自然破片战斗部安全距离预测方法及相关设备技术

本发明专利技术提供一种自然破片战斗部安全距离预测方法及相关设备。所述方法包括：计算自然破片战斗部的破片平均质量，根据破片平均质量计算自然破片战斗部的破片总数；设置自然破片战斗部的预估安全距离的初始值；计算预估安全距离处的最小破片质量；计算预估安全距离处的有效破片面密度；判断有效破片面密度与临界破片面密度的差值是否在预设差值范围内，若差值在预设差值范围内，则将预估安全距离确定为自然破片战斗部的破片安全距离；若差值不在预设差值范围内，则调整预估安全距离，返回计算预估安全距离处的最小破片质量。本发明专利技术可以快速准确地预测自然破片战斗部的破片安全距离。

Safety distance prediction method and related equipment of natural fragment warhead

【技术实现步骤摘要】
自然破片战斗部安全距离预测方法及相关设备
本专利技术涉及破片战斗部技术，具体涉及一种自然破片战斗部安全距离预测方法及相关设备。
技术介绍
自然破片战斗部是军事上运用广泛的武器类型，主要运用壳体破碎所产生的破片对目标进行杀伤。自然破片是在爆轰产物作用下，壳体膨胀、断裂破碎而成，该类战斗部的特点是壳体既充当了容器又形成杀伤元素，破片的大小不均匀，形状不规则，在空气中飞行时速度衰减快，使榴弹的有效杀伤范围有限。战斗部安全防护距离是军用兵工厂建厂、弹药储存及销毁等过程中的重要防护指标。目前我国采用的《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范》行业标准将安全距离统一规定为850m，未考虑破片战斗部的不同类型以及各种爆炸事故状态的特殊性，缺乏一定的科学性与合理性，造成土地资源的浪费及不必要的安全防护成本。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提出一种自然破片战斗部安全距离预测方法、装置、计算机设备及存储介质，其可以快速准确地预测自然破片战斗部的破片安全距离。本申请的第一方面提供一种自然破片战斗部安全距离预测方法，所述方法包括：计算自然破片战斗部的破片平均质量，根据所述破片平均质量计算所述自然破片战斗部的破片总数；设置所述自然破片战斗部的预估安全距离的初始值；根据所述自然破片战斗部的有效破片能量计算所述预估安全距离处的最小破片质量；根据所述破片总数和所述最小破片质量计算所述预估安全距离处的有效破片面密度；判断所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值是否在预设差值范围内，若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值在预设差值范围内，则将所述预估安全距离确定为所述自然破片战斗部的破片安全距离；若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值不在预设差值范围内，则调整所述预估安全距离，返回所述根据所述自然破片战斗部的有效破片能量计算所述预估安全距离处的最小破片质量。另一种可能的实现方式中，所述破片平均质量根据下式计算：其中mf为破片平均质量，ρ0为壳体材料密度，a0为壳体平均内径，δ0为壳体平均厚度，v0为破片初始速度；所述破片总数根据下式计算：其中Q0为破片总数，M为壳体质量。另一种可能的实现方式中，所述设置所述自然破片战斗部的预估安全距离的初始值包括：设置所述自然破片战斗部的初始破片质量；根据所述初始破片质量计算临界飞行速度；计算所述临界飞行速度对应的飞行距离，将所述飞行距离设置为所述预估安全距离的初始值。另一种可能的实现方式中，所述最小破片质量根据下式计算：其中Ec为临界动能，m为最小破片质量，v0为破片初始速度，x为预估安全距离，K为破片形状系数，Cd为阻力系数，ρ1为空气密度，若所述自然破片战斗部为单发战斗部，k＝1，若所述自然破片战斗部为立式堆垛，k为所述立式堆垛相对于单发战斗部的破片初速增大倍数。另一种可能的实现方式中，若所述自然破片战斗部为单发战斗部，所述有效破片面密度根据下式计算：若所述自然破片战斗部为立式堆垛且弹体间隔不大于1倍弹径，所述有效破片面密度根据下式计算：若所述自然破片战斗部为立式堆垛且弹体间隔大于1倍弹径，所述有效破片面密度根据下式计算：其中q为有效破片面密度，τ为面密度修正系数，Q0为破片总数，Ω为破片飞散角，x为预估安全距离，m为最小破片质量，mf为破片平均质量，n长、n高、n宽分别为所述立式堆垛的长度、高度、宽度方向的战斗部发数。另一种可能的实现方式中，若所述立式堆垛的弹体间隔小于临界间隔，所述破片初始速度v0修正为：其中β为结束加速时的弹体膨胀倍速，R为两弹体之间间距与弹径的比值。另一种可能的实现方式中，若所述立式堆垛的弹体间隔小于所述临界间隔，所述有效破片面密度根据下式计算：其中是以所述立式堆垛的中心为原点，以所述立式堆垛的长边中垂线方向为0度角所确定的水平方位角，对于所述立式堆垛的一侧，n0为所述立式堆垛的单个战斗部装填的破片数，α为所述立式堆垛的单个v型区域的破片聚焦角，β为结束加速时的弹体膨胀倍速，n长为所述立式堆垛的长度方向的战斗部发数。本申请的第二方面提供一种自然破片战斗部安全距离预测装置，所述装置包括：第一计算模块，用于计算自然破片战斗部的破片平均质量，根据所述破片平均质量计算所述自然破片战斗部的破片总数；设置模块，用于设置所述自然破片战斗部的预估安全距离的初始值；第二计算模块，用于根据所述自然破片战斗部的有效破片能量计算所述预估安全距离处的最小破片质量；第三计算模块，用于根据所述破片总数和所述最小破片质量计算所述预估安全距离处的有效破片面密度；判断模块，用于判断所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值是否在预设差值范围内，若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值在预设差值范围内，则将所述预估安全距离确定为所述自然破片战斗部的破片安全距离；调整模块，用于若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值不在预设差值范围内，则调整所述预估安全距离。本申请的第三方面提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现所述自然破片战斗部安全距离预测方法。本申请的第四方面提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述自然破片战斗部安全距离预测方法。由上述技术方案可知，本专利技术提出了自然破片战斗部安全距离的快速预测方法。本专利技术从自然破片战斗部的破片场在空间的分布规律入手，结合建立在破片对无防护人员的杀伤概率上的破片场安全性临界判据，可以得到具有科学性的破片场安全距离，充分考虑自然破片战斗部结构的特异性，能够快速准确地预测自然破片战斗部的破片安全距离。本专利技术对于使用自然破片战斗部的弹药的堆放和存储安全性评估具有重大的指导意义，对于新一代复合型异型战斗部的研制也可以提供安全保障。附图说明图1是本专利技术实施例提供的自然破片战斗部安全距离预测方法的流程图。图2是本专利技术实施例提供的自然破片战斗部安全距离预测装置的结构图。图3是本专利技术实施例提供的计算机设备的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自然破片战斗部安全距离预测方法，其特征在于，所述方法包括：/n计算自然破片战斗部的破片平均质量，根据所述破片平均质量计算所述自然破片战斗部的破片总数；/n设置所述自然破片战斗部的预估安全距离的初始值；/n根据所述自然破片战斗部的有效破片能量计算所述预估安全距离处的最小破片质量；/n根据所述破片总数和所述最小破片质量计算所述预估安全距离处的有效破片面密度；/n判断所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值是否在预设差值范围内，若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值在预设差值范围内，则将所述预估安全距离确定为所述自然破片战斗部的破片安全距离；/n若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值不在预设差值范围内，则调整所述预估安全距离，返回所述根据所述自然破片战斗部的有效破片能量计算所述预估安全距离处的最小破片质量。/n

【技术特征摘要】
1.一种自然破片战斗部安全距离预测方法，其特征在于，所述方法包括：
计算自然破片战斗部的破片平均质量，根据所述破片平均质量计算所述自然破片战斗部的破片总数；
设置所述自然破片战斗部的预估安全距离的初始值；
根据所述自然破片战斗部的有效破片能量计算所述预估安全距离处的最小破片质量；
根据所述破片总数和所述最小破片质量计算所述预估安全距离处的有效破片面密度；
判断所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值是否在预设差值范围内，若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值在预设差值范围内，则将所述预估安全距离确定为所述自然破片战斗部的破片安全距离；
若所述有效破片面密度与临界破片面密度的差值不在预设差值范围内，则调整所述预估安全距离，返回所述根据所述自然破片战斗部的有效破片能量计算所述预估安全距离处的最小破片质量。


2.如权利要求1所述的自然破片战斗部安全距离预测方法，其特征在于，所述破片平均质量根据下式计算：



其中mf为破片平均质量，ρ0为壳体材料密度，a0为壳体平均内径，δ0为壳体平均厚度，v0为破片初始速度；
所述破片总数根据下式计算：



其中Q0为破片总数，M为壳体质量。


3.如权利要求1所述的自然破片战斗部安全距离预测方法，其特征在于，所述设置所述自然破片战斗部的预估安全距离的初始值包括：
设置所述自然破片战斗部的初始破片质量；
根据所述初始破片质量计算临界飞行速度；
计算所述临界飞行速度对应的飞行距离，将所述飞行距离设置为所述预估安全距离的初始值。


4.如权利要求1所述的自然破片战斗部安全距离预测方法，其特征在于，所述最小破片质量根据下式计算：






其中Ec为临界动能，m为最小破片质量，v0为破片初始速度，x为预估安全距离，K为破片形状系数，Cd为阻力系数，ρ1为空气密度，若所述自然破片战斗部为单发战斗部，k＝1，若所述自然破片战斗部为立式堆垛，k为所述立式堆垛相对于单发战斗部的破片初速增大倍数。


5.如权利要求1所述的自然破片战斗部安全距离预测方法，其特征在于，若所述自然破片战斗部为单发战斗部，所述有效破片面密度根据下式计算：



若所述自然破片战斗部为立式堆垛且弹体间隔不大于1倍弹径，所述有效破片面密度根据下式计算：



若所述自然破片战斗部为立...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛琨，孙新，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11