【航空工业行业标准(HB)】 空地导弹战斗部威力指标仿真试验方法

中华人民共和国航空行业标准
FL1380
HB7878-2008
空地导弹战斗部威力指标仿真试验方法Simulation experiment method for air-to-ground missile warhead power index2008-03-17发布
国防科学技术工业委员会发布
2008-10-01实施
范围·
2规范性引用文件
3术语和定义·
一般要求
试验项目
试验大纲
试验设备·
试验计划…
实施细则
试验中断及故障处理…
安全条件
试验报告
数学仿真试验报告，
5.2静爆仿真和缩比仿真试验报告6详细要求
6.1破片式战斗部威力指标数学仿真试验6.2
破片式战斗部威力指标静爆仿真试验·侵彻式战斗部威力指标数学仿真试验6.3
侵彻式战斗部威力指标缩比仿真试验次
HB7878-2008
HB7878-2008
本标准由中国航空工业第二集团公司提出。本标准由中国航空综合技术研究所归口。本标准起草单位：.哈尔滨工业大学、中国航空综合技术研究所。本标准主要起草人：杨旭、严涵、周文雅、刘彦。I
1范围
空地导弹战斗部威力指标仿真试验方法本标准规定了空地导弹战斗部威力指标仿真试验一般要求和试验方法。HB7878-2008
本标准适用于空地导弹破片式战斗部、侵彻式战斗部威力指标仿真的设计、试验与评定。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GJB438A-1997武器系统软件开发文档3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
破片式战斗部fragmentwarhead
利用高能炸药爆炸高速驱动破片群，实现对目标毁伤的战斗部。3.2
破片式战斗部威力指标fragmentwarheadpowerindex用来衡量破片式战斗部对杀伤目标毁伤效应的指标，通常采用的威力指标有破片数量与质量分布、破片动能、破片比动能、破片密度、战斗部的杀伤面积等。3.3
侵彻式战斗部penetrationwarhead依靠大动能来实现对目标或地下深层目标的侵彻，侵入目标内部一定深度后适时起爆，依靠爆炸产生的冲击波、应力波来毁伤目标的战斗部。3.4
侵彻式战斗部威力指标penetrationwarheadpowerindex用来衡量战斗部对介质侵彻效应的指标，通常采用侵彻深度作为侵彻式战斗部威力指标。3.5
抛射装置dispersaldevice
侵彻式战斗部威力指标测试缩比仿真试验中用于发射试验弹的装置。4一般要求
4.1试验项目
4.1.1破片式战斗部威力指标仿真试验破片式战斗部威力指标仿真试验包含以下项目：a）破片式战斗部威力指标数学仿真试验；b）破片式战斗部威力指标静爆仿真试验（以下简称静爆仿真试验）。4.1.2侵彻式战斗部威力指标仿真试验侵彻式战斗部威力指标仿真试验包含以下项目：a）侵彻式战斗部威力指标数学仿真试验：HB7878-2008
b）侵彻式战斗部威力指标缩比仿真试验（以下简称缩比仿真试验）。4.2试验大纲
根据仿真试验任务书或合同编写试验大纲。对于试验项目中的数学仿真试验，试验大纲一般包括：编写大纲的依据，试验目的、试验方法、试验步骤、数据保存和计算、试验结果评估、试验报告。对于破片式战斗部威力指标静爆仿真试验和侵彻式战斗部威力指标缩比仿真试验，试验大纲除了包括数学仿真试验大纲内容外，还要包括：试验设备及要求、试验计划、实施细则、试验中断及故障处理要求、安全条件。
4.3试验设备
试验设备包括计算机及相应的外围设备、仿真专用设备和测量仪器。试验设备应符合下列要求：a)
计算机应满足试验要求的精度、速度、内存容量、网络通信能力，外围设备应满足仿真结果显示和处理要求；
仿真专用设备及测量仪器的性能应符合有关技术文件的规定，经检定合格并在有效期内；b)
c）测量仪器的测量精度应不大于被测变量公差的三分之一。4.4试验计划
根据试验大纲的要求，制订试验计划。制订计划时，应充分利用其它试验提供的信息。试验计划应包括：
试验的对象和数量；
试验时应具备的条件；
试验进度；
设置评审考核点。
4.5实施细则
仿真试验承担单位可根据试验大纲及现有试验条件编写试验实施细则，实施细则应包括：a）参试产品及设备的技术状态；b)
试验操作步骤；
需要记录的参数；
参试人员的分工、职责。
4.6试验中断及故障处理
4.6.1试验中断
在试验中出现下列情况时，应予中断：a）参试产品突发故障或技术性能改变；b)1
仿真设备突发故障；
c）发生其它意外事件。
4.6.2故障处理
试验过程中出现故障，应按如下方法处理：a）对于试验中出现的任何故障均应分清性质，找出原因，组织有关人员进行排除；试验出现故障前所得到的试验数据，应根据故障情况进行具体分析，确定其有效性，进而决定b)
是否继续试验或重新试验；
c）试验中出现的任何故障都应按照实际情况做出文字记录。4.6.3继续试验或重新试验
故障经过下列处理后，可继续试验或重新试验：a）出现故障的参试产品经过返修或更换；b）出现故障的仿真设备在故障排除后，又经测试确定其性能达到试验大纲的要求；c）在查清试验中所发生意外事件的起因后，已经采取了相应措施。2
4.7安全条件
HB7878-2008
在试验过程中，应遵守有关的安全规定，以确保试验人员、设备、试验数据及参试产品的安全。5试验报告
5.1数学仿真试验报告
数学仿真试验报告一般包括：
a）试验项目及目的；
b）仿真中所用的数学模型：
仿真试验流程图；
d）试验数据及计算；
e）试验结论。
5.2静爆仿真和缩比仿真试验报告静爆仿真和缩比仿真试验报告一般包括：a）试验项目及目的；
b）试验日期及参试人员；
c）参试产品名称及编号；
试验场地和设备；
e）试验数据及计算；
试验结论；
g）存在问题及改进意见。
6详细要求
6.1破片式战斗部威力指标数学仿真试验6.1.1试验目的
通过破片式战斗部威力指标数学仿真试验对空地导弹破片式战斗部的威力指标进行分析与评估。6.1.2试验方法
6.1.2.1试验原理
建立战斗部模型、目标模型及弹目交会模型，在计算机上进行仿真，获得破片式战斗部威力指标。依据壳体破裂机理，分别计算破片数量、质量分布规律；给定破片初速、破片迎风阻力系数、破片法向迎风面积，可确定任意时刻、任意位置的破片存速，求出破片的动能、比动能。依据战斗部的形状及起爆瞬间姿态，确定破片的飞散特性，从而确定破片密度和战斗部的杀伤面积。6.1.2.2破片数量与质量分布
破片的数量及各破片的质量都直接影响着战斗部的杀伤威力。针对不同的杀伤目标，就有不同的破片质量要求。如毁坏火炮、装甲车，要求g不小于10g；破坏汽车等装备，要求q不小于4g；杀伤人员，要求g不小于1g。
破片的质量分布，与破片的产生方法相关。本标准只针对自然破片的质量分布规律给出如下公式(1）。对于预制破片和半预制破片，可采用其他经验公式计算。N(m)=
式中：
质量大于mr(kg)的破片数；
ms—战斗部壳体总质量，单位为千克(kg)；mf破片平均质量，单位为千克(kg)。(1)
HB7878-2008
参数μ标志弹体的破碎特性，取决于弹体结构与材料以及炸药性质。其计算公式为公式(2)。μl/2=0.0726Bg5/6d1/3(1+
式中：
取决于炸药与弹体金属物理特性的常数；一战斗部壳体的厚度，单位为米(m)；d一—战斗部壳体的内直径，单位为米(m）。6.1.2.3破片动能E
破片对目标的击穿作用主要由破片动能E衡量，应按公式(3)进行计算。E
式中：
单个破片的重量，单位为千克(kg)；破片与目标的遭遇速度，单位为米每秒(m/s)。(2)
6.1.2.4破片比动能ey
考虑到破片与目标遭遇时面积是随机变量，用比动能ey来衡量破片的杀伤效应更为确切。动能ey应按公式(4)进行计算。
式中：
破片与目标遭遇时面积的数学期望值，单位为平方米(m\)。其余符号与式(3)意义相同。
6.1.2.5破片密度c
·（4）
破片式战斗部爆炸后形成不连续的球缺表面，在离爆炸点一定范围以内，球缺上破片的密度大小与命中目标和击毁目标的概率有关。本标准以球形靶为例，给出破片密度计算公式。在半径为Ro的破片拦截靶上，按一定规律在靶板上划分区域，在第i个区域的破片密度应按公式(5)进行计算。
式中：
在第个区域上命中的有效破片数，单位为块；第i个区域的有效面积，单位为平方米(m)。6.1.2.6杀伤面积S
·（5)
战斗部对地面目标的杀伤面积是衡量破片式战斗部威力的重要指标。战斗部对地面目标的杀伤面积应按公式(6)进行计算。
S=So+S
式中：
S杀伤面积，单位为平方米(m2)；So
严密杀伤区域的面积(该区域周界上的任一点设置人形靶至少命中一块以上的杀伤破片），单位为平方米(m2)；
S，—疏散杀伤区域的面积(在S以外的区域上，设置人形靶最多命中一块杀伤破片的区域)，单位为平方米(m2）。
其中，严密杀伤区域的面积应按公式(7)进行计算。疏散杀伤区域的面积应按公式(8)进行计算。4
式中：
So=元R
一严密杀伤区域半径，单位为米(m)；R
最远靶与战斗部的距离，单位为米(m）；人形靶宽度，单位为米(m)；
在半径为R的圆周上的杀伤破片数。6.1.3
试验步骤
对试验各阶段安排如下：
建立数学模型；
校核与验证模型；
仿真试验软件的安装与调试；
数据准备与建立数据库；
输入初始参数；
对模型进行仿真试验；
试验数据保存；
试验结果评估。
建立数学模型
破片式战斗部模型
破片式战斗部模型一般包括下列参数：战斗部结构参数、质量；
炸药类型、密度、质量及装填系数；战斗部的速度、姿态和爆高；
破片的材料、几何尺寸、总数以及质量；破片速度衰减系数；
破片的飞散角和方位角。
6.1.4.2目标模型
需要建立的目标模型一般包括：a)
目标几何模型
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目标几何模型是将目标的具体结构经过一定的简化，按系统、组件、部件、面元、节点等层级结构建立的面元化几何部件模型，参照目标实际结构及尺寸数据，在计算机中将目标结构完整再现。
目标物理模型
目标物理模型包含结构模型数据（目标面元编号、节点坐标、所属部件等）、目标易损性数据（材料等效厚度、部件毁伤特性等)。目标毁伤树的构造
确定目标各部件对目标总体毁伤级别的影响实际上就是建造毁伤树的过程，是目标易损性分析的关键。毁伤树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它表示可能导致目标某种级别毁伤的各毁伤事件之间的逻辑关系。在建树之前，要对所研究的目标进行全面的解剖和分析，系统了解目标的构造和功能，研究构成目标的各系统及部件之间的相互关系，以及系统或部件与目标各功能之间的相互关系，再根据目标各部件在弹药作用下的毁伤效应，建立毁伤树，从而对目标的易损性进行分析。
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6.1.4.3导弹目标交会状态模型
导弹目标交会状态模型一般包括下列参数：a）目标运动规律；
b）导弹目标交会时，导弹的飞行姿态与速度。6.1.5校核与验证模型
采用多组实验数据的综合比较对数学模型进行校核与验证，对于无条件验证或只能作部分验证的数学模型，应对其可能存在的误差作出分析。6.1.6仿真软件的编制与调试
仿真软件的编制一般应满足下列要求：仿真语言应具备试验要求的功能；a)
仿真软件应具有可阅读性、可维护性和可扩展性；c）
软件的编制和程序的调试按照GJB2786的要求进行；d)
软件开发的各阶段应建立相应的文档，并将其存入可调阅的介质中，文档的编写应符合GJB438A一1997的规定。
6.1.7数据准备与建立数据库
6.1.7.1数据准备
按照试验大纲的要求准备有关数据。所有输入的参数都应经过确认，形成仿真原始参数，并注明其物理意义及法定计量单位，并与仿真模型中的计量单位相一致。6.1.7.2建立数据库
数据库中应包括仿真原始参数及试验条件数据，并能包容、跟踪、查询不同试验阶段，不同试验方案及试验日期的仿真结果。
6.1.8仿真试验流程图
破片式战斗部威力指标数学仿真试验流程图见图1。6.1.9试验数据处理
按破片式战斗部杀伤威力指标分别计算破片数量和质量分布、破片动能、破片比动能、破片密度、战斗部杀伤面积，绘制相应曲线，并保存数据和曲线。6.1.10试验结果评估
分析试验得到的数据及相应曲线，对是否达到计划指标作出合理判断，对仿真结果的置信度作出评定。
6.1.11试验报告
试验报告的编写应按5.1的规定。6.2破片式战斗部威力指标静爆仿真试验6.2.1试验目的
通过破片式战斗部静爆仿真试验，测定破片的初速和空间分布，计算目标的毁伤概率，进而分析评估破片式战斗部威力指标。同时，对数学模型进行校验和修正。6.2.2试验方法
试验方法为：
a）采用扇形靶试验，确定破片的空间分布，结合目标特性，求得战斗部杀伤面积；b）通过网靶测速法(也可采用闪光X射线照相测速法或高速摄影测速法)测得破片速度；c）通过回收破片，确定破片的数量和质量分布。6.2.3试验战斗部
试验战斗部参数为：
a）试验战斗部结构参数；
试验战斗部材料参数；
试验战斗部总质量；
炸药类型、密度、质量及装填参数；试验战斗部摆放姿态、爆高。
仿真试验任务
编制试验大纲
建立数学模型
校核验证模型
仿真计算机、仿真软件调试
装订初始参数
破片式
战斗部
战斗部威力指标输出
符合威力指标要求
试验数据保存
试验结果评估
编写试验报告
试验结束
弹目交
会模型
破片式战斗部威力指标数学仿真试验流程图HB7878-2008
HB7878-2008
6.2.4试验场地和设备
6.2.4.1试验场地
用于爆炸试验弹的开阔地面，并设有控制室，测量室，防护掩体，测速靶，破片拦截靶，破片回收箱及回跳挡板等装置。
6.2.4.2试验设备
6.2.4.2.1控制室
应能观察和控制起爆战斗部，有通讯系统和安全防护设施。6.2.4.2.2测量室
应能确保人员安全操作，仪器在规定的工作环境下工作。6.2.4.2.3测速靶
应能无滞后的输出破片中靶信号，并具有能选择性地接受多个信号的能力。6.2.4.2.4破片拦截靶
应能有效地拦截所考察区域内的所有破片。6.2.4.2.5破片回收箱
应能可靠地回收破片，回收介质必须保证破片在回收过程中不发生二次破裂。6.2.4.2.6回跳挡板
用于阻拦从地面跳起的破片射入破片拦截靶及回收箱的装置。6.2.5试验计划
试验计划的制定应按4.4的规定。6.2.6实施细则
试验实施细则的制定应按4.5的规定。6.2.7试验中断及故障处理
试验中断及故障处理应按4.6的规定。6.2.8安全条件
安全条件应按4.7的规定。
6.2.9试验准备免费标准bzxz.net
在静爆仿真试验前，必须按以下规定做好试验准备：a)
试验场地的准备与建立。试验场地的环境温度、大气压力、风速和相对湿度应满足试验要求：b）
参试产品、设备、仪器经检查，确认其性能符合技术要求；c）
硬件、软件检查，配套完整；
系统经对接、联调、测试，工作正常。6.2.10试验步骤
静爆仿真试验应按以下步骤进行：a)
按静爆仿真试验要求设定参数，调试仪器，使仪器处于待测状态；实施起爆；
检查破片中靶情况，按区域回收破片，分区保存；记录试验数据，计算威力指标；对战斗部威力指标进行评估；
将试验初始参数输入仿真计算机，进行仿真，并将仿真结果与试验结果进行比较、分析，从而对仿真数学模型进行修正。
静爆仿真试验流程图
破片式战斗部威力指标测试静爆仿真试验流程图见图2。6.2.12试验数据处理
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