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破片和冲击波对典型舰载雷达设备毁伤特性研究
| 论文题名： | 破片和冲击波对典型舰载雷达设备毁伤特性研究 |
| 关键词： | 舰载雷达;破片;冲击波;易损性;毁伤效应 |
| 摘要： | 舰载雷达在现代海洋通讯中扮演着重要角色，已经成为舰船系统中必不可少的一个子系统。然而，舰载雷达设备电子系统较多，结构较为薄弱，与船体结构相比其力学和抗爆抗冲击性能较弱，在爆炸载荷破片和冲击波作用下很容易损坏和失效，开展爆炸载荷对舰载雷达设备的毁伤研究，是评估雷达结构毁伤性能的基础，对进一步提高舰船在实战中的战斗力和生命力有着重要意义。 本文以典型舰载雷达为研究对象，通过分析爆炸载荷对其的毁伤效应，提出破片和冲击波对此雷达的毁伤准则，为此本文主要开展了以下工作：①首先对典型雷达进行易损性分析，通过结构特性和功能特性的研究，分析了雷达各部件的工作原理，以及各部件之间的联系，找出了雷达目标的关重部件，构建了毁伤树分析模型并划分出毁伤等级。②其次基于雷达目标特性，通过仿真方法和试验验证，分别展开了破片和冲击波载荷对雷达的毁伤研究。对于破片载荷主要研究了不同速度、不同大小和不同方向的破片对天线外壳的毁伤效应；对于冲击波载荷主要研究了不同当量、不同比例距离和作用于不同位置的毁伤效应。③最后对典型雷达目标的物理毁伤准则表征和功能毁伤准则表征进行分析，基于所得结论，通过大量仿真研究得到了雷达目标发生功能毁伤时对应的物理毁伤阈值，并拟合了破片载荷的剩余速度曲线、极限穿透速度曲线和最小穿透动能曲线，得到了不同质量、不同方向破片对雷达目标的极限穿透速度和最小穿透动能；拟合了冲击波载荷的P-I曲线，并将雷达天线前板面划分为A、B、C和D四个载荷组合区域，得出了不同冲击波载荷的临界毁伤超压和临界比冲量值，并将毁伤准则应用在典型舰载雷达设备毁伤评估系统中。 主要得出的结论有：①破片穿透天线壳体不一定能毁坏天线，若击中波导管并对内壁电流造成一定的冲击则能够毁坏天线；②冲击波会对雷达目标造成三种毁伤效应：塑性变形，拉伸撕裂和剪切撕裂；③冲击波对雷达目标的毁伤并不是单一作用的毁伤，是冲击波超压与冲量的联合毁伤；④冲击波对雷达天线的上板面和侧面不易发生形变，正板面易发生形变，且正板面形变程度为左（右）半面中心点＞左（右）半面临近边面点＞板面中心点；⑤由于IFF天线结构单元较小，冲击波对其作用面小，其不易发生损坏。本文的研究结论可为以典型雷达目标为基础的毁伤效应研究和毁伤评估技术提供依据。 |
| 作者： | 周森 |
| 专业： | 兵器工程 |
| 导师： | 姚养无;李茂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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