Page 131 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 梁俊宣，等： 入射角与攻角对弹体侵彻混凝土薄靶偏转特性的影响 第 10 期

偏转顺序却存在显著差异：正入射角导致弹体先逆时针后顺时针偏转，负攻角则恰好相反。因此，有必
要对入射角和攻角联合作用下弹体侵彻混凝土薄靶的偏转特性进行分析。
2.3.1 同方向入射角与攻角对弹体偏转特性的影响
弹体以 30°入射角与 3°攻角侵彻混凝土薄靶受力情况如图 12 所示，可以看出侵彻初期弹头受力向
上，随着侵彻的进行弹头开始反向受力，同时弹身开始受力且与弹头受力方向相反，两部分所受径向力
峰值与持续时间相差较小，说明在以相同方向的入射角与攻角侵彻混凝土薄靶时弹头部和弹身部受力
的不对称性共同导致了弹体的偏转。

60 60

S1 0.03 ms 0.21 ms
S2 0.06 ms 0.25 ms
40 S3 40 0.11 ms 0.29 ms
S4 0.17 ms 0.35 ms
S5
20 S6 20
F y /kN F y /kN
0 0

−20
−20

0 0.1 0.2 0.3 0.4 180.0 147.5 115.0 82.5 50.0 25.0 0
t/ms L/mm
(a) Radial force of projectile segments (b) Radial force of the projectile at typical moment
图 12 α=3°、φ=30°时弹体受力
Fig. 12 Force on the projectile at α=3° and φ=30°

如图 12 与图 13 所示，可将侵彻过程分为 4 个阶段：在阶段Ⅰ（弹头下侧侵入阶段），由于入射角与攻
角同时存在，上侧靶体非对称破坏效应与下侧挤压效应使弹头法向应力分布不均，所受合力指向质心上
方并产生逆时针方向的偏转力矩，弹体径向过载正向增大并在弹头下侧完全侵入靶体时达到最大值，径
向速度随之降低，角速度和姿态角持续增大；进入阶段Ⅱ（弹头完全侵入阶段），因弹靶接触面积增大和
下侧混凝土强度弱化，加之径向速度降低使得弹头对下侧靶体挤压力减小，导致弹体所受非对称力逐渐
减弱，径向过载减小为 0 后反向增大，径向速度降低趋缓后又有所增大，过程中弹头所受合力方向逐渐
转为质心下方并产生顺时针方向偏转力矩，弹体角速度增大趋缓，姿态角持续增大；在阶段Ⅲ（弹头出靶
阶段），弹身下侧沿径向速度挤压靶体使得径向过载再次正向增长并在弹头下侧完全出靶时达到最大
值，径向速度继续减小，弹体所受合力虽然指向质心上方，但随着弹身向前运动偏转力矩仍保持为顺时
针，角速度开始减小，姿态角增大趋缓；进入阶段Ⅳ（弹身出靶阶段），弹靶接触面积减小使得弹体径向过
载逐渐减小至 0，径向速度反向增大趋缓并稳定为正值，在此过程中弹体所受合力仍指向质心上方产生
顺时针方向的偏转力矩，弹体角速度持续减小后反向增大并稳定为顺时针方向，姿态角不断减小。综上
可知阶段Ⅰ和阶段Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ产生的偏转力矩方向相反，使弹体先后经历两次偏转。
如图 14(a) 所示，相同攻角下，增大入射角仅改变各阶段过载峰值，而对偏转过程的基本特征影响有
限。入射角相同时，随着攻角增大，弹体对下侧靶体的挤压增强，导致阶段Ⅱ中径向过载下降趋势明显
减弱。如图 14(b) 所示，随着攻角与入射角的增大，弹体径向剩余速度逐渐增大且均为正值，表明弹体出
靶后弹道轨迹偏上，偏转程度随攻角与入射角的增大而增加。
如图 15(a) 所示，相同攻角下，弹体靶后姿态角随入射角的增大呈现先减小后增大的趋势，且临界点
随攻角的增大逐渐向大入射角方向偏移；相同入射角下，靶后姿态角随攻角的增大而增大。如图 15(b)
所示，弹体靶后角速度随入射角与攻角的增大而增大且均为负值，表明顺时针方向偏转力矩在侵彻过程
中占主导地位，且随着攻角与入射角的增大其相对于逆时针力矩的强度优势进一步扩大。

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