活性弹丸对双层靶的毁伤效应

活性弹丸对双层间隔靶典型毁伤效应如图3.36所示，从图中可以看出，弹丸贯穿迎弹靶后与后效靶作用，迎弹靶穿孔近似圆形，毁伤面积较小；由于活性毁伤材料爆燃反应，后效靶面可观察到显著黑色反应残留，同时，因弹靶作用条件差异，后效靶破坏模式及毁伤面积截然不同。

图3.36　双层间隔靶典型毁伤效应

不失一般性，为分析双层间隔靶毁伤效应，可将铝靶毁伤区域近似等效为圆形或矩形，如图3.37所示。通过统计实验结果，规则迎弹靶穿孔可近似为圆形，后效靶毁伤区域可近似为矩形。据此所得活性弹丸碰撞不同厚度间隔铝实验迎弹靶及后效靶毁伤效应参数列于表3.7。

图3.37　毁伤面积等效方法

从表3.7中可以看出，活性弹丸以716～948 m/s速度碰撞3 mm/3 mm双层间隔铝靶时，迎弹靶穿孔尺寸几乎不随碰撞速度增加而变化，平均约为1.19倍弹丸直径；后效靶穿孔尺寸随碰撞速度提高呈增大趋势，最大毁伤面积约为66.3倍弹丸截面积。后效靶厚度不变，增大迎弹靶厚度时，活性弹丸以712～951 m/s速度碰撞6 mm/3 mm双层间隔铝靶，与迎弹靶厚3 mm相比，碰撞6 mm厚迎弹靶形成的穿孔更大，平均穿孔直径约为1.28倍弹丸直径；随碰撞速度增大，后效靶穿孔尺寸增大，最大毁伤面积约为29.5倍弹丸截面积。活性弹丸以715～949 m/s速度碰撞6 mm/6 mm双层间隔铝靶时，迎弹靶平均穿孔直径约为1.28倍弹丸直径；碰撞速度低于882 m/s时，后效靶未被贯穿，碰撞速度高于949 m/s后，后效靶穿孔直径约13.6 mm。

表3.7　活性弹丸碰撞双层间隔靶毁伤参数(www.xing528.com)

从表3.7中还可观察到，给定双层间隔铝靶厚度条件下，随碰撞速度增加，后效靶穿孔尺寸逐渐增大，表明活性弹丸对靶后目标的毁伤效应随碰撞速度提高而增强。对比3 mm/3 mm和6 mm/3 mm结构靶毁伤效应，在弹丸碰撞速度一定条件下，迎弹靶厚度从3 mm增加至6 mm，后效靶穿孔尺寸随之减小，表明活性弹丸靶后毁伤能力随迎弹靶厚度增加而降低。对比6 mm/3 mm和6 mm/6 mm双层间隔铝靶毁伤结果，给定迎弹靶厚度和弹丸碰撞速度时，后效靶厚度从3 mm增至6 mm时，毁伤程度显著降低，甚至仅产生裂纹或凹坑。

活性弹丸碰撞不同厚度双层间隔铝靶过程的高速摄影如图3.38所示。从图中可以看出，活性弹丸以一定速度碰撞双层间隔铝靶时，被激活并发生化学反应，且剧烈程度显著受靶板厚度影响，主要表现为火光持续时间、扩展形态等的差异。从火光持续时间看，侵彻6 mm/6 mm靶时火焰持续时间最长，t=90 ms时依然可观察到明亮火光；侵彻3 mm/3 mm靶时，火焰持续时间最短，t=34 ms时火光即开始变弱。从t=10 ms时刻火焰形态看，活性弹丸侵彻3 mm/3 mm靶时火焰沿靶面方向扩展行为最弱、火焰亮度最低；活性弹丸侵彻6 mm/6 mm靶时火焰扩展范围最大、亮度最高。实验结果表明，当活性弹丸碰撞速度约为880 m/s时，侵彻6 mm/6 mm靶条件下活性弹丸化学反应最为剧烈，而侵彻3 mm/3 mm靶条件下活性弹丸化学反应相对较弱。

图3.38　活性弹丸碰撞双层间隔铝靶高速摄影

在机理方面，活性弹丸侵彻双层间隔铝靶体现了动能与化学能的联合毁伤作用。根据弹靶作用力学行为，活性弹丸动能侵彻过程中，激活长度取决于冲击波衰减效应和反射稀疏波卸载效应。活性弹丸以约880 m/s速度碰撞3 mm或6 mm迎弹靶时，活性弹丸并未被完全激活，在碰撞速度基本相同条件下，当迎弹靶厚度从3 mm增加至6 mm时，靶板背面反射稀疏波追赶卸载效应延迟，致使活性弹丸激活长度增加，提高了活性材料爆燃反应率和反应强度，从而使得碰撞6 mm/6 mm靶时火焰持续时间最长、亮度最高。