竺伟梁，程 春，庞兆君，杜忠华

(南京理工大学机械工程学院，南京 210094)

0 引言

杀伤或拦截战斗部在与目标交会时，战斗部装药被引爆，爆轰产物作用使战斗部壳体破碎形成飞散破片，造成面对面或面对点的毁伤效果[1-3]，破片着靶前的速度、姿态等对破片的毁伤效果产生直接影响[4-7]。因此，对破片速度衰减规律开展研究具有重要意义。

根据公开文献，多位学者关于破片速度衰减规律研究主要集中在方形、球形圆柱形等破片上并对破片的迎风面积做了相应修正[8-15]。然而并未考虑破片飞行过程中翻滚现象对破片飞行速度的影响。此外，空气阻力系数随马赫数变化的影响也未讨论。

文中以防空反导战斗部中的三棱柱形大长径比预制破片为研究背景，采用简化的解析法结合试验对破片从超音速至亚音速的速度衰减规律进行研究。考虑了破片翻滚和空气阻力系数变化，并结合数值计算和靶场试验进行对比验证。

1 破片速度衰减理论模型

1.1 空气阻力系数

大长径比预制破片的空气阻力系数Cx受破片运动速度的影响，并随破片速度增加空气阻力先增后降，在跨音速区间达到最大值。这一变化趋势可用分段的Logistic函数进行等效拟合[16]，空气阻力系数Cx可表述为：

(1)

式中：M代表破片的飞行马赫数；a1～a4为模型中的系数。大长径比预制破片的拟合结果如表1所示[17]。

表1 空气阻力系数分段Logistic函数拟合结果

1.2 翻滚模型

破片受爆轰波驱动，通常等效驱动力与破片的质心不重合将导致破片在运动过程中产生翻滚或旋转。……