杀伤作用对于自动武器弹药来说,主要是指杀伤生动目标,普通枪弹靠弹头的动能杀伤生动目标;杀伤榴弹靠弹丸爆炸后,弹丸壳体形成的高速破片杀伤生动目标。
当榴弹的引信起爆后,位于引信附近的炸药在接收了引信的起爆能量以后,开始产生物理化学反应,即炸药由原来固体状态迅速分解为高温高压的气态产物。这些产物的巨大压力和冲量作用在弹体壳壁上,使弹壁变形。同时,也作用在与之相邻的尚未反应的固态炸药上,使之进一步产生连锁反应。因此,某一瞬间,在正在反应的炸药(爆轰产物)与尚未反应的原有固态炸药之间存在着一个界面,这个界面称为爆轰波阵面。该阵面以7~8 km/s的速度向未反应区推进,直至弹体内全部炸药爆轰完毕。
随着爆轰波的传播,弹体在爆轰产物的作用下,承受很大压力,并开始变形。当变形达到一定程度时,弹体内部最薄弱环节处出现裂纹。弹体出现裂纹后,爆炸产物即通过裂缝向外流动,作用于弹体内表面的压力迅速下降。裂纹继续扩展,并彼此相交,使弹体破裂,形成破片,破片以一定速度向四周飞散。弹体从变形开始至破裂,需要一定的时间。对于较短的弹体,炸药全部爆轰完一定时间后,弹体才发生破裂;对于很长的弹体,炸药尚未爆轰完毕,弹体的起爆端即可能发生破裂。
由于弹体在膨胀过程中获得了很高的变形速度,故弹体所形成的破片速度很高。此后,当破片飞散时,在爆轰产物压力的作用下略有加速。飞散过程中,破片所受的空气阻力很快和爆轰产物的作用力相互平衡,破片速度达到最大值,这就是破片的初速。根据弹体的材料、炸药的形成方式和质量,破片初速一般在600~1 500 m/s的范围内变动,达到初速的位置一般为距爆炸中心2~3倍口径。
图4.1.1所示为20 mm榴弹爆炸过程的X射线照片。它由起爆到爆轰结束约经10μs,起爆25μs后,弹体膨胀到2倍口径以上,此时弹体出现裂缝;约在54μs时,弹体全部形成破片,破片以1 000 m/s以上的速度向四周飞散。
图4.1.1 20 mm榴弹爆炸过程的X射线照片(www.daowen.com)
(a)爆轰波到达弹底部;(b)到达弹底部后16μs(c)到达弹底部后25μs;(d)到达弹底部后54μs
由闪光X射线照片及试验结果分析,弹体的爆炸过程具有以下特点:
①由炸药装药起爆至爆轰结束所经过的时间,与弹体开始变形至全部破裂成破片所经过的时间相比较短,可认为爆轰是瞬时完成的;
②在爆炸过程中,弹体要承受很大的冲击压力,弹体金属承受的冲击压力远远超过其在静载时的强度;
③整体式弹体爆炸后,部分弹体金属被粉碎成极小的粉状碎粒,大部分弹体则形成不同质量和不同形状的破片。
弹丸爆炸后所形成的大量高速破片向四周飞散,形成了一个破片作用场,位于作用场内的目标就有可能被毁伤,这就涉及杀伤榴弹的威力问题。地面杀伤榴弹主要是对付集群人员目标,它的威力以指标“杀伤面积”来衡量。由于检验方式的不同,杀伤面积的具体含义也就不同,具有代表性的有两种,即扇形靶方法和球形靶方法,目前更倾向于采用后者。
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