弹体高速侵彻钢筋混凝土靶试验研究*
2021-12-03王可慧邹慧辉吴海军耿宝刚戴湘晖沈子楷李鹏杰古仁红
王可慧,周 刚,李 明,邹慧辉,吴海军,耿宝刚,段 建,戴湘晖,沈子楷,李鹏杰,古仁红
(西北核技术研究所,陕西 西安 710024)
为了增加对坚固化目标的快速打击能力,美国、英国和俄罗斯等国家均开展了新一代高超音速和超高速动能武器的研制工作,弹体侵彻速度也逐渐由中低速(300~1 000 m/s)向高速(1 000~1 500 m/s)发展[1-2]。研究表明[3],在常规速度范围(小于800 m/s)内对混凝土类目标侵彻弹体可视为刚体,随着侵彻速度的增加,侵彻机理逐渐由刚体侵彻向半流体侵彻转变,弹体不能单纯地作为刚体处理。动能弹高速侵彻钢筋混凝土靶体的终点弹道效应研究十分复杂,涉及到中低速刚性侵彻、中高速变形非侵蚀侵彻以及高速和超高速侵蚀侵彻等多个阶段,是国防战略技术储备和交叉学科前沿探索的迫切需求。
美国在混凝土目标的超高速侵彻研究方面起步较早,Gold 等[4]进行了1 500~1 900 m/s 速度下脱氧高导(oxygen-free high conductance, OFHC)铜和钽长杆弹侵彻半无限混凝土靶和半无限等效钢筋混凝土靶之间的实验研究和简化理论分析。Lundegren 等[5]将整个高速侵彻过程分为三个区域(刚性弹体区、变形/侵蚀区及超高速流体区)的假设,当弹体速度超过一定的速度限,弹体由刚体阶段进入流体阶段,弹体的侵彻深度随速度的增加反而减小。Forrestal 等[6]随后进行了64 g 弹体在400~1 400 m/s 速度下侵彻混凝土靶的实验,对高速侵彻条件下的弹体侵蚀进行了分析。Chen 等[7]研究了处于不同速度范围的弹体侵彻机理,发现随着侵彻速度增加,侵彻机理由刚性弹体侵彻向半流体动力学侵彻的转变。……
