宁建国， 李钊， 马天宝， 许香照

(北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室， 北京 100081)

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动能弹是侵彻混凝土防御工事最有效的武器之一，已引起各国研究者的广泛关注[1-5]。随着混凝土防御工事的不断加强，对弹体侵彻性能的要求也不断提高。为了对混凝土工事所防护的深埋目标造成有效破坏，要求战斗部在预定侵彻深度之前保持结构完整性。现阶段的理论模型一般假定弹体为刚性体[6-10]，实际上，弹体在高速侵彻过程中会发生明显的侵蚀现象。已有实验研究表明，侵彻后剩余弹体发生了明显的质量损失和弹头钝化[11-13]，严重的甚至会影响弹道稳定性并导致弹体结构破坏与失效[14-15]，最终严重影响弹体的侵彻性能。因此，在高速侵彻条件下刚性弹假定已不再适用，弹体质量侵蚀现象也不可忽略。开展对弹体侵蚀现象的实验研究，揭示其形成的内在机理，对深入理解弹体高速侵彻的动态响应过程并提高弹体的最终侵彻性能，具有重要意义。

弹体侵彻混凝土的过程具有复杂性和瞬时性。现阶段的实验手段难以精确、实时地观测到混凝土侵彻中弹体的质量侵蚀过程。因此，如何通过合理的实验手段来研究弹体的侵蚀机理，成为一个重要的研究方向。Forrestal等[11]和Frew等[12]通过对砂浆靶和混凝土靶侵彻实验后回收的剩余弹体进行观测，发现弹体存在明显质量损失和弹头钝化现象。Silling等[16]对比分析了先前的侵彻实验数据[11-12]，发现当弹体初始撞击速度在一定范围(<800 m/s)时，其最终质量损失量与弹体的初始动能呈线性关系。杨建超等[13]和何翔等[15]对侵彻后剩余弹体的侵蚀现象进行观测，发现弹体速度越高侵蚀现象越严重，且质量损失主要发生在弹头。杨建超与何翔的实验不仅验证了Silling等[16]发现的规律，还发现弹体侵蚀量与混凝土强度有关。这类早期的实验研究重点关注侵彻实验前后的质量差和弹体轮廓变化，由此归纳的预测模型[17-18]需要实验拟合得到的经验参数，且无法直接反映弹体侵蚀的物理过程，对致力于探究弹体质量侵蚀内在机理的研究人员是不足的。

为进一步探究弹体侵蚀的物理过程和内在机理。……