弹丸特性对性能的影响

1.弹丸密度影响

通过调整组分配比，获得密度分别为7.7 g/cm3、6.7 g/cm3和5.8 g/cm3的活性弹丸。采用弹道枪加载，三种活性弹丸以相近速度碰撞3 mm厚铝靶，在测试罐内产生的爆燃超压曲线如图1.21所示，相关数据列于表1.1。

图1.21　密度对活性弹丸爆燃压力影响

表1.1　不同密度活性弹丸压力特性

从图中可以看出，在碰撞速度近似相等条件下，随活性弹丸密度降低，爆燃压力峰值和压力上升时间随之减小。特别地，密度为5.8 g/cm3的活性弹丸以1 343 m/s速度碰撞3 mm厚靶板，靶后超压上升时间仅为7.5 ms，比密度为7.7 g/cm3的活性弹丸以1 335 m/s速度碰撞相同厚度靶板时降低了48％。随着密度提高，材料内部惰性金属钨颗粒含量增加，相应的活性材料（PTFE和Al）含量降低，也就是说，活性毁伤材料含能量降低了，但实验中爆燃压力却呈增长趋势。这主要因为：一方面，只有尺寸小于某一临界值的活性碎片才能在靶后发生爆燃反应，若碎片尺寸过大，这部分碎片将不会发生爆燃，难以在测试罐内引起瞬时压力上升；另一方面，随着活性毁伤材料内钨含量的增加，材料脆性增加，在高应变率碰撞作用下发生碎裂的程度愈加剧烈，活性碎片平均尺寸变小，也就是说，小尺寸活性碎片质量有所增加，导致爆燃压力增高。

2.弹丸结构影响(www.xing528.com)

对4种不同长径比活性弹丸进行了弹道碰撞实验，在碰撞速度基本相同条件下，得到了4种不同结构活性弹丸贯穿3 mm厚铝板后在测试罐内的爆燃压力曲线，如图1.22所示，相关数据列于表1.2。

图1.22　结构对活性弹丸爆燃压力影响

图1.22　结构对活性弹丸爆燃压力影响（续）

表1.2　结构对活性弹丸压力影响

可以看出，活性弹丸结构对爆燃压力影响显著。质量相同时，长径比为1的活性弹丸较长径比为1.3的弹丸靶后爆燃压力峰值更大。本质上，碰撞过程中活性弹丸激活长度与长径比有关，在质量相同条件下，弹丸长径比越小，受到侧向稀疏波和靶板背面反射稀疏波的作用就越弱，这样就有更多的活性毁伤材料被激活发生反应，从而导致更高的爆燃压力峰值。但长径比不宜过小，否则活性弹丸弹道极限速度会显著增大。带壳弹丸靶后超压效应明显弱于无壳弹丸，带壳弹丸爆燃压力峰值仅为无壳弹丸压力峰值的65％。从机理上分析，一是带壳弹丸中活性毁伤材料质量相对无壳弹丸显著降低，二是带壳弹丸中活性毁伤材料碎裂程度有所降低。但是，弹丸外部壳体可增强活性弹丸强度，有利于提高武器化应用中弹丸的完整率。