QJ 2789-1996 地(舰)空导弹战斗部总体设计规范.pdf

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1、Q.J 中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ 2789-96 地（舰空导弹战斗部总体设计规范1996-03-21发布1996-10-01实施中昌航天工业总公司发布中国航天工业总公司航天工业行业际准QJ 2789 “ 96 地（舰）空导弹战斗部总体设计规范1 :i:题内容与适用范围本标准规定了地（舰）空导弹战斗部总体设计的设计依据、设计准则、设计程序及设计内容与方法等。本标准适用于地（舰）空导弹战斗询：（以下简称战斗部）方案阶段的总体设计。在使用本标准时，可根据型号具体情况进行剪裁。2 术语2.1 战斗部的战术技术要求使用方和导弹总体设计部门根据目标特段，导弹的类刻、毛务、使用环境条件等所提砌

2、的性能要求和作战使用要求的总称，是战斗部设计、试5盘和评价的依据。战术要求指战斗郁的用起草、威力和使用特点等。技术要求指战斗郡的尺寸、质最、强度、可家性、可维修性、安全性、贮布、运输、使用环城条件及；夜导弹t的安装协调：关系等。2.2 战斗部质般比（）战斗部辈辈药质量与相应的产生杀伤破片的交体（或是坚续样）质景之比2.3 战斗部的威力半径（Rwl自爆心主1宽阔你达到l预定壁挂伤放当祀的最大距离。对于连续非1：战斗部的成）Ji径必将以炸点rp心，满足杆的连续性和l切割率姿求的最火Re海；对F破片战二十仰的威力半径：是指以炸点为中心，满足磁片密度和:tn岛动能婆求的盛大距离。问义词杀伤破坏；兰卡位

3、或毁伤半径2.4 破片破片战斗音爆炸后形成或释放的金扇杀伤元策。2.5破片杆）初速归。）战斗部爆炸日，在爆炸产物作用F破片（忏）达到的最大飞散速度。2.6 破片存速（VR)破片:ft飞行弹iaJ：.某点的i禀殿。2.7 破片速度表减系数（K,) 表征破片；在飞行过程巾，速庶衰减稼庶的参数。中国航天工业总公司1996-0321批准199610-01实施QJ 2789-96 2.8 E童片打击动能（E,)磁片打击目标时的功能。2.费破片飞盖章角（0)在过战斗部秘线平窗内，以装药质心为顶点，包括有效破片数约%的锥角。有时也采用破片分布密度符合要求的所覆盖的靶板连续强长对应的中心角表示。2.1()破片

4、穿甲事（P)在规定的距离上，破片对规定程板的穿孔数与着钮有效破片数之比。2.11 连续杆连续杆战斗部结构中组成杆束组伶豹钢条单元。钢条的横断面可以是正方形、矩形、梯形或圆形。2.12 杆吉它连续性（K.J连续轩战斗部爆炸后所形成的杀伤环在战斗音在威力半径处lJ连续程度。通常用靶试时杀彷环在战斗部威力半径处对事E板的拦截弧长之积的水平投影与靶板张长之比表示。2.13轩的切割率（K,J 表征连续杆战斗部的杀伤环对目标的切割杀伤程度。通常用靶试时杀伤环在战斗部威力半径处切割穿透切断靶板的孤长之和的水平投影与其榕应的拦截靶板弧长之和的水平投影之比表示c同义词：杆的穿甲率3战斗部的主要类型与特点地般空导

5、弹战斗部按结构特点分主要有下列类型。3.1 破片战斗部磁片战斗部靠具有一定功能的多个磁片直接命中目标要害部位，以便有效地摧毁目标。被片的截面形状广泛采用菱形、平行四边形、正方形或矩形。破片分随智L磁片、半预告破片和预哥哥破片如钢珠）。导弹杀伤战斗部一般以半预审i破片或预制破片为主要杀伤元素。破片战斗部运用于各种地舰空导弹。主要威力参数有：威力学径、有效破片数、磁片密度、磁片质量、破片静态飞散角与方位角、破片初速和破片穿甲率等。3.2 连续轩战斗部与破片战斗部比，连续杆战斗部在威力半径范围内毁仿效率较高，f旦杀伤环断裂后，毁仿效率急署下降。使用连续杆战斗部的地舰）空导弹必须有较高的导引精度和严格

6、的引钱配合。主要威力参数有：轩的初速、轩的连续性、杆的切割率、威力半径、杆束的质量等。3.3 破片聚焦战斗部磁片聚焦战斗喜事豹特点是大部分磁片集中在一条环形窄带上。使用破片聚焦战斗部的地舰）空导弹也必须有较高的导引精度和严格的号i战自己合。2 QJ 2789-96 主要威力参数有：威力半径、聚焦宽度、聚焦比、有效磁片数、破片密度、破片质量、磁片初速积破片穿甲率等。3.4 定向杀伤战斗部定向杀伤战斗部的特点是能量利用率高，在吕标方位上磁片速度和密度大子其他方位，自主毁伤效率高。在同样毁伤要求的情况下可以减轻战斗部质量，但对敏感目标方位的装置要求寓，是战斗部的发展方剑。3.5 爆破战斗部爆破战斗部

7、的特点是以炸药爆炸时产生的生成物，爆炸形成的冲击波或应力波为主要毁伤因素，其威力取决于1炸药的种类、佳能、装药量、吕标易损健等。主要用于对付低空目标。主要威力参数有威力学径、空气冲击波波阵主耳超压、冲击波正压区作用时间、吃惊量。3.岳多聚能装药战斗部多聚能装药战斗部的特点是利用聚能效应形成金属粒子流、金属射流、自锻破片毁伤目标，在冲击点除靠动能毁伤吕标外，还能引起铝的汽化放出大量热量毁伤吕标。主要霸主力参数有威力学径、射流的空伺分布特性、速度和质量待性。3.7惰性战斗部惰性战斗部的特点是用惰性物质作为装填物的战斗部，一般情况下，惰性战斗部的质量、质心、壳体结构与实际战斗部完全格同。主要用于代替

8、真实战斗部在研制阶段考核战斗部结构强度、前后舱段对接协源及训练操作人员。4设计依据战斗部总体设计豹基本设计依据是型号研制任务书和导弹总体对战斗部所提出的设计要求及其约束条件，主要内容：也导弹总体允许的战斗部设计质量；b.战斗部应具有的威力半径：c.战斗部（舱的结构尺寸限制和其与相邻舱段的连接形式；d.目标特性，如尺寸大小、“要害”指飞机的恼箱、弹药、关键操作系统等部位、导弹与吕标的交会条件；e.战斗部（舱）应承受的载荷；f，战斗部条件杀伤概率要求；g.引战配合对战斗部要求对破片战斗部：磁片飞散角。、破片初i主V；对连续杆战斗部：连杆初速v.);h.战斗部（她应经受的环境条件，如：离温、低温、温

9、度循环、湿热、盐雾、霉葱、振动、冲击、跌落、运输、和颠簸等；i.战斗部寿命有效贮存烧）要求，j.战斗部可靠性、可维修性、安全性要求。3 QJ 2789-9岳5设计准则战斗部总体设计一般应遵循以下准则：8，战斗部应在威力半径范窗内能对典型目标达到预期毁伤效应；b.战斗部的威力半径应与导弹寻寻i精度匹配；c.满足弓Ii言对战斗部的要求；d.战斗部类型、质量、质心位置、结构形式辛苦尺寸应与总体协调辛苦匹配；e.应使战斗辈在在勤务处理、发射和飞行过程中其作用可靠性、安全可靠性均满足设计任务书要求，并确保在规定的环境条件下和使用有效期内的安全；r.原材料、元器件立足国内研制生产，装药中的有害配方应符合国

10、家有关规定装药与其棺接触的材料应有良好始相容性；g.主装药药室结构应有良好密封住；h. E主选择不同类型战斗部进行分析比较、选择最优方案；七战斗部设计陈应体现先进性和继承性；j.应采用通用化、系列化、组合化设计；k.研制周期短、经济性好。岳设计程序进行战斗部总体设汁的设计程序流程图见OOL7 设计内容与方法战斗部总体设计规范，主要表述战斗部总体在能的设计过程。其主要工作内容如下。7.呈典型吕标“要害”特性分析依据型号研制任务书所给定的典型目标，结合所掌握的典型吕标信息，进行“要害”特性分析。分析的主要内容为a.吕标素材：外形尺寸、主要部件部位安排、主要结构特征；善目标“要害”的合理简化；目标“

11、要害”的等效厚度换算；d.确定目标的等效装甲板厚度。经对目标“要害”特性分析，确定吕标前必要杀伤动能值，作为战斗部的设计依据之一，并作为战斗部地面静爆试验在最大威力半径处设置毫也板的依据。4 QJ 2789一“型号研艇任务在导弹，毡体对战斗董事提窑的设计要求否关键技束攻关L主E必要的设计验证试验 拟定战斗部设计任务书图1设计程序流程图具体型号典型吕标“要害”特性分析见附录A（参考件）7.2 选择战斗部类型选择战斗部类型的基本原则是：使战斗部具有最佳的对吕标的建毁效率。选择战斗部类型的原始依据是：a.导弹总体设计时初步确定的理论杀伤区特征点的导弹与目标交会条件；b.目标特性；导弹导引精度；岳导弹

12、总体允许的战斗部性能指标。导弹导引精度高，目标外形尺寸大的，一般选择连续杆战斗部；导弹导引精度低，目标外形尺寸小的，一般选择磁片战斗部，对导寻l精度高，可直接命中吕标的导弹，除可选用破片或连续秤战斗苦苦外，还可选用爆破战斗部、多聚能装药战斗部、破片聚焦战斗部等。7.3 战斗部主要性能参数优化设计王QJ 2789-96 优化设计，就是在满足战斗部条件杀伤概率指标要求的前提下，寻求主要性能参数的最佳组合。7.3.1 磁片战斗部的设计7.3.1.1 先初步设定飞散角。，再分别设定几个破片初速Vo（一般在18002200m心，对全空域内的各特征点进行汁算，选定能满足号：战配合要求的参数组合。7.3.1

13、.2设定多纽参数组：破片静态平均飞散初速V。2、单枚磁片质量q，；、破片总数N；，并使在战斗部威力半径Rw处满足M典型目标达到预烧毁伤效应，同时分别计算出理论空域特征点的条件杀伤概率，选出条件杀伤概率最高，战斗部质量最小的参数组合，主P是V”和qr;的最佳匹配条件。7.3.1.3 战斗郊的允许设计质量mw确定后，进行初步结构预定，战斗部的沃细tt儿一般取23，待殊情况也不得小于1.8；战斗部质量比自一般取0.60.7。这祥有利于爆炸能量的分配和有效孩片的形成。7.3.1.4 进行主要参数估算，初步设计只反映其主要参数韵基本关系，完成结构设计后，再进行较精确的验算，有时需反复修改，直到i式样默段

14、结束。7.3.1.S 主要参数的常用计算公式如下。7.3.I.S.1 破片初速接下式计算：_ 1. 236 yQ V。一一三三二二，.1). 11 1 9一于一 2 式中：V。一一磁片初速，m/s:Q一一装药的爆热，J/kg;声战斗部质量比。计算破片初速也可采用哥范（G田ney）方程Vo= !2“. . . . . (2) I/; I: 式中：在E哥范速度，m/s.不同炸药其值不同，参见附录B（参考件。7.3.I.S.2 威力半径处破片密度按下式计算h白.9是；2R礼。式中：威力学径处磁片密度，1/m2;N一一一理论破片数；Rw一威力半径，m:一一破片飞散角，（丁；6 (3) QJ 2789

15、96 是计算常数，是衍了。7.3.1.5.3 威力半径处破片存速按下式计算：VR。eKRw .4 . ( 4) 式中：VR一一威力学径处破片存邃，m/s;K，一磁片速度衰减系数，1/moKa自以下经验公式计算：Ka=O 0374q1 113日（Y) (5) 式中q，为用克为单位的单枚破片质量；H(Y）是高度为Y处前空气密度与海平面的空气密度之比。7.3.2连续轩战斗部的设计7.3.2.1 先设定几个磁片初速v.（一般在1300lSOOm纱，对全空域内各特征点计算，选定能满足引战配合要求的速度范围。7.3.2.2 再设定装药与壳体的质量比p（一般为0.60.7）和杆柬横截愿一般为4.7mm4.7

16、mm6.3血m6.3mm），使连续杆组合展开理论半径与寻寻i粮票E榕匹配，并使在战斗部威力半径Rw处满足x-t典型目标达到预期毁伤效应，同时分别计算出理论空域特征点的条件杀伤概率，逃出条伶杀伤概率最高、战斗部质量最小的参数组合，即是破片静态平均飞散初速。雹和拧束组合的最佳匹配条件。7.3.2.3 战斗部的允许设计质量mw确定后，进行初步结构预定，战斗部的长细比）.，.一般取23，特殊情况儿也不得小于1.8。这样有利于爆炸能量的分配和连续杆组合的烦科展开。7.3.2.4遂行主要参数估算。参数初步设计和结构初步预定后，再进行较精确地验算，有时需反复修改，直到试样阶段结束c7.3.2.S 主要参数的

17、常用计算公式如下。7.3.2.S.l 破片初速按下式计算：v = 1.2兰豆豆. 气I 2 式中：Vo磁片初邃，mis;E一一损失系数一般取0.50.60Q一一装药的爆热，；险。也可采用公式。）计算V。7 QJ 27”一%7.3.2.5.2 杀伤环在战斗部威力半径Rw处的连续性按下式计算：0.82:l, K 三l_.(7) 2Rw 式中：K，一一杀伤环在Rw处的连续性，一般需大于等于0.8;m一一结构预定中杯的数量：l，一一结构预定中每根杆的沃度，m;Rw一战斗部威力学径，mo7.3.3 磁片聚焦战斗部的设计磁片聚焦战斗苦苦的作用原理与磁片战斗部和连续杆战斗部有梧似之处，可参见以上二种战斗部的

18、设计。7.4编制方案论证报告根据导弹总体对战斗部所提出的设计要求及其约束条件，依据设计准则，经过战斗部类型选择、战斗部主要注能参数的优化设计及结构的初步预定，结合具体研制生产条件，那可编制战斗部方案论证报告，其主要内容：导弹总体对战斗部提出的设计要求；b.典型目标“要害”持这分析：战斗毒草对目标的杀伤机理与数学模型；d.拟定的战斗董事总体方案及可达到4险能指标；e.实现总体方案可供选择的技术途径及关键技术；1需进行的设计验证试验；g.研制周期设想及经费估算；h.需要解决的重大保瘁条件c总体方案需经评审。7.5 远行关键技术攻关和必要的设计验证试验对涉及总体方案的关键技术要组织力量进行攻关。根据

19、总体方案的创新程度进行必要的设计验证试验。7.6拟定战斗部设计任务书总体方案所涉及的关键技术已基本解决，必要的技术方案得到试验验证，在此基础上拟定战斗部设计任务书n其主要内容参见附录C（参考待）。8战斗部威力设计验证试验项目R 战斗部威力设计验证试验项目主要有：a.威力半径；b.飞散角；静态平均初速；有效磁片总数；单枚破片质量；1穿甲率。J2789-96 考核标准接战斗部设计任务书或专用技术条件c9 Al 目标素材AI.1 外形尺寸QJ 2789-96 附录Ax X飞机“要害”特性分析参考牛）xx飞机为单座战斗轰炸机，其外形尺寸见图Al。主要外形尺寸：翼晨10.衍屈；机长19.6（或20.4）

20、白，极高6.0白，机翼面积35.8m2 c 1. 图Al飞机外形图Al.2 主要设备部位安排飞机内部主要部件分布情况见图A2o图A2飞机内部主要部件分布图10 QJ 2789-96 1-R-14A搜索与测距雷达；2一炮弹箱；3-M61机关炮；4一空中加涵管；5一无线电收发机；6一磁准具；7-R14雷达示泼器；8一弹射座椅；9一座位空气溺节及增压设备；10、11、12一泊籍；13一气冷进气口：“一方向舱操舵机；15一减速伞舱；16一减速板；17一水乎尾翼轴承；18-75P-19W发动机；19一进气口；20一附加进气口，21一液压式弹架；22核弹；23一液压与电气设备舱：24一通讯、识别与航行仪器

21、等电子设备；25一起落架液压舱；26一前轮施；27一天线机身内部有三只软油箱，二只外挂付油箱，最大载泊量9300险，最大载弹量590QkgoAl.3 主要结构特征该机由大梁、框架、蒙皮所构成。前极身系全金属栋梁式结构，上下有困根纵梁，有七个加强照框，材料均为合金钢，蒙皮厚度为l.6mm硬铝板。中机身上吉享有油箱、下部为炸弹舱，中毅蒙皮为22.Smm硬铝板，普通隔框均由1.51.8mm铝合金板材弯成。后机身为发动机舱，结构白杨架辛苦蒙皮组成半硬壳式结构，有图个加强框，蒙皮为1岳mm硬铝板。尾翼有单梁无有条，翼肋较多，用2mm铝板显成，蒙皮l.6皿血。该机出翼根进气，中翼部分由厚整体壁板组成，变厚

22、度整体壁板是化锐的，机翼桥形主梁和中段翼是锻造的，最淳处达22mmo A2 目标“要害”的合理简化战斗部的杀伤元素通过杀伤目标的“要害”而毁伤目标，XX飞机的“要害”分析如下：根据xx飞机的外形尺寸和导弹的导引精度，选择空域中某几个中等遭遇条件进行初步图解，参见图A3，图A4o.)(I . /_ . -;4卢.Jj/. 马rIi.。m A3 连续杆战斗部导弹与目标交会图11 J, QJ 2789-96 Vm一导弹速度；V，标速度；V，一导弹、目标相对速度；辈革靶距离；ot1、ot2一吕标质心位置。只I图A4破片战斗部导弹与吕标交会图图中符号含义向003 因A3表示采用连续杆战斗部导弹与目标的交

23、会情况。因A4表示采用破片战斗董事导弹与目标的交会情况。、4唔d图A3说明，在弹体坐标系中，目标质心沿着相对速度v，方向运动，并保持脱靶距离p接近导弹，目标在A点触及连续杆杀伤环至B点退出杀彷环为止，吕标质心由ot1至ot2，则ot1ot2 p是目标飞机PJ被连续杆杀伤环杀伤的范围。因A4同理，目标在A点进入设定的破片飞散角至8点退出设定的破片飞散角，目标质心由ot1至。龟，ot1ot2l!P是吕标飞机可被破片杀伤的范围。由图A3、图A4.可知，从导弹与目标遭遇交会条件看，导弹选用连续杆战斗部或破片战斗部都可有效地杀伤目标飞机。由于它们的杀街梳理不同，因而对目标的简化也不同。连续杆战斗都是遥过

24、杀伤环对目标的“切割结构”而毁伤目标的，所以此处把飞机简化成一个“十字架”（见图A5），那以全吕标为被杀彷要害。而破片战斗都是通过破片M目标的任贯穿致命部件”而毁伤吕标的，所以此处把飞机简化成一个“致命吉事件的组合体”见窗A6）。12 QJ 2789-96 fn / J E1 . . . .(A2) 式中：Ep一一破片（抨所具有的打击动能，J;E一一“要害”防护装甲被穿孔所需的打击动能积“要害”被击毁所需的打击动能之和c或切割蒙皮辛苦将架隔框所需豹打击动能之和，Jo击毁各矜目标的杀伤动能相比动能参见表Al。目标人员金属飞权机翼、油箱、涵管发动机大梁蒙皮4国m装甲7mm装甲10四m装甲12mm装

25、甲13mm装甲16mm装甲14 表Al杀伤动能78 98 1470 2450 1962雪4882 1323 2156 3430 49白。5782 10192 !t动能JI吨二三255 784 3924苦。二三7843430 QJ 27”-96 附录B 不向炸药的冯主参考件）Bl 不同炸药榕在歪见表Blo表Bl炸药名称密度旦j咀ROX 1. 77 TNT ！.岳3TNT I A! 80/20 I. 72 TNT/RDX 36/64 1. 72 HMX 1.89 特屈儿1.62 PEN !. 76 附录C磁片战斗部设计任务书主要内容（参考件）Cl 被片战斗部设计任务书主要内容如下：a.任务来源及用

26、途；每主要战术技术指标：战斗部的总质量战斗部的成为半径战斗部的90%有效破片静态飞散角及飞散方向角战斗部的磁片静态平均初速战斗部的有效磁片总数单枚破片质量理论或实际质量穿甲率c.战斗部的可靠性要求，寿命要求；./2E 血s2噎9302,370 2,320 2,720 2,970 2,500 2,930 15 QJ 2789曹6d.战斗部与安全执行机构的对按要求；战斗部应满足的导弹环境条件要求；E，战斗部舱尺寸及与相守在舱段安装连接的协调要求；各研制进度、费用、交货办法等；h.承司ilJ厂应提供的资料文件：战斗部图祥战斗部技术条件战斗部技术说晓书战斗部制造与验收技术条件战斗部地面静止爆炸试验方法及结果战斗部环境试验方法及结果战斗部使用维护说明书战斗部产品证明书附加说晓：本标准出中国航天工业总公司七。八所提出。本标准出中国航天工业总公司八院八部负责起草。本标准主要起草人：凌吴彬、李传秀。16 呻wajAm卜N。中医航天工业总公司航天工业行业标准地殷）空导弹战斗部总体设计翠范QJ 278雪%中层航天工业总公司第七OJ.研究所出版发行七01li开排版自3聪199量竿11月出F板定价4.50元