1.3　靶板

在现代战场上，穿甲弹对付的主要是飞机、军舰、自行火炮、装甲运兵车及各种类型的坦克等这些装甲目标，其中，尤其以坦克为主。目标的装甲部分都可以认为是穿甲弹的靶体。这些靶体因其结构和材料性能的不同，可分为三类：均质靶和非均质靶、三层间隔靶板和复合装甲靶板。

为了理论和试验研究的方便，对靶板做了以下几个必不可少的假设：

（1）局部影响的假设。

（2）忽略靶板的整体运动。

（3）忽略一切热效应。

（4）所有的靶板都是平面的。

（5）靶板的初始应力为零。

为研究方便，在上述假设的基础上对靶板按厚度进行分类。根据局部性假设，可把靶板看成横向尺寸无限大，因而可以通过靶背表面对侵彻影响的大小来衡量靶板的厚薄。靶背表面效应传递所需的时间长短可以把弹—靶的几何尺寸联系起来。假设靶背表面效应是以应力波速率传播的，那么在这些应力波在弹丸内完成一次传播的时间内，靶板中波的传播次数为：

或者用量纲为一的量表示为：

式中，ct和cp分别表示应力波在靶板内和弹丸内的波速；l为弹长；d为弹径；b为靶厚；λ=l/d为弹丸的长径比；ce=b/d为靶板相对厚度。规定当n≥5时，为薄靶板，在弹—靶作用过程中，在整个靶板厚度方向上不存在应力梯度的变形梯度；当1<n<5时，为中厚板，在整个或几乎整个侵彻过程中，靶板远方边界表面对变形过程都有明显的影响；当n≤1时，为厚靶板，仅仅在弹丸显著地侵入靶板后，其远方边界才会对侵彻过程发生影响。本书所研究靶板的n值大都在1附近，属于中厚板的范围。

根据靶板在碰撞过程中所出现的各种现象，可以区分弹丸着靶的速度范围。当着速很低时，靶板只产生弹性变形，这是实验室中经常遇到的低速范围。当撞击速度达到和超过某一极限值，或者弹体，或者靶板或两者的碰撞应力达到材料的压缩屈服极限时，它们将产生永久变形，这种变形通常是一种较为复杂的力学过程。在穿甲问题的速度（大于使材料压缩屈服的速度极限）范围内，各种现象都会在弹靶材料中产生，其中包括弹性、塑性和流体动力学的波传播，以及造成局部或整体的变形和摩擦生热等。在更高的速度下，当变形速度超过固体中压缩波的传播时，就会在材料中产生冲击波，碰撞时会发生粉碎、相变、汽化甚至冲击爆炸等现象。

在弹丸的冲击作用下，比较常见的靶板破坏形式归纳起来有以下八种类型：初始压应力波造成的轴向（靶板背侧）破坏、脆性靶的径向断裂破坏、崩落破坏、冲塞、靶前花瓣形破坏、靶后花瓣形破坏、脆性破碎、延性扩孔。其中，对钢靶来说，又以冲塞穿甲、花瓣形穿甲、延性扩孔穿甲和破碎形穿甲四种形式最为常见。这几种破坏形式如图1-1所示[7]。

上述各种典型的靶板破坏现象，主要是指对靶板正面垂直射击时出现的。当靶板相对于弹丸着靶弹道倾斜时，其现象有所不同[5,6]。靶板的法线与弹丸着靶弹道之间的夹角称为着靶角。当着靶角在20°以内时，穿甲现象与垂直穿甲的现象基本相同；但当着靶角大于30°时，穿甲现象则显著不同，此时容易发生“跳弹”，即弹丸在装甲板上划一条浅沟“跳飞”出去了。由于现代坦克的前装甲倾角均大于30°，因此，研究跳弹发生条件和防跳弹的办法对装甲防护和穿甲弹的设计均有重要的意义。