Page 124 - 《爆炸与冲击》2026年第01期

第 46 卷 张雪梅，等： 3种典型聚能装药对水中双层间隔靶的侵彻特性研究 第 1 期

3.3 模型有效性验证
对比验证了在空气炸高 F=35 cm、水介质 7 Simulation Experiment
长度 H=20 cm 时聚能装药入水前、着靶前、穿靶 6 v 0 SCJ SCJ
JPC
JPC
后实测速度和数值模拟计算速度。由图 15 给出 5 4.88% EFP EFP
了 EFP、JPC 和 SCJ 在入水前速度（测点 1）、着 4 5.52% v 1
靶前（测点 2）和穿靶后剩余速度（测点 3）数值模 Velocity/(km·s −1 ) 3.81% −2.13% v 2 −0.46%
−2.60%
拟值与实验值的相对误差。EFP 各测点最小相 3 −2.54%
对误差为 2.71%，最大相对误差为 3.81%，平均相 2 3.43% −2.71%
对 误 差 为 2.49%； JPC 各 测 点 最 小 相 对 误 差 为 1
2.54%，最大相对误差为 5.52%，平均相对误差为 0 Air Water
−10 0 10 20 30 40 50
3.55%；SCJ 各测点最小相对误差为 0.46%，最大 H/cm
相对误差为 4.88%，平均相对误差为 3.31%。实 图 15 聚能装药速度数值模拟与实验结果对比
验结果表明，数值模拟结果与实验结果吻合较 Fig. 15 Comparison of numerical simulation and experimental
好，平均误差为 3.12%。 results of shaped charge velocity

4 对水中双层间隔靶的侵彻性能

聚能装药水中侵彻时会产生前向冲击波和高速聚能侵彻体 2 种毁伤元。与单一的冲击波载荷或侵
彻体载荷不同，2 种毁伤元存在耦合效应，对靶板的破坏效果也比单一毁伤元要严重。由于 2 种毁伤元
形成时间较接近，因此存在前向冲击波与侵彻体先后作用于靶板的时序问题。当冲击波先达到靶板时，
在靶板表面产生较大的反射冲击波和透射波，同时在靶板产生了较大的应力波，使得靶板内部产生应力
损伤和靶板表面产生塑性变形，使靶板产生弱化现象；当侵彻体后作用于已内部损伤的靶板时，能够对
靶板形成比较规则的穿孔，并且能够较好地保存侵彻体的速度和形态，从而其保持后效能力。而当侵彻
体先作用于靶板时形成穿孔，前向冲击波后作用于靶板时形成穿孔处充塞，将加大破口效应，其侵彻体
的速度衰减和形态变化较大，使其后效性能减弱。在进行聚能装药水中侵彻性能研究时，则需要对前向
冲击波和高速聚能侵彻体达到靶板的时效进行研究。
4.1 毁伤元时序
聚能装药侵彻水中靶板时，其前向冲击波对靶板侵彻性能的影响效应相比空气中更明显。3 种聚能
装药的前向冲击波达到靶板的压力云图和压力峰值时程曲线如图 16～18 所示。p 、p 、p 和 j p 、p 、
1-e 1-c 1- 2-e 2-c
p 分别为 EFP、JPC、SCJ 的前向冲击波在前靶板和后靶板处的正向压力峰值。在介质长度为 20 cm 时，
j
2-

Pressure/GPa 14 p 1-e
2.5
12 p 2-e
2.2 10 p 1-e =10.30 GPa
Pressure peak/GPa 6
1.9 8
1.6
2.8 cm
1.3 4
1.0 2 p 2-e =0.30 GPa
0.7
0
0.4
−2
100 150 200 250 300 350 400 450 500
0.1
t=193 μs t=346 μs t/μs
(a) Pressure contour (b) Pressure peak-time histories
图 16 EFP 前向冲击波的压力云图和压力峰值时程（H=20 cm）
Fig. 16 Pressure contours of EFP forward shock wave and pressure peak-time histories (H=20 cm)

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