王马法，周智炫，黄 洁，罗 庆，龙 耀，焦德志，柳 森

（中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，四川 绵阳 621000）

超高速撞击成坑现象是超高速碰撞领域的一项重要研究内容，在天体碰撞、深空探测以及航天器防护等领域具有重要应用价值。对超高速撞击成坑问题，已开展了大量实验和模拟研究[1]。但8 km/s 以上的撞击成坑研究以数值模拟研究为主[2-3]，尤其缺乏10 km/s 以上的实验数据。虽然有一些发射技术能够实现10 km/s 以上速度的发射，如阻抗梯度飞片技术[4-6]、磁驱动飞片技术[7]、激光驱动飞片装置[8]等，这些技术发射的弹丸飞片质量较小，且大都用于开展极端高压条件下材料的动力学特性研究，只在有少量用于撞击厚靶开展成坑问题的研究。如Denardo[9]利用轻气炮开展了聚乙烯弹丸对2024 铝合金靶的成坑特性研究，分析了长径比对成坑尺寸的影响，长径比1/3 的弹丸最高撞击速度达到了11.3 km/s。目前，尚未见金属弹丸10 km/s 速度撞击金属靶材成坑特性实验的相关报道。

在超高速气动物理靶上，采用口径8 mm 内爆式超高速发射器[10-11]，以约10 km/s 速度发射∅0.8 cm×0.4 cm 镁合金弹丸，撞击厚5 cm 铝靶，获得金属弹丸10 km/s 速度撞击下铝靶的成坑形貌和尺寸。通过与8 km/s 速度撞击下典型成坑形貌对比，分析成坑形貌的特性，结合文献[9]的实验数据，分析坑深、坑径、成坑体积等与弹丸长径比、撞击速度、动能、密度的关系，拟为超高速撞击成坑现象及机理研究提供参考。

1 实验设计

1.1 实验布局

图1 为实验总体布局[11]，弹丸为 ∅ 0.8 cm×0.4 cm 的镁合金，靶材为厚5 cm 的6061 铝合金，弹丸从左往右发射，撞击面尺寸为15 cm×15 cm，且均为正撞击。……