[发明专利]一种获取刚性弹体弹速与侵彻深度关系的试验方法

说明书

本发明属于终点弹道效能试验技术，具体涉及一种获取刚性弹体弹速与侵彻深度关系的试验方法。该方法属于一种理论与实验相结合的预测方法，基于动态空腔膨胀理论，结合牛顿第二定律得到侵彻深度与弹体速度关系式，将难以直接获取的参量和未知常数进行整合，得到弹体侵彻深度与速度的新关系式，通过2发弹体侵彻深度与弹速的试验数据建立联立方程组求解，最终给出确定的弹速与侵彻深度关系。该方法在仅知道3个易测弹靶参数和进行少量(不少于2发)弹靶试验的前提下，即可获得预测刚性弹体侵彻深度与弹速的关系，大大降低了试验量和试验成本，并且该方法对于金属、混凝土、高聚物等不同材料具有普遍适用性。

技术领域

本发明属于终点弹道效能试验技术，具体涉及一种获取刚性弹体弹速与侵彻深度关系的试验方法。

背景技术

弹体对金属、混凝土、岩石等介质的侵彻毁伤是武器装备、工程及装甲防护领域的重要研究内容，是武器装备打击能力和防御能力提升必须解决的关键问题。刚性弹是指在侵彻靶板过程中不发生变形和质量损失或变形程度和质量损失很小的弹体。在常规弹速范围内，具有较高强度的金属弹体对低强度金属、混凝土、岩石及高分子材料的侵彻过程可认定为是刚性弹侵彻过程。

刚性弹在不同弹速下对各种介质的侵彻深度是国防领域的重要研究内容。对于刚性弹侵彻的弹速与侵彻深度关系，现有技术通常采用理论分析、经验公式、半经验公式等技术方案。理论分析法通常比较复杂，对技术人员理论水平和数学计算能力要求较高，工程应用不方便，并且理论方法中通常涉及了需要人工确定的经验参数，否则准确性不足；经验公式法是对试验数据分析基础上直接构建的，是纯经验公式，缺少理论支持，可靠的经验公式不仅需要大量试验数据，并且适用范围较小；半经验公式法是基于理论分析，结合试验数据确定公式中待定系数，然后可以给出侵彻深度与弹速的半经验公式。

半经验公式法是目前工程应用的常用方法，但实际应用中发现存在以下问题：一是对于不同的金属靶板和混凝土靶板，半经验公式形式不同，不具有通用性；二是半经验公式涉及的弹靶参数、经验系数较多，弹靶参数包括弹体直径和质量、靶板密度、动态压缩强度，经验系数包括拟合参数(不少于3个)、弹头形状系数、弹靶动摩擦系数等，其中除弹体直径、弹体质量和靶板密度可简单测量得到以外，其他参数和系数均需通过试验研究分析或拟合得到。

因此，从现有技术来看，若要获得刚性弹体弹速与侵彻深度良好的映射关系，需要以大量的试验数据作为获取经验常数或待定系数的前提，需要耗费大量的时间、人力及物力资源。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种获取刚性弹体弹速与侵彻深度关系的试验方法，采用本方法，在开展少量弹靶侵彻试验的基础上，即可获取侵彻深度随弹速变化的曲线关系，并且对于金属、混凝土、高聚物等不同类材料具有普遍的适用性。

本发明的目的是这样实现的：基于动态空腔膨胀理论得到侵彻方向上弹头受靶板的侵彻阻力公式：结合牛顿第二定律得到侵彻深度与弹体速度关系式：该式中参量mp(弹体质量)、d_p(弹体直径)、ρ_t(靶板密度)容易测得，将难以直接获取的参量Y_t(靶板动态压缩强度)和未知常数A、B、N₁和N₂进行整合，设定k₁＝AY_tN₁、k₂＝BN₂，进而得到弹体侵彻深度与速度的新关系式(1)：该式中仅有k₁和k₂两个未知参数，因此可通过两发弹体侵彻深度与弹速的试验数据建立联立方程组求解得到k₁和k₂的数值，最终给出确定的弹速与侵彻深度关系。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种获取刚性弹体弹速与侵彻深度关系的试验方法，包括以下步骤：