在2018年,我国研究团队发表了一篇名为《超高速长杆弹对岩石侵彻、地冲击效应理论与实验研究》的论文,详细模拟了天基武器对地面打击效果,并在其中描述了钨棒对地打击的实战结果。
与低速情况下不同,超高速的长杆弹与地面撞击不能再视为刚体碰撞,而是会根据速度不同分为刚体侵彻、半流体侵彻与流体侵彻三种模式。
1. 在弹体速度v≥3.0马赫(1马赫=1倍声速)时,发生流体侵彻,需采用流体动力学模型对侵彻过程进行计算,其伯努利方程和连续方程为:
其中v∞为向后喷射流的速度极限,K0为破碎介质喷射的压缩射流系数,表征了介质向后喷射过程中粒子速度的变化情况。
2. 在弹体速度1.5马赫<v<3.0马赫范围内,发生半流体侵彻,介质处于内摩擦向流体状态转变区,采用修正的流体动力模型进行模拟。
3. 在弹体速度v≤1.5马赫时,发生刚体侵彻,岩石介质的动态变性可以采用线弹性内摩擦压缩模型进行模拟。
天基动能武器的撞击速度一般在10马赫以上,从上述分析可知,随着弹体侵彻岩石内部,弹体逐渐减速,侵彻模式会发生从流体侵彻到半流体侵彻再到刚体侵彻的转变,因此在计算成坑范围时便可按照下图将弹坑分为三个区域分别计算。
与低速情况下不同,超高速的长杆弹与地面撞击不能再视为刚体碰撞,而是会根据速度不同分为刚体侵彻、半流体侵彻与流体侵彻三种模式。
1. 在弹体速度v≥3.0马赫(1马赫=1倍声速)时,发生流体侵彻,需采用流体动力学模型对侵彻过程进行计算,其伯努利方程和连续方程为:
其中v∞为向后喷射流的速度极限,K0为破碎介质喷射的压缩射流系数,表征了介质向后喷射过程中粒子速度的变化情况。
2. 在弹体速度1.5马赫<v<3.0马赫范围内,发生半流体侵彻,介质处于内摩擦向流体状态转变区,采用修正的流体动力模型进行模拟。
3. 在弹体速度v≤1.5马赫时,发生刚体侵彻,岩石介质的动态变性可以采用线弹性内摩擦压缩模型进行模拟。
天基动能武器的撞击速度一般在10马赫以上,从上述分析可知,随着弹体侵彻岩石内部,弹体逐渐减速,侵彻模式会发生从流体侵彻到半流体侵彻再到刚体侵彻的转变,因此在计算成坑范围时便可按照下图将弹坑分为三个区域分别计算。













