反应弛豫时间之后，进入侵孔的剩余活性聚能侵彻体发生爆燃反应，释放大量化学能和气体产物，在侵孔内形成高温高压作用场，从而显著提升了对混凝土类硬目标的毁伤效应。活性聚能战斗部作用本体功能型硬目标毁伤机理可通过数值仿真进行，计算模型如图6.15所示。炸药直径为25 mm时，抛掷效应最为显著，靶体上表面、侧面及底面裂纹密集，最终产生结构爆裂解体。图6.18炸药直径对毁伤效应的影响表6.2混凝土靶毁伤数据......
2023-06-18
本体功能型硬目标的毁伤效应分析
【摘要】：此时活性聚能侵彻体对混凝土靶的毁伤效果并未继续随炸高增加而有所增强。图6.14混凝土靶毁伤效应混凝土靶毁伤效应表明，相较于金属铜药型罩聚能战斗部，活性聚能战斗部对混凝土靶毁伤效应显著增强。从毁伤机理上看，活性聚能侵彻体在侵孔内发生的爆燃反应是其对混凝土介质毁伤增强的主控机制。
对于给定的活性聚能战斗部，炸高主要影响活性聚能侵彻体成形过程，从而影响活性聚能侵彻体的长度、速度分布以及激活特性。为了研究炸高对活性聚能侵彻体作用混凝土靶毁伤效应影响规律，开展了炸高分别为0.5 CD、1.0 CD和1.5 CD的活性聚能战斗部侵彻混凝土靶实验，同时开展了金属铜药型罩聚能战斗部作用混凝土靶毁伤实验作为对比，混凝土靶毁伤效应如图6.14所示。
活性聚能战斗部以0.5 CD炸高侵彻混凝土靶结果如图6.14（a）所示。在活性聚能侵彻体的作用下，混凝土靶约有1/3均完全碎裂并向四周抛散，钢制壳体沿轴向开裂，形成多道裂缝。距离聚能装药较远的剩余2/3混凝土靶同样发生了不同程度的碎裂，但由于钢制壳体的约束并未向四周抛散。
炸高增加至1.0 CD时，活性聚能战斗部侵彻混凝土靶结果如图6.14（b）所示。整个混凝土靶在活性聚能侵彻体作用下已完全碎裂，混凝土靶整体倾倒，混凝土碎块飞散于靶场周围，钢制壳体沿轴向撕裂为两块，严重变形，这表明此时活性聚能侵彻体对混凝土靶造成了更为严重的结构破坏。
炸高进一步增加至1.5 CD，活性聚能战斗部侵彻混凝土靶结果如图6.14（c）所示。靶体约有1/4在活性聚能侵彻体作用下发生完全碎裂并被抛掷出去，但剩余部分基本完整，只是包裹着靶的钢制壳体被撕裂抛出。此时活性聚能侵彻体对混凝土靶的毁伤效果并未继续随炸高增加而有所增强。
作为对比，金属铜药型罩聚能战斗部以2.0 CD炸高侵彻混凝土靶结果如图6.14（d）所示。此时混凝土靶并未发生整体性结构破坏，铜聚能侵彻体侵彻后仅在混凝土靶上形成漏斗状侵孔，深度约为7.2 CD，但最大直径仅为0.5 CD。混凝土靶表面发生轻微碎裂，形成尺寸较小的混凝土碎块。
图6.14 混凝土靶毁伤效应
混凝土靶毁伤效应表明，相较于金属铜药型罩聚能战斗部，活性聚能战斗部对混凝土靶毁伤效应显著增强。从机理上分析，金属铜射流仅能依靠其动能对混凝土靶进行侵彻破坏，射流动能较为集中，侵孔较深，但直径较小，除射流撞击点外难以对混凝土靶其余部分造成有效破坏。活性药型罩在爆轰波作用下形成活性聚能侵彻体，同时活性聚能侵彻体所含活性材料也将在成形与侵彻过程中被激活。由于活性材料反应弛豫时间的存在，活性聚能侵彻体得以在发生反应前保持其动能侵彻能力，在混凝土靶内形成一定深度的侵孔。在反应弛豫时间过后，活性聚能侵彻体将发生分布式化学反应，释放出大量化学能和气体产物，在侵孔内形成高温高压作用场，从而加剧了混凝土靶的径向结构破坏以及混凝土碎块的抛掷作用。因此，活性聚能侵彻体是基于其动能侵彻和化学能释放/内爆效应的时序联合作用来实现对混凝土靶的毁伤增强。
基于上述实验结果，活性聚能战斗部作用混凝土靶的毁伤行为主要可划分为活性聚能侵彻体成形、动能侵彻、化学能释放、气体产物膨胀和靶体碎裂等过程。从毁伤机理上看，活性聚能侵彻体在侵孔内发生的爆燃反应是其对混凝土介质毁伤增强的主控机制。活性聚能侵彻体在炸高为1 CD时对混凝土靶的毁伤效果优于炸高为0.5 CD时。从侵彻与反应特性的角度分析，在一定范围内，活性聚能侵彻体侵彻深度随炸高的增大而增大，因此进入侵孔内的活性材料质量也将增加，更多活性材料在混凝土靶内发生内爆，从而显著增强毁伤效果。但需特别说明的是，活性聚能战斗部对混凝土靶毁伤存在一有利炸高，当炸高继续增大至1.5 CD时，活性聚能侵彻体对混凝土靶的毁伤效果并不理想。从活性材料反应机理上分析，随着炸高的增加，活性聚能侵彻体碰靶前所需时间增加，导致部分活性材料在未碰靶前便发生反应，从而减少了进入混凝土靶内部的活性材料质量，因此内爆效应有所减弱。
综上所述，对活性聚能战斗部而言，同样存在一有利炸高，在该炸高下，活性聚能侵彻体侵彻深度与反应弛豫时间匹配良好，可使更多活性材料在侵入混凝土靶后发生内爆，充分发挥内爆毁伤效应，达到最佳毁伤效果。
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