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有生力量杀伤效果增强的作用

【摘要】:实验中,活性药型罩聚能战斗部放置于坦克靶标首上装甲位置,在坦克靶标内驾驶位、炮手位、车长位分别放置活羊,以研究活性药型罩聚能战斗部对有生力量后效杀伤效应。活性药型罩聚能战斗部通过电雷管及起爆药引爆,实验过程通过高速摄影记录,实验后打开驾驶舱,检查有生力量杀伤效应。活性聚能侵彻体主要通过爆燃反应产生的显著超压效应,实现对有生力量的杀伤效应。

1.实验方法

活性药型罩口径为140 mm,活性药型罩聚能战斗部主要由壳体、主装药、活性药型罩组成。其中,战斗部壳体材料为45钢,厚度为5 mm,装药为注装B炸药。实验靶标为改装T72坦克,首上装甲由复合装甲(CA)和RHA两部分组成,总厚度约为200 mm。实验中,活性药型罩聚能战斗部放置于坦克靶标首上装甲位置,在坦克靶标内驾驶位、炮手位、车长位分别放置活羊,以研究活性药型罩聚能战斗部对有生力量后效杀伤效应。活性药型罩聚能战斗部通过电雷管及起爆药引爆,实验过程通过高速摄影记录,实验后打开驾驶舱,检查有生力量杀伤效应。有生力量分布位置及活性药型罩聚能战斗部样机如图3.40所示。

图3.40 有生力量分布位置和活性药型罩聚能战斗部样机

2.冲击波对有生力量杀伤机理

战场上,对有生力量目标主要通过枪弹、破片、化学毒剂、生物战剂、冲击波等进行杀伤,且不同杀伤方式毁伤机理不同。活性聚能侵彻体主要通过爆燃反应产生的显著超压效应,实现对有生力量的杀伤效应。

冲击波的杀伤作用可分为两类:直接冲击波作用和间接冲击波作用。冲击波对人员的直接杀伤作用与冲击波的超压峰值、上升到超压峰值的速度和冲击波持续时间等因素显著相关。冲击波对人员目标的杀伤效应又可划分为3个阶段,在分析冲击波杀伤效应时,应综合考虑3个阶段所产生的杀伤效应。

第一阶段,初始冲击波对有生力量的杀伤直接与超压峰值相关。初始冲击波通过压迫作用损伤人员身体,破坏中枢神经系统,导致心脏病突发,或引起血管破裂致使皮下或内脏出血;尤其是充有空气的器官或人体组织密度变化较大的部位更易受到损伤,如肺部;此外,还会引起内脏器官破裂,特别是肝、脾等实质性器官的破裂,肌纤维的撕裂等。

第二阶段,冲击波瞬时驱动的侵彻性物体对人体造成撞击性损伤效应。该效应取决于侵彻物的飞行速度、质量、大小、形状、成分和密度,以及命中人体的具体部位和组织,其对有生力量的毁伤机理与破片和枪弹类似。

第三阶段,冲击波效应导致瞬时风动压造成人员目标整体位移,从而导致有生力量损伤。这类损伤与撞击损伤类似,损伤程度取决于身体承受加速和减速负荷的部位、负荷大小及人体对负荷的耐受力。

相关研究表明,高能炸药爆炸形成的冲击波对人体的杀伤作用取决于多个因素,主要包括装药尺寸、爆炸冲击波持续时间、人员相对于炸点的方位和距离、人体防御措施以及个人对冲击波载荷的敏感程度等。与高能炸药形成的爆炸冲击波相比,活性聚能侵彻体爆燃反应形成的冲击波主要分为两个阶段,一是初始类爆轰阶段,二是燃烧反应阶段。虽然活性材料的类爆轰阶段形成的冲击波超压峰值较高能炸药的小一些,但其持续作用时间更长。

人员对长时间持续压力的耐受程度明显高于急剧升高的压力脉冲,且缓慢升高的超压对肺部损伤明显减轻,但对耳膜、窦膜和眼眶骨的损伤更为严重。就短持续时间(1~3 ms)超压而言,对54.4 kg和74.8 kg重动物造成50%死亡率的超压值分别为2.53 MPa和3.09 MPa。然而,对于长持续时间(80~1 000 ms)超压,致死超压峰值比短持续时间超压显著更低。动物和人员对超压的耐受程度类似,一是短时高峰超压比长时低峰超压对人员目标损伤效应更为显著,二是长持续时间超压比短持续时间超压对人体损伤更为严重。

3.活性聚能侵彻体对有生力量毁伤效应

活性聚能侵彻体装甲目标(坦克)及有生力量杀伤效应如图3.41和图3.42所示,活性药型罩聚能装药有效穿透了坦克首上装甲,并在坦克内部发生剧烈爆燃反应,坦克完全被摧毁。驾驶位、炮手位、车长位有生力量靶标全部死亡,主装甲穿孔直径达75 mm,约为活性药型罩口径的0.5倍。

图3.41 坦克毁伤效应

图3.42 有生力量杀伤效应