侵彻效应不仅与侵彻体结构相关,还显著受弹靶作用条件和靶板特性的影响。按侵彻体速度,侵彻效应可分为低速侵彻效应、高速侵彻效应和超高速侵彻效应;按侵彻体与目标碰撞角度,侵彻效应可分为正侵彻效应和斜侵彻效应;按目标类型,侵彻效应可分为装甲类目标(如坦克、步战车、武装直升机、舰船等)侵彻效应、混凝土类目标(如地下深层工程、碉堡、机库、大桥大坝等)侵彻效应和特种效应类目标(如航空炸弹、导弹战斗部、飞机油箱等)侵彻效应。
1.装甲类目标侵彻效应
典型穿甲弹丸对装甲类目标的侵彻效应如图1.1所示。当弹丸速度较低时,只能在靶板上形成一个与弹头形状相近的浅坑,同时在靶板背面形成鼓包,大小和形状与弹丸头部形状及碰撞速度相关,如图1.1(a)所示。当弹丸速度较高时,可在靶板上形成与弹丸直径相近的穿孔,同时在穿透装甲后,还可依靠剩余动能和装甲崩落碎片杀伤装甲内目标,如图1.1(b)所示。
图1.1 典型穿甲弹丸对装甲目标的侵彻效应
主战坦克和轻型装甲车辆是最为典型的装甲类目标,作为现代陆上作战的主要武器装备,具有火力强、机动性高、防护强等特点,特别是随着装甲防护技术的不断发展,从均质装甲逐步发展出了复合装甲、贫铀装甲、反应装甲、主动防护装甲等装甲类型,如图1.2所示,大幅提升了装甲类目标的抗毁伤能力,对反装甲弹药战斗部发展提出了严峻挑战。
图1.2 典型防护装甲结构
随着装甲目标防护能力的不断提升,穿甲弹药的穿甲能力也不断加强,从最初的尖头穿甲弹逐步发展出了钝头穿甲弹、半穿甲弹、次口径穿甲弹以及脱壳穿甲弹等,如图1.3所示。脱壳穿甲弹,特别是尾翼稳定脱壳穿甲弹的发展,大幅提升了对装甲目标的侵彻能力。尾翼稳定脱壳穿甲弹主要由穿甲弹芯和弹托组成,弹托与发射平台口径相适应,多设计为马鞍形,在火药压力作用下带动次口径穿甲弹芯获得高初速,并在出炮口后通过气动作用脱落分离,典型脱壳穿甲弹弹托分离过程如图1.4所示。为提高穿甲能力,穿甲弹芯通常设计为大长径比长杆形,口径远小于发射平台口径,以获得更多动能,材料多采用高密度钨合金或贫铀合金,以实现对防护装甲的高效侵彻毁伤。如图1.5所示。
图1.3 典型穿甲弹药类型
图1.4 典型脱壳穿甲弹弹托分离过程
图1.5 穿甲弹侵彻过程
2.混凝土类目标侵彻效应
典型穿甲弹丸对混凝土类目标侵彻效应如图1.6所示。当穿甲弹丸速度较低时,仅能在靶板上形成漏斗形浅坑,并在混凝土面层形成崩落区,崩落区形状和大小与弹丸头部形状及碰撞速度有关,且不会在靶板背面形成隆起,如图1.6(a)所示。而当穿甲弹丸速度较高时,可在靶板上形成直径远大于弹丸直径的穿孔,并在靶板前后形成崩落区,如图1.6(b)所示。(www.daowen.com)
图1.6 典型穿甲弹丸对混凝土类目标侵彻效应
典型的混凝土/钢筋混凝土类目标,如军用机库、机场跑道、地下深层工事等,是现代战争中的高价值目标,特点是目标大、易被发现和攻击,但防护强,致命毁伤困难。典型反混凝土目标侵彻弹药,如美国联合空面防区外导弹(JASSM)、德国“金牛座”导弹,如图1.7所示。战斗部类型通常采用侵爆战斗部,结构如图1.8(a)所示。作用混凝土类目标过程中,其首先利用自身动能穿透混凝土或侵入混凝土内部一定位置/层数后发生爆炸,利用爆炸产生高温高压对目标内部造成毁伤,作用过程如图1.8(b)所示。
图1.7 典型反混凝土目标侵彻弹药
3.特种效应类目标侵彻效应
油箱和导弹战斗部是最为典型的特种效应类目标,主要为武器装备提供运动和爆炸驱动能量来源,搭载于各类飞机、巡航导弹等,具有机动性强、防护弱、可爆燃性强等特点,是防空反导作战中打击的首要目标。
图1.8 侵爆战斗部结构及其作用过程
典型侵彻弹丸对油箱目标的侵彻效应如图1.9所示。当弹丸低速侵彻油箱时,仅能贯穿油箱壁面,在油箱壁面形成与弹丸直径相近的机械穿孔,增大油箱内压,导致燃油喷出,但无法引燃燃油,如图1.9(a)所示。当弹丸高速撞击油箱时,可导致油箱结构解体,使燃油持续燃烧,有效摧毁油箱,并对燃油载具如飞机、装甲车等造成有效毁伤,如图1.9(b)所示。
图1.9 典型侵彻弹丸对油箱目标的侵彻效应
典型防空反导型侵彻弹药如美国30 mm侵爆穿甲弹、瑞士易碎穿甲弹(FAPDS)等,典型结构如图1.10所示,易碎穿甲弹作用目标过程如图1.11所示。面对飞机导弹等高速目标,这类侵彻弹药具有高射速、高初速等特点,命中目标概率高,通过击穿目标防护结构,引燃燃油或引爆装药。
图1.10 典型防空侵彻弹药结构
图1.11 易碎穿甲弹作用目标过程
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