1.侵彻增强模型

相比于传统侵彻型战斗部，活性毁伤增强侵彻战斗部侵彻性能更佳，极限侵彻厚度增加。为分析活性毁伤侵彻战斗部侵彻增强效应，对活性毁伤侵彻战斗部极限侵彻速度进行分析。但实际弹靶作用过程涉及高瞬态动力学响应过程，机理复杂；战斗部结构、弹靶作用条件等因素均对侵彻过程产生较大影响。

为便于分析，做如下假设。

（1）靶板材料均匀，侵彻过程中靶板抗力不变。

（2）不考虑战斗部变形，旋转及偏转运动。

根据能量守恒，弹靶作用过程可表述为

式中，Ek0为战斗部动能，Ec为战斗部化学能，ε为从战斗部着靶至侵彻结束时的行程，F为侵彻过程平均抗力，x为战斗部在靶板中位移。

当战斗部以极限速度侵彻靶板时，战斗部全部能量均用以克服靶板抗力做功，战斗部及靶板速度均为零。假设抗力做功与靶板弹坑容积、靶板厚度h0和战斗部直径d之比的若干次方成正比，则式（5.28）可表示为

式中，m为战斗部质量：vb为极限侵彻速度；K为比例系数，由靶板几何特性决定，一般取2 200～2 600；n为系数，通常取n=0.5。基于上述侵彻极限速度分析模型，活性战斗部侵彻厚h0靶板弹道极限速度可表述为

传统战斗部作用同样材料厚度靶板，其侵彻极限速度则可表述为

根据式（5.30）和式（5.31）可以看出，在活性芯体化学能作用下，侵彻同样材质厚度靶板时，活性侵彻战斗部对应的极限速度更小，即战斗部侵彻能力增强。根据上述侵彻增强理论模型，极限侵彻速度随释放化学能变化典型规律如图5.48所示。从图5.48中可以看出，随着活性战斗部释放的化学能能量增加，战斗部对同一目标的极限侵彻速度不断减小，活性战斗部侵彻能力不断提高。

图5.48　典型侵彻增强效应

2.碎石杀伤增强模型

活性毁伤增强侵彻战斗部作用碉堡类厚混凝土目标、侵彻至靶板内部一定深度时，活性芯体在半密闭侵孔内爆燃，产生爆燃超压，混凝土靶板碎石被抛掷，形成碎石飞散场对靶后人员及仪器设备进行有效杀伤。(www.daowen.com)

混凝土靶板抛掷飞散场如图5.49所示，其中O为坐标原点，在柱坐标系下对被抛掷混凝土进行分析，将被抛掷部分近似考虑为圆台。不考虑作用过程中热量消耗及靶板碎裂消耗的能量，则弹靶体系中能量转换可表述为

式中，Ek0为战斗部初始动能；Ec为活性芯体释放的化学能；Epk为战斗部剩余动能Etk为飞散碎石的整体动能。根据动能定理，战斗部侵彻至ε时剩余速度vp（ε）和战斗部剩余动能Epk可分别表述为

考虑仅战斗部直接碰撞靶板过程动能作用，根据界面质量连续定理，战斗部头部粒子速度与靶板接触面粒子速度相等，则vk（0，0，0）=vpk（ε），且只有沿战斗部轴向速度（即z方向）。基于应力波在自由界面传播规律，靶板背部粒子速度vk（0，0，h-ε）=2vk（0，0，0）。假设沿战斗部入射轴线方向靶板各微元速度线性分布，则轴线上各微元速度vk（0，0，z）可表述为

图5.49　混凝土靶板抛掷飞散场

靶板背部呈现类似抛掷漏斗破坏形貌，抛掷漏斗任意z平面内粒子速度沿半径r方向分布可表述为

式中，vk（0，0，z）为坐标（0，0，z）处微元速度；r为粒子与入射轴线距离；ra为靶板背部漏斗坑半径；k为体现靶板材料性能相关系数。

考虑化学能作用时，假设爆燃超压p在侵孔内均匀分布并垂直作用于侵孔内壁面，根据应力波传播规律，靶板内各典型微元速度可表述为

式中，ρ为靶板密度；C为靶板声速。碎石微元速度v（r，θ，z）则为动能和化学能分别作用下靶板微元速度的矢量叠加，可表述为

从形成碎石的靶板速度分布看，碎石动能可表述为

v（r，θ，z）绝对值和方向均为ra函数，联立式（5.40）和式（5.42），靶板背面抛掷漏斗半径ra可求得，则被抛掷部分碎石速度可表述为

式中，vr、vz分别为各碎石微元速度沿半径方向和轴线方向分速度，γ为飞散方向。根据几何函数关系，被抛掷部分圆台底角α可表述为

式中，r（ε）为战斗部侵彻深度ε处侵孔半径。碎石飞散角β由碎石各微元速度矢量方向直接决定，分析可知，坐标（ra，θ，h-ε）处碎石微元速度方向角最大，可表述为

从碎石飞散场特征描述可以看出，相比于传统战斗部作用混凝土靶板所形成的碎石飞散场，活性战斗部作用时，靶后碎石沿入射轴线和侧向飞散速度均提高，碎石作用方向角也增大。碎石飞散场速度增加，方向角增大，有效提高了碎石对靶后目标的杀伤能力和扩大了杀伤范围，显著提高战斗部毁伤威力。