本发明属于弹丸，具体涉及一种用于大长径比爆炸成型弹丸无损回收的试验方法。
背景技术：
1、随着装甲目标防护能力的不断提高，亟需提升爆炸成型弹丸(explosivelyformed projectile,efp)的毁伤能力，大长径比成为当前efp战斗部技术的研究重点。由于爆轰驱动efp成型是典型的高温、高压、高应变率和破坏性过程，整个作用过程属于微秒级事件，表现为瞬态条件下的多介质相互作用，属于典型的实验科学，理论解析与数值模拟更多作为参考，必须以大量确凿的事实材料为依据。通过对efp进行无损回收，可以获得弹丸的成型形态、微观组织、应变情况，为药型罩爆轰加载下的塑性变形机理及其成型机制分析提供了基础数据，并为efp气动分析提供了原始模型，对efp战斗部设计具有重要意义。
2、目前，针对高速弹丸的回收，主要采用如图2所示装填1种或多种软介质的回收装置。通过在弹丸弹道线方向布置回收装置，对高速弹丸进行减速并截停，以完成对高速弹丸的回收。常用于回收的软介质主要有水、沙、明胶、蛭石、木屑、发泡塑料、珍珠岩粉、面粉、肥皂等。
3、不同于高速侵彻弹、穿甲弹、电磁轨道炮弹等刚性弹丸，efp属于超高速柔性弹丸，在回收过程中极易发生弹体墩粗变形、磨损破坏等不利现象。lin jia-jian等在《numerical and experimental study on explosively formed projectile with fins》(高压物理学报，2009(03)：215-222)中利用水介质对efp直接回收，头部发生破坏且整体墩粗变形。采用回收介质密度逐渐增高的软回收装置后，陆鸣等在《高速efp软回收技术的试验研究》(火炸药学报，2008(05)：38-42)中对速度约2300m/s的efp进行回收试验，发现回收到的efp变形严重且发生破碎现象；回收时发生的efp破碎现象，在jianfeng liu等的《dynamic response and microstructure evolution of oxygen-free high-conductivity copper liner in explosively formed projectile》(latin americanjournal of solids and structures，2017(14)：2089-2106)和jiacheng peng等的《explosively formed projectile from stepped casing shaped charge:formationmechanism of canted fins》(journal of energetic materials，2022，2064937)中同样出现。显然，弹丸在回收过程中发生的墩粗变形、磨损破坏等不利现象，是影响efp无损回收的主要因素。此外，由于大长径比爆炸成型弹丸的长度更长且侵彻能量更大，不利现象发生的概率进一步提升，无损回收难度显著增大。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于大长径比爆炸成型弹丸无损回收的试验方法，首先计算介质动压，进而估算回收介质的最大密度，选择回收介质；分析所回收efp的成型特征参数，得到efp在回收介质中的运动方程，预估回收介质所需长度；计算弹丸横向偏移与轴向飞行的位移比，预估回收装置的横截面尺寸；估算efp回收位置，完成efp无损回收方案设计；布置efp战斗部、回收装置及测试设备，开展无损回收试验。本发明可实现对大长径比efp的无损回收，为efp成型形态、微观组织和应变情况以及气动分析创造了前提条件。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
3、步骤1：根据所回收efp的材料特性和飞行速度，计算介质动压，进而估算回收介质的最大密度，选择回收介质；
4、步骤2：分析所回收efp的成型特征参数，根据牛顿第二定律，得到efp在回收介质中的运动方程，预估回收介质所需长度；
5、步骤3：根据所回收efp的飞行稳定性，计算弹丸横向偏移与轴向飞行的位移比，预估回收装置的横截面尺寸；
6、步骤4：无损回收方案采用回收介质密度递增方式，重复步骤1到步骤3，逐一明确各段回收介质及其尺寸，估算efp回收位置，完成efp无损回收方案设计；
7、步骤5：布置efp战斗部、回收装置及测试设备，保证efp弹道线与回收装置中心处一致，开展无损回收试验。
8、进一步地，所述步骤1具体为：
9、步骤1-1：当高速侵彻体射入软介质时，所受压力为动态压力，记为p，满足如下公式：
10、
11、式中，v为侵彻体在回收介质中的瞬时运动速度，ρm为回收介质的密度；
12、步骤1-2：根据式(1)，由侵彻体进入回收介质时的速度v0和侵彻体不产生塑性变形所能承受的最大的压力pmax估算出回收介质的最大密度ρmax，即：
13、
14、式中，pmax可由弹丸抗压强度σ进行估算；
15、步骤1-3：根据估算的回收介质最大密度ρmax，选择回收介质。
16、进一步地，所述步骤2具体为：
17、步骤2-1：假设：efp为表面光滑的轴对称回转体；efp速度超过设定值时可忽略重力作用，同时不考虑侵彻过程的温度影响；efp在回收介质中的运动过程中质量损失小于设定值时，质量变化可忽略；efp回收介质时的速度均高于临界速度，且弹丸的阻力系数是与飞行速度无关的常数；
18、步骤2-2：基于步骤2-1的假设，由牛顿第二定律得，efp垂直侵彻回收介质的过程中弹丸所受阻力f：
19、
20、式中，cd为回收介质对弹丸的无量纲阻力系数，a为efp与介质的最大接触面积；
21、步骤2-3：对式(3)进行积分，得到回收efp所需的回收介质长度lm：
22、
23、式中，v0为弹丸入射速度；
24、步骤2-4：对于阻力系数未知的回收介质，其阻力系数通过如下方法计算：
25、对式(3)进行积分，经变化得efp的速度-距离和速度-时间关系：
26、
27、式中，l为弹丸体运动距离，t为弹丸运动时间。
28、进一步地，所述步骤3具体为：
29、弹丸飞行稳定时，其横向运动与轴向运动的位移比不大于0.02，故回收箱横截面的边长l大于0.04l，即：
30、l≥0.04l (6)。
31、进一步地，所述步骤4中，末端速度计算至50m/s。
32、本发明的有益效果如下：
33、1、本发明的无损回收试验方法，可实现对大长径比efp的无损回收，为efp成型形态、微观组织和应变情况以及气动分析创造了前提条件。
34、2、相比于根据经验或参照相关试验进行回收，本发明从理论层面形成了回收介质的材料选用和尺寸设计依据，可以更加经济、快捷地得到试验设计关键参数，提高了回收试验的成功率和可靠性。
35、3、由于本发明的计算方法和试验布置具有通用性，可适用于不同形状、尺寸efp和其他高速弹丸的回收，适用范围广。
1.一种用于大长径比爆炸成型弹丸无损回收的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于大长径比爆炸成型弹丸无损回收的试验方法，其特征在于，所述步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种用于大长径比爆炸成型弹丸无损回收的试验方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
4.根据权利要求3所述的一种用于大长径比爆炸成型弹丸无损回收的试验方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
5.根据权利要求4所述的一种用于大长径比爆炸成型弹丸无损回收的试验方法，其特征在于，所述步骤4中，末端速度计算至50m/s。
