碰撞条件影响的分析介绍，

1.碰撞速度影响

碰撞速度直接影响弹丸内冲击压力和温升，并由此影响活性毁伤材料碎裂与激活行为。密度为7.7 g/cm3的活性弹丸碰撞3 mm厚迎弹面靶压力测试罐实验高速摄影如图1.8～图1.9所示。可以看出，弹丸贯穿迎弹铝靶后，在罐体内发生了剧烈爆燃反应，发出耀眼强光，释放大量化学能，造成罐内压力、温度急剧上升。对比图1.8～图1.9中高速摄影照片，可以发现，碰撞速度对活性弹丸冲击引发爆燃行为影响显著。从靶前火焰特征看，随碰撞速度提高，碰撞过程火光强度逐渐增强。从测试罐内活性毁伤材料反应程度看，碰撞速度提高，火焰持续时间增加，参与反应的活性材料质量增加。

图1.8　活性弹丸以712 m/s速度碰撞引发爆燃行为高速摄影

图1.9　活性弹丸以1 309 m/s速度碰撞引发爆燃行为高速摄影

典型准静态爆燃压力曲线主要由上升段和下降段组成。上升阶段，活性毁伤材料在罐内发生剧烈爆燃反应，时间尺度一般在数十毫秒内。在爆燃反应产生压力与泄压效应达到平衡状态后，测试罐内准静态超压达到峰值。随后，活性毁伤材料反应释能减少，压力开始下降，时间尺度可达数百毫秒。

实验获得的不同碰撞速度下活性毁伤材料爆燃压力时程曲线如图1.1 0所示，图中从（a）到（e）碰撞 速 度 逐 步 提高，具 体 影响特 性 如图1.1 1～图1.1 2所示。迎弹面靶厚度为3 mm时，随碰撞速度提高，超压峰值逐渐增大，速度为1 608 m/s时，罐内超压峰值约0.28 MPa。与此同时，随碰撞速度提高，正压上升时间和正压持续时间整体呈增加趋势。从机理上分析，随碰撞速度增大，活性弹丸在碰撞和侵彻过程中碎裂和激活长度增加，靶后发生爆燃反应的活性毁伤材料质量增多，导致测试罐内压力升高及正压持续时间延长。

图1.10　不同碰撞速度下压力时程曲线

图1.10　不同碰撞速度下压力时程曲线（续）

图1.11　不同碰撞速度下峰值超压和正压上升时间

图1.11　不同碰撞速度下峰值超压和正压上升时间（续）

图1.12　不同碰撞速度下正压持续时间

2.靶板厚度影响

靶板厚度对弹靶作用过程中波的相互作用有显著影响，从而影响活性毁伤材料碰撞引发化学能释放行为。密度为7.7 g/cm3的活性弹丸碰撞不同厚度铝靶引发化学能释放行为高速摄影如图1.13～图1.15所示。可以看出，碰撞速度基本相同，活性弹丸碰撞3种厚度铝板时碰撞起爆反应行为存在不同。从碰撞和侵彻过程靶前火焰特征看，当靶板厚度为3 mm时，靶前火焰亮度小，说明在碰撞和侵彻过程中靶前发生爆燃化学反应的活性材料少；当靶板厚度为6 mm时，火焰亮度增强；当靶板厚度为10 mm时，靶前火焰亮度最高，说明靶前发生爆燃反应活性材料最多。从密闭测试罐内活性毁伤材料爆燃反应看，活性弹丸贯穿铝板后在测试罐内发生剧烈爆燃反应，产生耀眼白光并释放大量化学能，造成罐体内压力上升。当弹丸碰撞6 mm和10 mm厚铝板时，在t=150 μs时仍可观测到明显的火焰从穿孔喷出。由此可见，在碰撞速度相同条件下，活性弹丸靶前反应量和罐内反应程度显著受铝板厚度影响。

图1.13　活性弹丸碰撞3 mm迎弹面靶冲击引发行为(www.xing528.com)

图1.14　活性弹丸碰撞6 mm迎弹面靶冲击引发行为

图1.15　活性弹丸碰撞10 mm迎弹面靶冲击引发行为

活性弹丸穿透6 mm和10 mm厚铝靶后爆燃压力曲线如图1.16～图1.17所示，靶板厚度对活性毁伤材料爆燃压力影响特性如图1.18～图1.20所示。碰撞速度基本相同下，比较贯穿6 mm和10 mm厚铝板，活性弹丸贯穿6 mm厚铝板产生的压力峰值更高。特别地，当活性弹丸以1 508 m/s速度贯穿6 mm厚铝板时，在测试罐内的超压峰值可达0.35 MPa。

图1.16　不同速度碰撞6 mm迎弹面靶压力时程曲线

图1.16　不同速度碰撞6 mm迎弹面靶压力时程曲线（续）

图1.17　不同速度碰撞10 mm迎弹面靶压力时程曲线

图1.17　不同速度碰撞10 mm迎弹面靶压力时程曲线（续）

图1.17　不同速度碰撞10 mm迎弹面靶压力时程曲线（续）

图1.18　靶板厚度对压力峰值影响

本质上讲，靶后爆燃压力主要取决于碰撞引发的活性弹丸激活率和贯穿铝板前活性弹丸反应量。在碰撞速度相同条件下，铝板太薄会造成靶板背面稀疏波效应明显，导致活性弹丸激活率低；铝板太厚会导致活性弹丸贯穿铝板前反应量增加，二者都会影响活性弹丸靶后爆燃压力。也就是说，在给定碰撞速度条件下，存在某一合适的铝板厚度，使得活性弹丸靶后爆燃压力效应最为显著。这就可以解释实验中超压峰值随靶板厚度变化的规律，即活性弹丸以相同速度碰撞6 mm厚铝板在测试罐内产生的爆燃压力峰值较碰撞3 mm和10 mm厚铝板要大得多。从爆燃压力来看，当活性弹丸碰撞铝板时，一方面，活性弹丸激活率随碰撞速度增加而逐渐增大；另一方面，贯穿靶板前活性毁伤材料反应量随碰撞速度增加而逐渐减少，从而导致测试罐内发生爆燃反应活性毁伤材料质量增加，表现为测试罐内超压增大。

图1.19　靶板厚度对正压上升时间影响

从压力作用时间来看，活性弹丸碰撞6 mm厚靶板时，碰撞速度从709 m/s增加至1 508 m/s，压力上升时间从10.1 ms提高至14.6 ms，这与碰撞3 mm厚靶板类似，碰撞速度的提高导致活性弹丸激活质量增加，随之反应所需时间增长。然而，在碰撞10 mm厚靶板时，除碰撞速度为1 302 m/s时压力上升时间偏高外，压力上升时间随碰撞速度增加呈逐渐降低趋势。从机理上分析，靶板厚度足够时，靶板背面的反射稀疏波无法“追赶上”活性弹丸内的冲击波，且当碰撞速度足够时，初始冲击波足以激活整个活性弹丸。这种情况下，随着碰撞速度增大，活性弹丸激活质量不再增加，但碎裂程度提高、反应速率加快，反应完全所需时间减少，最终导致压力上升时间有所降低。

图1.20　靶板厚度对爆燃正压持续时间影响