Page 139 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 第 3 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 3
2026 年 3 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Mar., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2025-0041

超高速武器战斗部侵彻效能分析

与混凝土遮弹层设计 *

吴 昊，岑国华，程月华

（同济大学土木工程学院，上海 200092）

摘要： 随着超高速武器的飞速发展，开展超高速武器战斗部侵彻混凝土遮弹层效能分析对于新建和已建防护结
构的设计与安全评估具有重要意义。针对超高速武器战斗部打击普通强度混凝土（normal strength concrete, NSC）、超高
性能混凝土（ultra-high performance concrete, UHPC）和刚玉块石混凝土（corundum rubble concrete, CRC）3 种典型遮弹层问
题，首先，通过对比钢/钨合金弹体侵彻 3 种靶体试验和数值仿真结果，验证有限元仿真分析方法中数值算法、网格尺
寸和材料模型参数取值等的可靠性；然后，基于侵彻深度和弹体残余长度等效的网格过渡策略，建立了适用于原型工
况分析的数值仿真分析方法；最后，在 Ma 为 3～8 工况下，开展了对 AGM-183A 超高速武器战斗部侵彻 3 种遮弹层的
数值模拟。结果表明：AGM-183A 超高速武器战斗部分别以 Ma=4、Ma=4 和 Ma=3 侵彻 NSC、UHPC 和 CRC 遮弹层的极
限侵彻深度分别为 4.26、3.74 和 1.00 m，侵彻速度继续增大时，弹体弧柱交接处因局部应力集中发生断裂等结构失稳现
象，导致侵彻效能下降。与常规声速钻地武器战斗部 SDB、WDU-43/B 和 BLU-109/B 侵彻爆炸破坏深度相比，AGM-
183A 侵彻 NSC 遮弹层的深度分别达到 3.2、1.6 和 1.8 倍，侵彻 UHPC 遮弹层的深度分别达到 4.7、2.1 和 2.2 倍，侵彻
CRC 遮弹层的深度分别达到 3.4、1.3 和 1.5 倍。3 种遮弹层抗 AGM-183A 超高速武器战斗部侵彻的建议设计厚度分别
为 8.01、7.03 和 1.88 m，UHPC 相对 NSC 遮弹层的抗超高速侵彻能力提升不明显，CRC 遮弹层可以有效兼顾抵抗常规声
速和超高速战斗部打击，建议设计时优先采用。
关键词： 超高速；AGM-183A；混凝土遮弹层；防护设计；刚玉块石混凝土
中图分类号： O385 国标学科代码： 13035.30 文献标志码： A

Penetration effectiveness analysis of hypervelocity weapon
warhead and design of concrete shield

WU Hao, CEN Guohua, CHENG Yuehua
（College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China）

Abstract: With the rapid development of hypervelocity weapons, analyzing the penetration effectiveness of hypervelocity
weapon warheads on concrete shields is significant for the design of newly-built protective structures and the safety evaluation
of as-built protective structures. Focusing on the penetration performance of AGM-183A hypervelocity weapon warhead
against three typical shields: normal strength concrete (NSC), ultra-high performance concrete (UHPC), and corundum rubble
concrete (CRC), firstly, the reliability of the numerical algorithms, mesh size, and material model parameters used in the finite
element analysis method was fully validated by comparing the experimental and simulation results of three types of target
subjected to penetration of steel/tungsten alloy projectiles. Subsequently, a numerical analysis method for the prototype
scenario was established based on a mesh transition strategy equivalent to penetration depth and recovered projectile length.
Finally, a series of simulations were conducted for the AGM-183A hypervelocity weapon warhead penetrating the
aforementioned three shields at Ma ranging from 3 to 8. The results indicate that: (1) the AGM-183A hypervelocity weapon

* 收稿日期： 2025-02-14；修回日期： 2025-05-09
基金项目： 国家自然科学基金（52308522）；工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室开放基金（23kfgk01）
第一作者： 吴 昊（1981－ ），男，博士，教授，wuhaocivil@tongji.edu.cn
通信作者： 程月华（1994－ ），女，博士，yhcheng@tongji.edu.cn

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