破片结构和靶标结构的分析介绍

9.2.1.1　弹、靶结构

1.破片结构

反导用杀伤弹药通常采用方形预制/半预制破片结构，对于反坦克导弹类薄壳装药结构，参考马晓飞［341，342］（2009，2010）的试验方法，设计等截面积圆柱形破片结构进行试验。选用45钢为破片材料，破片具体结构参数列于表9.1中。

表9.1　试验用破片结构

2.靶标结构

装药量的多少及周围约束条件对装药起爆/起燃成长过程具有不可忽视影响。圆柱形战斗部结构沿径向不同位置处装药厚度不同，破片高速冲击下化学反应初期成长过程也有所差别。虽然多数情况下装药的化学反应最终仍可发展为定常爆轰行为，但因装药厚度有限，致使装药化学反应减弱或终止的情况也多有发生。因此，突出装药燃烧、爆炸等响应的初期现象，兼顾试验的可操作性和安全性，选用小当量柱面结构模拟战斗部装药，进行试验用靶标结构设计。

试验用装药靶标结构形状为：φ80 mm×80 mm圆柱体1/4，圆柱曲面为靶标正面，装药外为3 mm厚壳体，壳体材料为2024-T4铝和35CrMnSi钢（未热处理）；装药背面为4 mm厚验证板，验证板材料为45钢，在装药和验证板之间夹一层厚衬纸，以检验装药是否发生燃烧反应，装药两端为5 mm厚端盖，端盖材料为2024-T4铝，整个靶标共分为5个部分，通过φ6 mm螺栓螺母将其连为一体，具体结构如图9.1所示。因撞击条件下炸药的快速反应与否和撞击感度相关，为了增加试验结果的适用范围，模拟战斗部靶标装药材料选用冲击感度相对较低的Comp.B（RDX/TNT＝60/40）炸药［343］，装药方式选为注装。所设计试验靶标的具体结构及装药参数列于表9.2中。

图9.1　模拟战斗部靶标结构

（a）靶标结构正视图；（b）靶标结构剖面图

表9.2　靶标装药及结构参数

9.2.1.2　试验布置

破片撞击柱面薄壳装药靶标的试验布置与6.3.1.1节的相似。试验中因圆柱形破片空中飞行过程中易发生翻滚，在不影响测试的前提下，尽可能缩短弹道枪枪口距靶架中心的距离，本试验设置枪口距靶架距离为3.0 m。在垂直于靶架一侧10 m外的掩体内放置高速录像仪（型号：FASTCAM SA4）一台，用于捕获靶标的爆炸/燃烧响应现象。试验布置示意如图9.2所示。试验用破片及悬挂靶标如图9.3所示。

图9.2　试验布置示意(www.xing528.com)

图9.3　试验用破片及靶标

（a）弹托；（b）破片；（c）12.7 mm药筒；（d）全弹整装；（e）靶标

9.2.1.3　试验方法

进行圆柱形钢质破片对（2024-T4铝、35CrMnSi钢（未热处理））两种材质壳体靶标的撞击试验。试验中，破片的着靶速度分（1 000±25）m/s、（1 250±25）m/s和（1 500±25）m/s这3组。每种壳体材料靶标、每组着靶速度各获得5发有效试验数据，共需2×3×5＝30发有效试验数据。通过观察破片撞击过程高速录像图片及破片撞击后的靶标状态、装药残渣和验证板破坏情况，综合判定壳内装药是否发生反应和反应形式。参考马晓飞［343］（2009）和于宪峰［344］（1997）试验研究中装药响应分类方法，采用以下3种形式描述靶标的响应现象：

1.机械响应（未燃/未爆）

①破片撞击过程中有少量白烟，无大量（黑色）烟雾，火光较弱且时间较短，无爆炸声响。

②破片撞击后，壳体发生机械性穿孔破坏，钢质壳体和验证板均无整体性变形弯曲或断裂破坏，铝质壳体无整体性破碎。

③炸药整体破碎，沿着壳体开裂，缝隙有喷溅现象，但均成淡黄色，未发生任何燃烧反应迹象。

2.燃烧/局部爆炸响应

①破片撞击过程中，可观测到大量（黑色）烟雾，伴随大范围的（红色）火光和一定的爆炸声响。

②破片撞击后，壳体被穿透，仍表现为机械性穿孔破坏，壳体或验证板散落在靶标附近的地面上，有整体性变形弯曲或断裂破坏。

③炸药破碎，在某些炸药碎块上可观察到发生过燃烧反应的灰褐色痕迹，衬纸有烧蚀痕迹，壳体有被熏黑迹象。

3.整体爆炸响应

①破片撞击过程中，伴随（白炙色）剧烈火光的大量（黑色）浓烟，能听到巨大的爆炸声响。

②破片撞击后，壳体及验证板整体破碎，靶标附近地面无任何壳体残体，靶标上螺丝等部件散落在很远处。

③地面上无任何散落的炸药残渣。