軸軸線上會(huì)提高靠近起爆端長(zhǎng)軸方向的破片速度，但短軸方向的破片速度沿軸向的分布規(guī)律無(wú)明顯差異。

（4）橢圓截面戰(zhàn)斗部在爆炸驅(qū)動(dòng)下的破片動(dòng)能占裝藥能量的27%，端蓋動(dòng)能占比8%，且起爆方式以及戰(zhàn)斗部截面短長(zhǎng)軸比的改變不影響其爆炸能量的分配。