韩 晶，王 华，陈智刚

(1.中北大学机电工程学院，山西太原 030051；2.北京航空航天大学宇航学院，北京 100191)

随着国防科技的发展，高价值军事目标防护体系日趋地下化和坚固化，对常规钻地武器提出了更高的要求。为了应对这一发展趋势，各国在发展整体式动能侵彻战斗部和串联式复合侵彻战斗部的同时，正加紧新型原理钻地弹药的研究[1-3]。以“深度挖掘者”为例，该主动式钻地武器借鉴了天然气与石油开采中的“干钻”与“风钻”技术，实现了多管小口径火炮技术和常规钻地弹药的有机结合。其具体的工作原理和作用过程如图1所示[4-5]：当“深度挖掘者”在目标区上方经载机投放后，首先由降落伞减速调姿；然后，在下降过程中适时开启弹载火炮发射系统，交替发射小口径动能碎石弹及爆破弹，分别实现对岩土介质的持续预裂破碎及后向抛掷，使其形成一定尺寸的钻地通道；最后，主战斗部随进起爆。在主动侵彻过程中，动能碎石弹如何借助于一定的发射速度和结构形式实现对岩土介质的高效破碎，是探索研究主动式钻地原理的关键之一。

常规结构弹对于岩土目标的破碎效果有限，无法满足实际需求。鉴于此，早在20世纪70年代，为实现井下硬岩巷道的快速化掘进，同时考虑工业使用成本，国外采用了内部为混凝土弹芯、外部为金属弹壳的结构，其工作原理与横向效应增强型弹类似。之后，相关研究人员又将普通混凝土弹芯替换为高强度钢纤维混凝土材料，以提高弹丸的结构强度[6-7]。……