Page 151 - 《爆炸与冲击》2026年第11期

第 46 卷 梅宗书，等： 低动能易碎弹的致伤威力评估 第 11 期

1.2 试验设计 Data acquisition
system
在距离假人 5.0 m 的位置，瞄准假人各不同 Light curtain target Light source
部位进行射击。通过 1 台高速摄像机拍摄弹丸 Observation port
与假人靶标的相互作用过程。光幕靶置于距靶 1.0 m
v i Dummy target
标 2.0 m 处，测量入靶速度。假人靶标保持立姿 QBS 09 shotgun
状态，置于弹道方向。光幕和光源置于距靶标 Low-kinetic-energy
1.5 m
1.0 m 处，高速摄像机置于一侧距靶标 1.5 m 处， fragile projectile High-speed camera
高速摄像机镜头轴线与射击轨迹正交。动能弹 (MEMRECAM M60)
钝击假人靶标的试验如图 5 所示，图中 v 为弹丸 图 5 易碎动能弹钝击假人试验示意图
i
冲击速度。同时，通过数据采集系统记录钝击头 Fig. 5 Schematic for test of a fragile kinetic-energy projectile
部、胸部等关键部位的瞬态形变和压力特性。 blunt striking a dummy
1.3 损伤评估标准
防暴动能弹对人体的冲击损伤评估标准主要有胸部黏性准则 VC [13] 、美军人体躯干损伤钝性标准
（blunt criterion, BC），以及用于汽车安全考核的头部损伤标准 HIC。对于动能弹撞击头部损伤，主要以北
约的《非致命动能弹头部冲击损伤评估》开展损伤评估。国内外学者通过对动物胸部钝击试验进行研
究，依据软组织损伤耐受性与组织在冲击变形过程中吸收的能量或黏性反应相关，提出黏性标准以评估
冲击载荷作用下生物组织的损伤程度。为预测 18.4 mm 易碎弹致伤威力，选用胸部黏性损伤峰值 β x 评
ma
估对假人胸腹部的钝击损伤：
Å ã
C (t)
β max = max v(t)· (1)
C 0
式中：C(t) 为胸部位移；v(t) 为胸部变形速度，其等于 C(t) 对 t 的微分；C =0.236 m 为人体胸部的初始厚
0
度。β max =0.8 m/s 可作为参考值，对应着 50% 的概率发生胸部肋骨骨折损伤。
头部损伤标准 HIC 是在头部冲击剧烈程度指数（severity index, SI）基础上修改提出的 [14] ，其指标
γ 关系函数如下：
ñ ô
Å w ã 2.5
1 t 2
γ n = max (t 2 −t 1 ) a head (t)dt (2)
t 2 −t 1 t 1
式中：n 为积分的持续时间，t 和 1 t 分别为积分起止时刻，a head (t) 为三向合成加速度，头部加权指数 2.5 为
2
韦恩州立耐受曲线（WSTC）生物试验标定的经验指数，γ 的安全阈值设定为 700。
n
1.4 试验结果分析
1.4.1 假人靶标各部位受力分析
对假人胸部进行了目标靶射击，记录了不同部位的加速度、位移、力矩和压强峰值等动力学参数，
计算了 β x 和 γ 这 n 2 种损伤评估指标。易碎动能弹对假人胸部的钝击过程如图 6 所示，高速相机得到
ma
易碎动能弹的着靶速度为 71.6 m/s，着靶位置为假人胸部中间位置，弹体撞击胸部导致壳体破碎后释放
滑石粉，产生粉尘飞散。
以假人为参照，x 正方向为正面向前，y 正方向为右手侧，z 正方向为正上方，所产生的头部 x、y、z 方
向及合成加速度的变化如图 7 所示。由图 7 可知，头部各方向加速度呈周期波动变化，头部合成加速度
的变化幅度和周期与头部 x 方向的加速度较一致，说明假人胸部受钝击时，假人头部前后方向加速度变
化占主导作用，冲击瞬间头部 z 方向加速度最大，表明此时头部向下的加速度相比于头部向前的加速度
更显著。头部 x 方向加速度最大为−0.643g，y 方向加速度最大为−0.201g，z 方向加速度最大为−1.169g，合
成加速度最大为 1.174g，γ 为 n 0.004 4，在安全阈值内。
胸部 x、y、z 方向及合成加速度的变化如图 8(a) 所示。相比于头部，胸部加速度 a ches t 的变化幅度更
大，波动周期更短，说明钝击胸部时，胸部加速度的变化更剧烈，同时因为质量更大，加速度趋于平缓的
时长更短。胸部位移的变化曲线如图 8(b) 所示。由图 8(b) 可知，胸部位移非波动变化，而是呈周期性突

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