Page 130 - 《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

由图 26(b) 可知，当 H=45 cm 时，JPC 侵彻体在水介质的作用下呈间断式的杆式射流形态，而前向冲
击波在水中形成一定直径的空腔，便于间断式的杆式射流无障碍地通行。在 320 μs 时 JPC 侵彻体到达
前靶板，在 345 μs 时击穿靶板形成直径为 1.6 cm 的穿孔，在 400 μs 时前端空腔受到靶板的挤压直径收
缩，在 443 μs 在后续杆式射流的作用下对靶板进行了扩孔，在 562 μs 时侵彻体到达后靶板。侵彻体对后
靶板的穿孔过程与前靶板一致，直至 700 μs 时 JPC 穿透了双层靶板，对前、后靶板分别形成了直径为
3.60 和 2.35 cm 的穿孔，且前向冲击波在水中形成的空腔直径达到了 5.0 cm，从而减小了水介质对侵彻体
的阻力，有力保持了 JPC 侵彻体后效侵彻性能。
由图 26(c) 可知，SCJ 对水中双层间隔靶穿孔过程与 JPC 相似，由于 SCJ 侵彻体的直径小于 JPC 侵
彻体的直径，导致其在水介质中未能形成直径较大的空腔，主要依靠前向冲击波包裹前行。SCJ 射流头
部直径小导致其作用面积也较小、速度高且连续性较好，后续射流中可以不断地补充前端被消耗的部
分，进而对双层间隔靶造成有效的破坏。当 H=45 cm 时，SCJ 对双层靶板的前后靶板分别形成了直径为
3.6 和 1.18 cm 的穿孔。
聚能装药侵彻体水中的形态和速度会影响其对靶板的穿孔直径和侵彻深度。表 6 给出了 3 种聚能
装药在不同水介质长度下对双层间隔靶板的侵彻效果，表中 d 为聚能装药对前靶板的穿孔直径，d 为聚
1
2
能装药对后靶板的穿孔直径。当 H=20 cm 时，EFP 能够穿透 2 cm 厚的前靶板形成直径为 5 cm 的圆孔，
但是未能穿透后靶板。当 H=45 cm 时，JPC 和 SCJ 能有效穿透水中双层间隔靶，且 JPC 的后效穿孔性能
要优于 SCJ。JPC 对前靶板和后靶板的穿孔直径分别是 SCJ 的 2.4 倍和 1.9 倍。聚能装药对水中双层间
隔靶穿孔直径的数值模拟结果和实验结果的平均误差为 2.09%，数值模拟结果与实验结果吻合较好。

表 6 靶板毁伤效果数值模拟值与实验值对比
Table 6 Comparison of numerical simulation values and experimental measurements of damage effect of target plate

d 1 d 2
装药类型 H/cm
数值模拟值/cm 实验平均值/cm 误差/% 数值模拟值/cm 实验平均值/cm 误差/%
EFP 20 4.90 5.00 −2.00
JPC 45 3.60 3.65 −1.37 2.35 2.30 2.17
SCJ 45 1.50 1.55 −3.22 1.18 1.20 −1.67

定义 d 、d 1- c 和 d 分别为 EFP、JPC 和 SCJ 对前靶板的穿孔直径。由图 27(a) 所示，随着水介质长
j
1-e
1-
度的增大，3 种聚能装药对前靶板的穿孔直径非线性的减小。通过对比拟合曲线发现，在水介质长度 H ≤
25 cm 时，EFP 对前靶板的穿孔直径最大达到了 5 cm，是 JPC 侵彻穿孔的 1.3 倍，SCJ 侵彻穿孔的 3 倍。
当 25 cm＜H≤40 cm 时，EFP 侵彻穿孔直径介于 JPC 和 SCJ 之间，当 H＞40 cm 时，EFP 的穿孔直径开始
小于 JPC 和 SCJ。这是由于，EFP 入水后随着水介质长度的增大，其径向部分受到水的阻力进行了磨损，
剩余中间部分对靶板起到侵彻作用，导致穿靶孔径快速变小。当 0≤H≤100 cm 时，JPC 和 SCJ 均具有较

好的侵彻性能；JPC 对前靶板的穿孔直径约是 SCJ 侵彻穿孔的 2.5 倍。
定义 d 、d 2- c 和 d 分别为 EFP、JPC 和 SCJ 对后靶板的穿孔直径。由图 27(b) 所示，随着水介质长
j
2-e
2-
度的增大，3 种聚能装药对后靶板的穿孔直径呈线性减小。由于穿靶过程加剧了 EFP 侵彻体的变形和破
裂，在继续穿过水介质时到后靶板前，侵彻体已经产生了破碎、脱落，从而失去侵彻能力。通过拟合公式
发现，当 0≤H≤100 cm 时，JPC 和 SCJ 对后靶板都能形成有效穿孔，其穿孔直径随着水介质长度的增大
而减小，其最大穿孔直径到达了 3.8 和 1.7 cm，且 JPC 对后靶板的穿孔直径是 SCJ 的 2 倍，最小穿孔直径
也达到了 0.9 和 0.76 cm。经研究可知，当 H≤25 cm 时，EFP 对单层靶板具有较好的侵彻效果。当 H≤

100 cm 时，JPC 和 SCJ 对的双层间隔靶具有较好的侵彻效果，且 JPC 的侵彻性能要优于 SCJ。随着水介
质长度的增大，3 种聚能装药对前靶板的穿孔直径呈非线性的减小，对后靶板的穿孔直径呈线性减小，
且 JPC 形成的穿孔直径下降速度要大于 SCJ。

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