Page 118 - 《爆炸与冲击》2026年第5期

=573 m/s
=697 m/s
=697 m/s
ω=0°/ms
=−83.6 m/s
=14.9 m/s
ω=−1.77°/ms
α=−1.33°
α=−5.69°
β=−5.64°
ω=−1.77°/ms
φ=−1.6°
ω=4.48°/ms
φ=−6.91°
=8.71 mm
=10.94 mm
α −5.11°
α =−1.60°
=697 m/s
β =−1.60°
=579 m/s
β =−5.11°
β =−1.60°
β =−9.28°
=602 m/s
φ =−1.33°
φ =−3.08°
β =−12.75°
θ =0°
θ =0°
=500 mm
°
θ
θ
φ =−4.65°
=500 mm
=556 m/s
=628 m/s
=705 m/s
=−7.58 m/s
ω=−0.58°/ms
ω=0°/ms
=−59.6 m/s
β=−8.6°
α=2.69°
β=−2.8°
α=−0.7°
ω=−0.77°/ms
φ=11.02°
ω=4.52°/ms
φ=14.41°
=3.84 mm
=3.45 mm
α =12.67°
α =14.41°
=705 m/s
=628 m/s
=624 m/s
=705 m/s
β =−0.99°
=531 m/s
β =−3.38°
=559 m/s
β =−0.90°
β =−1.73°
β =−4.65°
φ =−0.70°
φ =−1.44°
φ =−3.35°
θ =15.4°
=470 mm θ =14.4°
=470 mm
3-2
3-1
=426 m/s
=515 m/s
=425 m/s
=334 m/s
3-2
3-1
=−18.3 m/s
=−34.3 m/s
ω=1.45°/ms
ω=0°/ms
β=−9.46°
α=6.23°
α=−4.42°
β=−11.24°
ω=−1.45°/ms
φ=11.05° θ =15.4° =628 m/s β =−6.91° θ =14.4° β=−14.36° ° β =−3.31°
ω=−1.15°/ms
φ=4.87°
=0.68 mm
α =11.05° =−16.11 mm
α =3.89° =515 m/s
=515 m/s =409 m/s β =−4.45° =628 m/s
β =−4.45° β =−3.38°
φ =−4.22° β =−11.81° =310 m/s =335 m/s
φ =−1.19° β =−11.7°
θ =15.5° =470 mm θ =15.7° β =−10.99° θ =15.5° θ =15.7°
φ =−1.19°
=470 mm
第 46 卷 梁俊宣，等： 基于CNN的弹体侵彻多层间隔混凝土薄靶弹道特性预测模型 第 5 期

y
4-1 4-2
4-1 4-2 v=515 m/s vz=420 m/s v=420 m/s vz=287 m/s
ω=0°/ms vy=−4.48 m/s ω=−3.28°/ms vy=−45.3 m/s
α=−1.03° β=−1.64° α=5.33° β=−19.5°
φ=28.54° ω=−3.28°/ms φ=24.76° ω=5.96°/ms
hy=5.56 mm hy=6.41 mm
cg
α 0 =28.54° α 1 =27.34° v 0 =515 m/s cg v 1 =426 m/s cg cg
v 0 =515 m/s v 1 =428 m/s β 0 =−1.56° β 1 =−5.94° cg
β 0 =−1.56° β 1 =−3.36° v 2 =263 m/s v 2 =291 m/s
φ 0 =−1.03° φ 1 =−2.35° β 2 =−5.37° β 2 =−7.05°
θ 1 =30.1° L=550 mm θ 2 =30.7° φ 2 =−1.02° y θ 1 =30.1° θ 2 =30.7°
L=550 mm
O z x
(d) Condition d
y
5-1 5-2
5-1 5-2
v=694 m/s vz=603 m/s v=603 m/s vz=495 m/s
ω=0°/ms vy=−12.4 m/s ω=−5.23°/ms vy=−93 m/s
α 0 =28.28° α 1 =25.91° α=−1.52° β=−1.86° α=5.97° ω=7.31°/ms
β=−16.04°
φ=28.28°
φ=23.45°
ω=−5.23°/ms
hy=2.01 mm hy=2.57 mm
cg
v 0 =694 m/s v 1 =576 m/s v 0 =694 m/s cg v 1 =603 m/s cg
cg
β 0 =−1.52° β 1 =−4.69° v 2 =472 m/s β 0 =−1.52° β 1 =−7.15°
φ 0 =−1.52° φ 1 =−2.11° β 2 =−9.46° v 2 =504 m/s
cg
φ 2 =−1.83° y β 2 =−7.18°
θ 1 =29.8° L=606 mm θ 2 =30.6° θ 1 =29.8° θ 2 =30.6°
O z L=606 mm
x
(e) Condition e
图 11 弹道轨迹对比 [1]
Fig. 11 Comparison of ballistic trajectories [1]
4 结 论
本文提出了一种“数据驱动+物理方程融合”的建模新范式，有效克服了传统数值模拟计算成本
高、效率低的局限。基于经过试验验证的数值模拟方法，分析并明确了弹体角速度对弹道偏转的重要影
响，构建了基于 CNN 的单层混凝土薄靶侵彻预测模型，并进一步结合刚体运动学方程，实现了对多层间
隔靶侵彻弹道特性的快速迭代预测，得到以下主要结论。
(1) 基于 CNN 建立的单层靶预测模型具有较高的精度与泛化能力，训练集和测试集的平均均方误
差稳定在 0.001 2 与 0.001 9 左右，各运动参数预测误差均处于较低水平。
(2) 多层靶预测模型在保证精度（剩余速度最大相对误差 10.65%，姿态角最大绝对误差 3.47°）的前
提下，计算耗时仅为传统数值方法的 0.05%，能够满足快速准确预测弹体侵彻弹道的需求。
(3) 弹体角速度是影响薄靶侵彻弹道的关键因素：逆时针角速度增大会促使弹道轨迹向上偏转，顺
时针角速度则产生相反效应。
综上所述，本文提出的“数据驱动+物理方程融合”方法为弹体侵彻多层混凝土靶的弹道特性预测
提供了一种新的研究范式，对武器毁伤效能评估与弹体设计优化具有重要的方法参考价值。然而，弹体
侵彻多层混凝土薄靶涉及参数众多，目前尚难以构建覆盖全部变量的完备数据集。未来研究应进一步
结合数值模拟与试验数据，完善弹体侵彻混凝土薄靶数据集，并持续优化深度学习预测框架，提升其准
确性与泛化能力，实现多弹靶系统条件下弹体侵彻弹道的快速高效评估。
参考文献：
[1] 李鹏程, 张先锋, 刘闯, 等. 攻角和入射角对弹体侵彻混凝土薄靶弹道特性影响规律研究 [J]. 爆炸与冲击, 2022, 42(11):
113302. DOI: 10.11883/bzycj-2021-0435.
LI P C, ZHANG X F, LIU C, et al. Study on the influence of attack angle and incident angle on ballistic characteristics of
projectiles penetration into thin concrete targets [J]. Explosion and Shock Waves, 2022, 42(11): 113302. DOI: 10.11883/bzycj-
2021-0435.
[2] 吴普磊, 李鹏飞, 董平, 等. 攻角对弹体斜侵彻多层混凝土靶弹道偏转影响的数值模拟及试验验证 [J]. 火炸药学报, 2018,
051432-13