终点弹道学

弹道学的组成部分，研究弹丸或榴弹破片着靶和入靶过程中弹、靶的变形和弹丸的运动规律。从力学效应的角度看，终点弹道效应有两类：高速弹丸或破片、聚能射流等对靶的穿甲和破甲效应；炸药爆炸在空气中产生的冲击波(即激波)或弹丸撞击靶后在靶内引起的冲击波对靶的破坏效应。不同弹种有不同的终点弹道效应，主要有：①动能穿甲弹的穿甲效应；②聚能破甲弹的破甲效应，包括聚能射流的形成及其对靶的破甲效应；③碎甲弹的碎甲效应；④弹丸和榴弹破片的杀伤破坏效应；⑤爆破弹的冲击波破坏效应等。①和②两种效应统称为侵彻效应。终点弹道学主要为弹丸和战斗部的威力设计服务，也为装甲防护、防御工事和引信等的设计服务。

穿甲效应  是一种侵彻效应。穿甲弹以高速撞击目标时，会产生很高的压力，使目标和弹体同时发生变形，造成破坏，弹体挤压目标材料形成弹孔或贯穿目标。侵彻过程和破坏效果同弹丸的材料力学性质、结构、着速、着角、目标的材料力学性质和结构等有关。榴弹穿入土壤、砖石和混凝土工事也是一种侵彻效应。穿甲弹的破坏对象主要是活动的坦克、装甲车辆和舰艇。因装甲厚度及其机械性质的不同，装甲的穿孔形式一般分为冲塞式、开花式、延性扩孔式和破碎式四种。穿孔孔径一般稍大于弹径。二十年来，坦克装甲的防护能力大有改善，装甲增厚，前装甲的坡度变小，促使穿甲弹的结构发生重大的改革，出现新的杆式脱壳穿甲弹，速度从1千米/秒以下增至1.7千米/秒以上；长径比从 4以下增至15以上；采用钨等高密度的弹体材料代替合金钢。由于长径比增大和弹速增大，增加了转动惯量，从而减少了侵彻时间，弹体就更容易钻进小坡度靶面的装甲内部而不易发生跳弹；加上弹体材料的密度增大，就使单位截面靶面所接受的弹体动能显著增加，导致撞击压力成倍增长，从而大大提高穿甲效果，穿甲深度可达一般穿甲弹的1.7倍以上。图1表示杆式脱壳穿甲弹倾斜着甲(倾角30°)时的典型穿孔形状。近年采用流体弹塑性体模型，发展出一种数值模拟方法，对穿甲过程有了更深刻的认识。现在坦克装甲广泛采用复合装甲和间隙装甲，抗弹能力显著增大，给终点弹道学提出新的课题。

杆式脱壳穿甲弹的穿孔形状

破甲效应  破甲战斗部爆炸后形成的高速射流同装甲目标作用的效果。按照弹道学的观点，破甲作用涉及全弹道学的内容。从战斗部装药的起爆、爆轰、药型罩的加速，直到射流的形成，属于内弹道学问题；射流在空气中的运动和断裂，属于外弹道学问题；射流同装甲目标的作用过程则属于终点弹道学问题。射流性态特殊，在理论上可按流体处理，从头部至尾部，速度逐渐衰减，头部速度高达7.6～9千米/秒以上，尾部速度在2千米/秒以下，基本上呈线性分布。射流依靠动能产生破甲作用，但射流断面上的能量密度远大于同口径的低速穿甲弹，破甲深度可达弹径的6～7倍，然而射流的后效作用小于杆式脱壳穿甲弹。穿孔形状见图2。由聚能破甲弹派生出来的自锻破片装药(又称大锥角聚能装药)爆炸后形成自锻破片，速度达2～3.5千米/秒，也可产生破甲效应。

破甲战斗部射流的穿孔形状

第二次世界大战期间，G.I.泰勒等人建立了破甲的不可压缩流体理论，给出了计算射流速度和直径的公式以及射流速度同孔底侵彻速度之间的关系，直到现在仍然是一些主要国家设计反坦克武器和装甲的理论依据。近年来发展出流体弹塑性体的有关模型和理论，进一步研究了材料的强度效应。复合装甲和间隙装甲的出现增加了破甲过程的复杂性，成为终点弹道学研究的新课题。

碎甲效应  碎甲战斗部在接触装甲以后，通过爆炸作用直接破坏装甲目标。碎甲战斗部在装甲表面上爆炸时，从接触面开始向装甲中传播强压缩应力波，此波到达装甲背面时，相应地反射一个拉伸应力波，压缩波与拉伸波发生干扰，形成拉应力。根据积累破坏准则，在接近装甲背面某处发生层裂效应，所形成的碟形破片可重达数公斤，飞散速度可达每秒数百米。在连续的层裂效应中，所形成的破片线度和厚度愈来愈小。一般应用流体力学理论研究碎甲作用问题。理论分析和实验证明，碎甲战斗部作用于复合装甲或间隙装甲时往往不能产生层裂效应。

破片效应和爆炸冲击波效应  破片效应指杀伤战斗部爆炸后形成的破片与有生力量或轻装甲目标的作用效果。破片可分为自然破片、预制破片和半预制破片。破片作用过程也涉及全弹道学的内容，战斗部装药的起爆、爆轰以及破片的加速过程，涉及内弹道学问题；在空气阻力和重力作用下，破片的运动规律、作用范围和杀伤面积属于外弹道学问题；破片与有生力量或轻装甲的直接作用则属于终点弹道学问题。杀伤战斗部爆炸和破片加速过程见图 3，破片与有生力量作用的终点弹道学有时称为创伤弹道学。爆炸冲击波的作用就是爆破战斗部产生的终点效应，随周围介质的不同，可分为空气冲击波和水中冲击波。杀伤战斗部也可形成爆炸冲击波，但其作用居次要地位。

杀伤战斗部爆炸过程