邱群先，刘可可，高 博

（中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南 郑州 450015）

1 引言

高初速是电磁炮的突出优点，也是电磁炮技术取得不断突破的源动力。2017年美海军展示了连发型电磁轨道发射装置和一体化弹丸模型，如图1所示。弹丸初速达到了2km/s以上。这种具有高马赫飞行稳定性的一体化弹丸也被称之为超高速动能弹，得到了美海军的高度认可，并可能向MK45 127mm舰炮、AGS 155mm舰炮、陆军155mm火炮进行推广应用。美海军高度重视超高速动能弹，一方面是因为弹丸初速高，能实现150km以上的射程，大幅提高美海军舰炮打击范围；另一方面是因为弹丸动能大，对目标的毁伤威力大，可提高美海军舰炮的威慑力。电磁炮超高速弹丸的侵彻威力可以从美海军网上曝光试验画面能够有切实体会。从视频画面可以看到，电磁炮所发射的超高速弹丸出炮口后连续穿透了有一定间隔距离的八层钢板，穿透第八层钢板后仍然具有较大存速，之后击中拦截体，引起了巨大的爆炸效应，如图2所示。在此背景下，对超高速弹丸侵彻靶板的过程进行仿真研究，通过数值模拟，某种意义上揭示出超高速弹丸侵彻靶板的机理，为超高速弹丸研究提供参考。

图1 美海军超高速弹丸及穿透八层钢板情况Fig.1 US Navy′s Hypervelocity Projectile and Penetrating Eight Steel Targets

国内外学者对常规弹丸侵彻靶板的研究较多。如利用ABAQUS软件对金属靶体在刚性动能弹撞击下的侵彻和贯穿行为进行了理论和数值模拟研究，利用嵌入修正的Johnson-Cook本构，对金属靶板在弹丸垂直撞击下的贯穿行为进行数值模拟研究[1]；……