爆磁增强杀爆战斗部的制作方法

1.本发明涉及破片战斗部毁伤领域，具体地，涉及一种爆磁增强杀爆战斗部。


背景技术：

2.破片是杀爆战斗部的基本毁伤单元，广泛应用于防空反导武器中。杀爆战斗部通过炸药引爆推动破片向四周飞散，破片依靠动能穿透杀伤目标。破片作为一种杀伤元件，其特性参数包括破片数量、破片初速、破片质量分布和破片空间分布。破片命中目标时动能的大小是衡量破片杀伤威力的重要尺度之一。传统杀爆战斗部靠炸药驱动破片飞散，破片的加速能力受战斗部装填比、炸药爆速以及破片性能的限制已到达发展的瓶颈。
3.基于冲击压力去极化释放电荷的炸药驱动铁电体脉冲发生器(edfeg)技术自从20世纪提出以来，引起了国内外的广泛关注。该类型脉冲发生器通过铁电陶瓷的剩余极化提供初始储能，而铁电陶瓷的剩余极化强度可以在常温大气条件下长时间保持不变，且具有较高的能量密度。因此脉冲发生器工作时不需要外部电源提供初级能源，可作为爆炸脉冲电源的初级能源。edfeg作为独立的小型化脉冲电源，国内外对此进行了长期而深入的研究，利用铁电陶瓷释放的去极化电流直接在负载上产生100kv以上的高电压脉冲，并将其作为爆磁压缩发生器的种子电源开展了验证实验。
4.现有公开号为cn211012680u的中国专利，其公开了一种聚能随进杀伤战斗部，包括战斗部壳体、截顶药型罩、战斗部装药和引信，所述截顶药型罩设置于战斗部壳体的前端，战斗部装药设置于战斗部壳体与截顶药型罩之间，引信设置于战斗部壳体的后端，所述战斗部壳体内设有随进环，随进环通过压环卡于截顶药型罩的前端。
5.发明人认为现有技术中杀爆战斗部依靠炸药的爆轰作用驱动破片飞散，但仍然会出现因为破片动能不足而无法摧毁目标的情况，无法满足高效毁伤的需求。由于推动破片加速所需能量较大且电磁能无法直接作用于破片上，如何对现有杀爆战斗部结构进行改进，将edfeg的产生的高压脉冲能量叠加到破片上并在实弹上应用是一个需要解决的难题。因此，本技术提供一种采用电磁驱动装置的杀爆战斗部结构，能够有效的提高破片初速。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种爆磁增强杀爆战斗部。
7.根据本发明提供的一种爆磁增强杀爆战斗部,包括同中心轴设置的平面波发生器、脉冲发生器、金属夹层衬垫、引信、传爆模块以及本体炸药；所述传爆模块和所述引信设置在所述本体炸药内部，所述引信用于引爆所述本体炸药；两个所述脉冲发生器对称设置在所述本体炸药的两端，两个所述平面波发生器对称设置在所述脉冲发生器的两端；所述金属夹层衬垫套设在所述本体炸药、所述脉冲发生器以及所述平面波发生器三者的外侧，所述金属夹层衬垫的外侧设置有破片。
8.优选地，所述平面波发生器、所述脉冲发生器以及所述本体炸药均为圆柱结构，且三者的外径一致；所述金属夹层衬垫包括圆筒形结构，其内侧壁与所述平面波发生器、所述
脉冲发生器以及所述本体炸药三者的外侧壁紧贴设置；所述破片设置在所述金属夹层衬垫的外侧壁上。
9.优选地，所述传爆模块的一端设置于所述本体炸药的中心位置，另一端与所述引信连接；所述引信的另一端与一个所述脉冲发生器紧贴设置。
10.优选地，所述平面波发生器包括同中心轴设置的延时装置、传爆序列以及炸药，所述传爆序列设置在所述炸药的内部，所述延时装置设置在所述炸药的外端部；所述延时装置用于延时引爆所述传爆序列，所述炸药的爆轰波与所述本体炸药的爆轰波能够同时到达所述脉冲发生器。
11.优选地，所述传爆序列包括雷管、高敏感炸药，所述引信包括触发引信、非触发引信。
12.优选地，所述脉冲发生器包括铁电陶瓷和缓冲材料，所述铁电陶瓷包括长方体结构，所述缓冲材料包括圆柱结构，所述铁电陶瓷设置在所述缓冲材料的内部。
13.优选地，所述铁电陶瓷包括输出能量密度高的pzt95/5、pzt52/48、pzt65/35。
14.优选地，所述金属夹层衬垫包括金属层和绝缘层，所述金属层设置在所述绝缘层的内部，所述金属层包括不直接接触的两瓣。
15.优选地，所述缓冲材料和所述金属层分别设置有相互匹配的矩形槽、凸台；所述金属层通过所述凸台与所述铁电陶瓷连接。
16.优选地，所述绝缘层包括绝缘性好的环氧树脂、塑料、尼龙，所述金属层包括导电性好、强度低的铜、铝、银。
17.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
18.1、本发明通过利用平面波发生器作为输入能量，产生的平面波传入脉冲发生器中，与本体炸药爆轰产生的爆轰波共同作用，激发脉冲发生器产生脉冲电流，金属夹层衬垫中的金属层受到沿轴向向外的电磁力作用迅速向外拉断，推动金属夹层衬垫向外运动，带动最外层破片向外飞散，在电磁力与炸药爆轰产生的推力共同作用下，有助于提高破片获得的飞散速度，从而有助于提高破片的侵彻与毁伤能力。
19.2、本发明通过平面波发生器、脉冲发生器、金属夹层衬垫、引信、传爆模块以及本体炸药同中心轴设置，充分利用炸药爆轰在轴线方向产生的冲击波，冲击波对铁电陶瓷的作用产生高压脉冲电流，电流流经相互对称的金属层形成方向相反的电流，产生向外的推力，有助于提高最终作用在破片上的能量，从而有助于提高能量利用率。
20.3、本发明通过控制平面波发生器装药量，通过脉冲发生器中铁电陶瓷的剩余极化强度，通过改变金属夹层衬垫厚度、材料类型，能够控制金属夹层衬垫的飞散速度与破片的飞散速度，结构简单，有助于提升破片速度的可控性。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1为本发明主要体现爆磁增强杀爆战斗部沿中心轴方向的剖面图；
23.图2为本发明主要体现图1中截面a-a处的脉冲发生器的剖面图；
24.图3为本发明主要体现图1中截面a-a处的金属夹层衬垫的剖面图。
25.图中所示：
26.延时装置1
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传爆序列2
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炸药3
27.绝缘层4
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破片5
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缓冲材料6
28.铁电陶瓷7
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金属层8
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本体炸药9
29.传爆模块10
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引信11
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
31.如图1所示，根据本发明提供的一种爆磁增强杀爆战斗部，包括同中心轴设置的平面波发生器、脉冲发生器、金属夹层衬垫、引信11、传爆模块10以及本体炸药9；传爆模块10和引信11设置在本体炸药9内部，引信11用于引爆本体炸药9；两个脉冲发生器对称设置在本体炸药9的两端，两个平面波发生器对称设置在脉冲发生器的两端；金属夹层衬垫套设在本体炸药9、脉冲发生器以及平面波发生器三者的外侧，金属夹层衬垫的外侧设置有破片5。
32.本技术利用平面波发生器作为输入能量，产生的平面波传入脉冲发生器中，与本体炸药9爆轰产生的爆轰波共同作用，激发脉冲发生器产生脉冲电流，金属夹层衬垫受到沿轴向向外的电磁力作用迅速向外拉断，带动最外层破片5向外飞散。在电磁力与炸药爆轰产生的推力共同作用下，破片5获得更大的飞行速度，具有更强的侵彻与毁伤能力。
33.平面波发生器、脉冲发生器以及本体炸药9均为圆柱结构，且三者的外径一致；金属夹层衬垫包括圆筒形结构，其内侧壁与平面波发生器、脉冲发生器以及本体炸药9三者的外侧壁紧贴设置；破片5设置在金属夹层衬垫的外侧壁上。传爆模块10的一端设置于本体炸药9的中心位置，确保爆轰波向四周传播时具有对称性；传爆模块10的另一端与引信11连接，引信11的另一端与一个脉冲发生器紧贴设置。
34.平面波发生器包括同中心轴设置的延时装置1、传爆序列2以及炸药3，且三者均为圆柱结构。传爆序列2设置在炸药3的内部，延时装置1设置在炸药3的外端部。延时装置1用于延时引爆传爆序列2，炸药3的爆轰波与本体炸药9的爆轰波能够同时到达脉冲发生器。
35.引信11选用触发引信、非触发引信或者其它引信以及多种引信的结合；传爆序列2选用雷管或高敏感炸药。本技术两端各装有一个平面波发生器，使得延时装置1能够控制两端的平面波发生器同时起爆。引信11引爆本体炸药9，延时装置1在引信11发出引爆指令后经过延时后引爆传爆模块2，使得平面波发生器的爆轰波与本体炸药9的爆轰波同时到达脉冲发生器。
36.如图2所示，脉冲发生器包括铁电陶瓷7和缓冲材料6，铁电陶瓷7包括长方体结构，缓冲材料6包括圆柱结构，铁电陶瓷7设置在缓冲材料6的内部。铁电陶瓷材料选用pzt95/5、pzt52/48和pzt65/35等输出能量密度高的材料。
37.在平面波发生器产生爆轰波时，缓冲材料6保护铁电陶瓷7在形成脉冲期间保持结构完整。通过控制平面波发生器装药量，脉冲发生器中铁电陶瓷7的剩余极化强度，可以控制产生的脉冲电流的强度，有助于提高破片5速度的可控性。
38.如图3所示金属夹层衬垫包括金属层8和绝缘层4，金属层8设置在绝缘层4的内部，金属层8包括不直接接触的上下对称的两瓣，绝缘层4将金属层8包裹，金属层8的两瓣之间存在缝隙。绝缘层4选用环氧树脂、塑料、尼龙等绝缘性好的材料；金属层8选用铜、铝、银等导电性好、强度低的材料。本技术通过改变金属夹层衬垫厚度、材料类型，可以控制金属夹层衬垫的飞散速度与破片的飞散速度，有助于提高破片5速度的可控性。
39.缓冲材料6和金属层8分别设置有相互匹配的矩形槽、凸台；金属层8通过凸台与铁电陶瓷7连接。缓冲材料6两端各留一个矩形槽作为与金属层8连接的通道，每一瓣金属层8的两端都有向内侧延伸的凸台，金属层8的凸台穿过缓冲材料6内的矩形槽与铁电陶瓷7相连，形成通路。本技术充分利用炸药3和本体炸药9爆轰产生的冲击波对铁电陶瓷7的激发作用，在金属夹层衬垫上形成推力，提高了破片5的飞散速度。
40.平面波发生器内侧端面与脉冲发生器外侧端面紧贴，即炸药3的端面与缓冲材料6的外侧端面紧贴。脉冲发生器的内侧端面与本体炸药9紧贴，即缓冲材料6的内侧端面与本体炸药9的端面紧贴。平面波发生器侧面与金属夹层衬垫内侧紧贴，即炸药3的外侧面与绝缘层4的内侧面紧贴。脉冲发生器的侧面与金属夹层衬垫内侧紧贴，即缓冲材料6的的外侧面与绝缘层4的内侧面紧贴。本体炸药9的外侧面与金属夹层衬垫内侧紧贴，即本体炸药9的外侧面与绝缘层4的内侧面紧贴。破片5紧贴于金属夹层衬垫外侧，即破片5设置在绝缘层4的外侧面上。
41.引信11引爆本体炸药9，延时装置1在引信11发出引爆指令后经过延时后引爆传爆模块2，使得平面波发生器的爆轰波与本体炸药9的爆轰波同时到达脉冲发生器。平面波发生器与本体炸药9作为输入能量，产生的平面波传入脉冲发生器中，激发产生脉冲电流。两端的脉冲发生器采用串联形式，产生的强电流在金属夹层衬垫形成的回路中传播，金属夹层衬垫受到沿轴向向外的电磁力作用迅速向外拉断，期间延时装置启动，启动传爆模块，本体炸药9发生爆轰，同时推动金属夹层衬垫运动。在电磁力与炸药爆轰产生的推力共同作用下，杀爆装置的破片5获得更大的飞行速度，具有更强的侵彻与毁伤能力。
42.本技术充分利用炸药爆轰在轴线方向产生的冲击波，冲击波对铁电陶瓷7的作用产生高压脉冲电流，电流流经相互对称的金属层8形成方向相反的电流，产生向外的推力，提高了最终作用在破片5上的能量。本装置结构简单，可以用于各类炸药驱动破片的战斗部中，方便对传统的杀爆战斗部进行改进。
43.工作原理
44.引信11引爆本体炸药9，延时装置1在引信11发出引爆指令后经过延时后引爆传爆模块2，使得平面波发生器的爆轰波与本体炸药9的爆轰波同时到达脉冲发生器。平面波发生器与本体炸药9作为输入能量，产生的平面波传入脉冲发生器中，激发产生脉冲电流。两端的脉冲发生器采用串联形式，产生的强电流在金属夹层衬垫形成的回路中传播，金属夹层衬垫受到沿轴向向外的电磁力作用迅速向外拉断，期间延时装置启动，启动传爆模块，本体炸药9发生爆轰，同时推动金属夹层衬垫运动。在电磁力与炸药爆轰产生的推力共同作用下，杀爆装置的破片5获得更大的飞行速度，具有更强的侵彻与毁伤能力。
45.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须
具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
46.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。