含能破片对柴油箱的引燃破坏效应许化珍，李向东（南京理工大学机械学院，南京210094）摘要：针对普通破片对柴油箱的引燃破坏效果较差，为了开发针对油箱类目标的新型弹药，本文建立了含能破片击中油箱油层时，油箱内的油气浓度计算模型，分析破片对柴油箱的引燃效果，并用实验加以验证，研究表明：油箱内的油气浓度随破片速度的提高而降低；破片击中油层时，油箱内的油气浓度高于柴油的引燃极限浓度，油箱不能被引燃，破片对油箱的破坏方式，主要表现为水锤效应对油箱壳体的撕裂。关键词：含能破片；冲击引燃；水锤效应；柴油箱：TJ411.7文献标识码：ATheInvestigationonIgniteOilBoxByEnergeticfragmentsXUHua-zhen,LIXiang-dong(CollegeofMechanicalEngineering,NUST,Nanjing210094,China)Abstract:Consideringthecommonfragmentisnotverygoodtoignitedieseloilbox,inordertodevelopnewefficientammunition,thispapersetupamathsmodel,tocalculatetheconcentrationofdieselsteam,analysistheabilityoffragmentstoigniteoilbox,andaexperimentwasdidtocheckit.Theresultsindicatethat:withthevelocitybecomefaster,theconcentrationofdieselbecomelower;whenthefragmentsimpactontheliquidpartoftheoilbox,theconcentrationofdieselsteamhigherthantheflammabilitylimits,theoilboxeswereunignited;HYDRAULICRAMwashappenedintheoilbox,andtheshellofoilboxwasdestroyed.Keywords:Energenicfragments;impactignites;HYDRAULICRAM;oilbox引言现代战争要求第一时间摧毁敌方目标，使其丧失战斗力，达到高效毁伤的目的，而针对燃料箱的攻击，正是实现飞机、车辆等高效毁伤的捷径，因此国内外学者对此开展了大量研究工作[1][2][3][4][5][6]。综合国内外文献资料的研究现状表明，目前针对燃料箱引燃机理的研究主要以实验方式为主，且实验多选取较易引燃的汽油、煤油为研究对象，针对柴油箱引燃的研究较少。本文以柴油为研究对象，建立破片撞击油箱时油气浓度计算模型，结合实验研究了含能破片对油箱引燃破坏效应，为新型弹药设计提供理论及实验支持。1.破片对油箱壁的侵彻模型破片对油箱的引燃是一个强制点燃的过程。其点燃的过程如下：首先破片穿透油箱壁，依靠燃烧剂燃烧提供的外加热量使油箱内的油蒸汽局部点火，使其发生燃烧反应，产生局部火焰，而后火焰加热并点燃相邻的油蒸汽，形成火焰传播，继而使油箱被点燃。根据能量守恒计算破片对油箱壁的极限穿透条件，得出极限穿透速度【7】。(1.1)(1.2)(1.3)式中，分别为破片材料密度及一维杆波速；分别为油箱壁材料密度及一维杆波速；为破片的质量；为撞击油箱壳体冲塞塞块的质量；为油箱壳体厚度；为油箱壁材料的动剪切强度，通常取静剪切强度的2～3倍；为塞块的直径，约为破片直径的1.38倍。当破片撞击油箱壁的速度大于极限穿透速度时，则破片穿透油箱壁后仍以一定大小的速度向前运动，被称为剩余速度。(1.4)2.破片在油箱内的运动模型破片以速度进入油箱油层后，受到柴油液体的阻力，破片速度逐渐衰减。破片在油箱内所受阻力使其产生一个反向加速度，从而导致破片速度衰减，破片在油箱内所受的阻力为：（2.1）式中，A为破片的横截面积，为油液阻力系数，为油液密度，为破片在油箱油液内的速度。则（2.2）对式（2.2）积分，根据时，得破片在油液内的速度为：（2.3）作者简介：许化珍（1986-），男，安徽亳州人，硕士研究生，研究方向为弹丸终点效应。把代入式(2.2)化简得：（2.4）对式（2.4）积分，根据时，得时刻破片在油液内的运动距离为：（2.5）3.油箱内的油气浓度3.1静止状态下油箱内油蒸汽的质量及含能破片在油箱内释放的热量值破片撞击油箱前，油箱处在静止状态，一定温度和压强下封闭油箱内的柴油不断汽化，在分子脱离油液表面汽化过程中，同时伴随有分子回到液体中的凝结过程，当汽化和凝结处于动态平衡时，油箱内的油气浓度不在变化，油气处于饱和状态，此时的温度和压强被称为饱和温度和饱和压强，根据饱和温度和饱和压强的关系可求出此状态下的油气浓度。常温、常压下油箱空气层气体可以当作理想气体处理，则根据理想气体...