考虑刚性弹弹头形状的混凝土（岩石）靶体侵彻深度半理论分析＊

吴 昊，方 秦，龚自明

（1.中国工程物理研究院总体工程研究所，四川 绵阳621900；2.解放军理工大学国防工程学院，江苏 南京210007）

动能弹对混凝土和岩石靶体的冲击破坏效应是防护工程和武器研发领域的研究重点之一。表征靶体破坏效应的最主要参数就是弹体的侵彻深度（弹体侵入靶体的垂直距离）。对于中低速冲击而言（小于900m／s），侵彻深度研究一般基于两点假设：（1）弹体视为刚体，不考虑弹体的变形和质量侵蚀；（2）将弹体对靶体的冲击侵彻过程视为靶体的局部响应，不考虑弹体冲击作用下靶体的整体运动。

预测弹体侵彻深度的计算公式，主要分经验公式和半经验半理论公式两类。经验公式基于对野外原型或缩比模型弹体冲击实验数据拟合得到，常用的针对混凝土靶体的有BRL公式、ACE公式和修正的NDRC公式等［1］，针对岩石靶体的有Young公式、Bernard公式和修正的别列赞（BLZ）公式等［2］。半经验半理论侵彻深度计算的研究中，M.J.Forrestal和D.J.Frew等基于空腔膨胀理论估算弹体侵彻靶体的阻力，进而提出了弹体侵彻深度计算公式Ⅰ［3－4］和Ⅱ［5－7］。X.W.Chen等［8］和 Q.M.Li等［9－10］基于两阶段侵彻模型，采用滑移线场理论得到了靶体开坑区的深度，引入了量纲一弹头形状函数和冲击因子，基于对弹头轮廓曲线方程的定义，进一步将Forrestal公式量纲一化，并能够适用于任意弹头形状。L.X.Qian等［11］引入靶体阻力系数和靶体强度参数，针对截卵形弹头的侵彻问题进行了半理论研究，但上述参数需要大量实验确定，并且只适用于截断部分长度小于弹身长度1／3的情况。……