孟新強，齊曉林，臧守飛，李 寧，趙虎德

(1.空軍工程大學，陜西 西安 710038；2.解放軍94831部隊，浙江 衢州 324001；

航炮在支援地面作戰(zhàn)中有積極的進攻意義，打擊地面裝甲目標是航炮的一項新使命。如何研究與評估航炮武器對地面目標的毀傷效果，成為軍隊與工程技術(shù)人員非常關(guān)注的問題[1]。筆者利用計算機平臺，在等效分析與簡化的前提下，對航炮攻擊地面裝甲目標的毀傷效果進行綜合評定。

1 地面目標的等效性與易損性

等效是指兩個系統(tǒng)在特定環(huán)境下，其所關(guān)注或研究的特性表現(xiàn)出相同的性能，則認為這兩個系統(tǒng)等效。建立等效系統(tǒng)的目的是將復(fù)雜系統(tǒng)進行簡化，使得可以通過試驗的途徑來研究其某方面的性能。

目標的易損性是衡量目標抵御穿甲彈、破片殺傷彈和破甲彈貫穿作用的能力大小。另外，有些情況不能摧毀目標或使之喪失行動能力，但能使目標內(nèi)部部件或人員受到一定程度的損害[2]。

2 示例與分析

本文主要研究彈性模量對復(fù)合裝甲抗彈性能的影響。裝甲材料的性能受很多參數(shù)影響,其中彈性模量E對材料性能的影響尤為突出。裝甲結(jié)構(gòu)的彈性模量不同,其抗彈性能有很大差別。本文以夾層為平板的3層間隙裝甲為例,研究各層彈性模量的變化對抗彈性能的影響。

2.1 建立平板夾層3層間隙裝甲模型

初速為1 800 m/s的高速動能彈撞擊夾層為平板的3層間隙裝甲。高速動能彈為圓柱體,長0.20 m,半徑0.015 m；裝甲板為3層均勻厚度的長方體板,長2.0 m,寬1.0 m,厚0.12 m。材料屬性如表1所示。

表1 材料屬性

為了直觀明了地發(fā)現(xiàn)和對比不同彈性模量的穿甲效果,設(shè)定了不同裝甲板材料配置的6種結(jié)構(gòu)方案,如表2所示。

表2 不同材料配置

2.2 模型分析計算

通過模擬計算,可以得出高速動能彈通過平板夾層3層間隙裝甲方案1～方案6后的末速度v，如表3所示。從末速度對照表可以看出,各層彈性模量E不同的結(jié)構(gòu)方案其抗彈效果是不同的,抗彈性能由高到低依次為:方案5,方案4,方案3,方案6,方案2,方案1。

表3 不同情況下的彈丸末速度

在其他材料屬性一定的情況下可得出以下結(jié)論:

1)等厚度等間隙的裝甲中各層彈性模量不同,對其穿甲彈的穿深速度也不同。在各層材料密度一定的情況下,改變各層的彈性模量,所得裝甲結(jié)構(gòu)對其穿甲彈的穿深速度也相應(yīng)變化。因此彈性模量的大小影響著抗彈性能的好壞[3]。

2)通過上面的分析可以看出,在其他材料屬性一定的情況下,第1層板彈性模量的大小對材料的抗彈性能的好壞起主要作用。隨著第1層板彈性模量的增加,穿甲彈的末速度隨著下降,并且速度變化越來越平緩,這說明結(jié)構(gòu)的抗彈性能越來越好。

3)裝甲結(jié)構(gòu)的抗彈性能隨最后一層板彈性模量的減小而提高。從末速度對照表可以看出,最后一層板彈性模量越小,對穿甲彈的穿深速度越小,速度變化越平緩,結(jié)構(gòu)的抗彈性能越好。

3 地面目標綜合毀傷研究

以航炮武器毀傷綜合評估系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過對地面目標射擊等效模擬，對射擊精度和毀傷效果進行綜合評估。

鑒于地面目標的防護能力較強，假設(shè)使用航炮武器對1 000 m外的目標進行瞄準射擊，不考慮火控系統(tǒng)誤差。針對以下3種不同的等效化復(fù)合裝甲目標，按照易損性強弱程度(基于彈性模量與厚度比的優(yōu)劣)由小到大分別編為目標A、B、C，即fA

表4 對地面目標的毀傷效果

表中，M為平均必需命中發(fā)數(shù)，m為射擊發(fā)數(shù)，P為單發(fā)命中概率，D為毀傷概率。

由上述仿真與數(shù)據(jù)結(jié)果，可得出如下兩點結(jié)論：

1)對于防護能力較弱甚至一般的裝甲目標(如目標A、B)，命中發(fā)數(shù)在5發(fā)以內(nèi)(約彈藥基數(shù)的1/8)即可取得較好的毀傷效果，而對于防護能力特別強的目標(如目標C)，則一般大于5發(fā)以上才能取得較好的毀傷效果[8]；

2)毀傷效果隨著目標的等效易損面積的增大而增大，說明對地射擊時需掌握好射擊進入的角度、航跡與射擊時機。

4 結(jié)束語

在探討彈性模量對抗彈性能影響的基礎(chǔ)上，利用計算機仿真平臺對航炮打擊地面裝甲目標的毀傷能力進行了綜合評定。由研究結(jié)果可以看出，目標的裝甲結(jié)構(gòu)、彈性模量不同，直接影響到抗彈性能，從而關(guān)系到對目標的毀傷效果，這為研究航炮武器打擊地面裝甲目標效能分析提供了一種思路。

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