การศึกษาผลของความหนาไลเนอร์ของหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงด้วยการจำลองเชิงตัวเลข
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
เมื่อหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงเกิดการจุดระเบิด การปฏิกิริยาเคมีในวัตถุระเบิดแรงสูงทำให้เกิดแก๊ และความดันอย่างยิ่งยวด ความดันที่เกิดขึ้นนั้นส่งผลให้โครงสร้างภายในหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงเกิดการเปลี่ยนแปลง เช่น ปลอกหุ้มเกิดสะเก็ดและเคลื่อนที่ไปตามแรงระเบิดที่เกิดขึ้นทุกทิศทาง ไลเนอร์เกิดการเสียรูปจนเกิดเจท เป็นต้น ทั้งนี้ หากการศึกษากระบวนการระเบิดของหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงด้วยวิธีทดสอบ ทดลอง มีค่าใช้จ่ายที่สูงและอันตรายเมื่อเทียบกับการจำลองทางคอมพิวเตอร์ การจำลองเชิงตัวเลขของหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงจึงได้รับความนิยมแพร่หลายมากขึ้น ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงจำลองเชิงตัวเลขของหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงขนาด 36 มม. ด้วยการจำลองเชิงตัวเลขแบบ 3 มิติ โดยใช้วิธีสมูทพาร์ทิเคิลไฮโดรไดนามิกส์ เพื่อศึกษาผลของความหนาไลเนอร์ต่อกระบวนการเกิดเจทและความสามารถในการเจาะเป้าหมายของหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรง จากอัตราส่วนโดยน้ำหนักของวัตถุระเบิดต่อน้ำหนักของทองแดงแตกต่างกัน ส่งผลให้ไลเนอร์มีความหนา 0.5, 1.0 และ 2.3 มม. และกำหนดระยะห่างระหว่างหัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงและเป้าหมายไว้ที่ 108 มม. จากการศึกษาพบว่า การเปลี่ยนแปลงความดันเพิ่มขึ้นหลังจากการจุดระเบิดและเคลื่อนตัวถึงไลเนอร์ ในเวลาที่ 4 ไมโครวินาที หลังจากนั้นไลเนอร์เริ่มเกิดการเสียรูปและเกิดเจท ความเร็วสูงสุดของเจทมีค่า 10,780 9,070 และ 6,520 เมตรต่อวินาที สำหรับไลเนอร์หนา 0.5, 1.0 และ 2.3 มม. ตามลำดับ เมื่อไลเนอร์มีความหนาเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความเร็วสูงสุดเจทและความยาวเจทมีค่าลดลง นอกจากนี้ สลักมีขนาดเพิ่มขึ้นตามความหนาไลเนอร์ และไลเนอร์เริ่มเจาะเป้าหมาย เกิดขึ้นหลังจากเวลาที่ 30 ไมโครวินาที เมื่อไลเนอร์เริ่มเจาะเป้าหมาย เป้าหมายเกิดการเสียรูป และยืดตัวตามทิศทางการระเบิดอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งฉีกขาด จากผลการจำลองพบว่า ไลเนอร์ทั้ง 3 ความหนาสามารถเจาะเป้าหมายที่มีความหนา 10 มม. ได้สำเร็จ แต่เมื่อเพิ่มความหนาของเป้าหมาย พบว่า หัวรบเจาะเกราะดินระเบิดโพรงที่ไลเนอร์หนา 0.5, 1.0 และ 2.3 มม. สามารถเจาะเป้าหมายได้ 7, 10 และ 50 มม. ดังนั้น หัวรบ เจาะเกราะดินระเบิดโพรงมีความสามารถในการเจาะเป้าหมายเพิ่มขึ้นตามความหนาของไลเนอร์ เนื่องจากสมดุลโมเมนตัมและพลังงานจลน์ที่เพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม ขนาดของรูเล็กลงตามความหนาไลเนอร์ที่เพิ่มขึ้น
Downloads
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of TCI is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information...
เอกสารอ้างอิง
Y. Du, G. He, Y. Liu, Z. Guo, and Z. Qiao, “Study on Penetration Performance of Rear Shaped Charge Warhead,” Materials, vol. 14, no. 21, 2021, doi: 10.3390/ma14216526.
P. Żochowski and R. Warchoł, “Experimental and numerical study on the influence of shaped charge liner cavity filing on jet penetration characteristics in steel targets,” Defence Technology, vol. 23, pp. 60–74, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.dt.2022.09.007.
L.-Y. Xu, Y. Tian, X.-B. Liu, and S.-P. Wang, “Numerical investigation on jet penetration capacity of hypervelocity shaped charge in underwater explosion,” Ocean Engineering, vol. 281, p. 114668, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114668.
T. Elshenawy, “Criteria of design improvement of shaped charges used as oil well perforators,” 2012. [Online]. Available: https://api.semanticscholar.org/CorpusID:135504208
H. Shekhar, “Theoretical Modelling of Shaped Charges in the Last Two Decades (1990-2010): A Review,” Central European Journal of Energetic Materials, vol. 9, Jan. 2012.
C. Poole, “Penetration of a shaped charge,” PhD Thesis, 2005.
A. Catovic, “Research of influence of different shaped charge liner materials on penetration depth using numerical simulations,” Periodicals of Engineering and Natural Sciences (PEN), vol. 11, pp. 1–26, Jul. 2023, doi: 10.21533/pen.v11i4.3500.g1307.
Z. Zhang, L. Wang, and V. V. Silberschmidt, “Damage response of steel plate to underwater explosion: Effect of shaped charge liner,” International Journal of Impact Engineering, vol. 103, pp. 38–49, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2017.01.008.
J. Yi, Z. Wang, J. Yin, and Z. Zhang, “Simulation Study on Expansive Jet Formation Characteristics of Polymer Liner,” Materials, vol. 12, no. 5, 2019, doi: 10.3390/ma12050744.
Z. Zhang, L. Wang, V. V. Silberschmidt, and S. Wang, “SPH-FEM simulation of shaped-charge jet penetration into double hull: A comparison study for steel and SPS,” Composite Structures, vol. 155, pp. 135–144, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.08.002.
Y. Gu, J. Wang, H. Li, K. Tang, and L. Liu, “Formation characteristics and penetration performance of an underwater shaped charge jet,” Ocean Engineering, vol. 258, p. 111695, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.111695.
T. Elshenawy, E. Ezzat, A. M. Riad, and M. A. Elkader, “Influence of Liner Wall Thickness on the Penetration Performance of PETN-HTPB PBX-based Shaped Charges into Steel Targets,” Central European Journal of Energetic Materials, vol. 19, no. 1, pp. 63–90, 2022.
Y. Han et al., “Study on the Penetration Performance of Micro-shaped Charge with Different Liner Materials,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 1855, no. 1, p. 012013, Mar. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/1855/1/012013.
D. L. Feng, M. B. Liu, H. Q. Li, and G. R. Liu, “Smoothed particle hydrodynamics modeling of linear shaped charge with jet formation and penetration effects,” Computers & Fluids, vol. 86, pp. 77–85, 2013, doi: https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2013.06.033.
B. Hong, W. Li, Y. Li, Z. Guo, and B. Yan, “Jet formation and penetration performance of a double-layer charge liner with chemically-deposited tungsten as the inner liner,” Defence Technology, vol. 33, pp. 374–385, 2024, doi: https://doi.org/10.1016/j.dt.2023.08.016.
