橢圓形截面聚能裝藥射流成型及侵徹特性

王鈺婷，黃正祥，賈 鑫，馬 彬，祖旭東，肖強強

（南京理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094）

1 引言

非圓截面外形已成為空中武器平臺（巡飛彈、導(dǎo)彈等）重點考慮的外形布局形式［1-2］。目前非圓截面空中武器平臺仍然采用傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)戰(zhàn)斗部，使得彈身空間利用率低，戰(zhàn)斗部毀傷威力受到限制，且增加了空間布局難度。因此，采用與武器平臺外形特征匹配的戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)勢必將成為未來趨勢。聚能戰(zhàn)斗部可有效對付具有高效防護能力的裝甲目標(biāo)、工事，且不限制武器平臺到達目標(biāo)時存速，可成為非圓截面空中武器平臺的戰(zhàn)斗部。

目前，聚能戰(zhàn)斗部的研究以軸對稱聚能裝藥為主，僅少量學(xué)者開展了非圓截面聚能裝藥的研究。李硯東等［3-5］采用ANSYS/LS-DYNA 有限元軟件研究了多點起爆下，半球形藥型罩加裝類圓矩形截面裝藥的聚能裝藥，發(fā)現(xiàn)形成的侵徹體為一種水滴狀的高速成型彈丸，該研究是為了獲得具有較大沖擊起爆能力的侵徹體，因此，并未研究裝藥結(jié)構(gòu)對侵徹體成型的影響。Cullis［6］采用三維歐拉數(shù)值計算程序研究中心點起爆下，金字塔形藥型罩加裝方形截面裝藥的聚能裝藥，發(fā)現(xiàn)形成的射流具有如下特征：靠近杵體的射流截面形狀為星形，截面位置越靠近射流頭部，其形狀越趨近于圓形，該研究藥型罩結(jié)構(gòu)特殊，其應(yīng)用前景受到限制。Stewart 等［7］設(shè)計的攻頂破甲兼侵徹功能的多模戰(zhàn)斗部，射流運動方向明顯偏離軸線，但該研究的射流成型受裝藥結(jié)構(gòu)非軸對稱與起爆點偏心的耦合作用，研究結(jié) 論 不 具 普 適 性。Wang［8］采 用ANSYS/LS-DYNA 有限元軟件研究了旋轉(zhuǎn)成體藥型罩加裝正方形截面聚能裝藥的射流成型及侵徹特性，發(fā)現(xiàn)形成的射流具有較高的侵徹能力，但該研究并未開展相關(guān)試驗?？梢钥吹剑壳胺菆A截面聚能戰(zhàn)斗部的研究尚處于初步探索階段，現(xiàn)有的研究結(jié)論不能有效指導(dǎo)非圓截面聚能戰(zhàn)斗部在非圓截面空中武器平臺的應(yīng)用。

橢圓形截面彈體是未來飛行器實現(xiàn)高升力、大升阻比飛行的潛在可行方案［1，9］，本研究提出一種適配于橢圓形截面彈體的橢圓形截面聚能裝藥：旋轉(zhuǎn)成體藥型罩加裝橢圓形截面裝藥。通過開展橢圓形截面聚能裝藥的侵徹深度（DOP）試驗，以及利用ANSYS/LS-DYNA 有限元軟件構(gòu)建橢圓形截面聚能裝藥的相關(guān)有限元模型，來分析橢圓形截面聚能裝藥的射流成型及對靶板的毀傷特性。研究結(jié)論對于橢圓形截面聚能裝藥在橢圓形截面空中武器平臺的應(yīng)用具有一定的參考價值。

2 試驗

2.1 試驗設(shè)置

橢圓形截面聚能裝藥結(jié)構(gòu)如圖1 所示，為旋轉(zhuǎn)成體藥型罩加裝橢圓形截面裝藥。藥型罩采用錐角為60°的單錐結(jié)構(gòu)，直徑為54.2 mm，高度為42 mm，厚度為1 mm。

選取裝藥截面短軸直徑為56 mm，長短軸之比（long axis/short axis）分別為1、1.5、2的橢圓形截面聚能裝藥進行DOP 試驗，裝藥高度均為73.3 mm，實物如圖2所示。裝藥為鑄裝B炸藥，藥型罩材料為紫銅。為簡化加工難度，鑄藥過程中采用尼龍殼體以保證裝藥特征尺寸；尼龍殼體厚度為3 mm，尼龍殼體作為低阻抗材料，對爆轟波的傳播歷程沒有影響，可視作無殼聚能裝藥。

DOP 試驗現(xiàn)場布置如圖3 所示，包括雷管、擴爆藥、擴爆藥底座、聚能裝藥、炸高筒以及靶板；炸高為80 mm，炸高筒由硬紙板制成；靶板材料為45#鋼。

圖1 橢圓形截面聚能裝藥結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure of shaped charge with elliptical cross-section

圖2 橢圓形截面聚能裝藥實物圖Fig.2 Physical picture of shaped charges with elliptical cross-sections

2.2 試驗結(jié)果及分析

圖3 DOP 試驗現(xiàn)場布置圖Fig.3 Experimental setup of DOP tests

圖4 DOP 試驗靶板入孔圖Fig.4 Entrance hole on target of DOP tests

試驗后形成的靶板入孔如圖4 所示，具體數(shù)據(jù)見表1。長短軸之比為1 的橢圓形截面聚能裝藥即為傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)聚能裝藥，因此，在靶板表面觀察到一個直徑為30 mm 的圓形侵徹孔。長短軸之比為1.5 和2 時，在靶板表面均觀察到一個初始侵徹孔和兩個偏移侵徹孔；偏移侵徹孔沿著裝藥截面短軸方向，關(guān)于裝藥截面長軸面對稱分布，并與初始侵徹孔相接。長短軸之比為1.5時，初始侵徹孔平均直徑為35.0 mm，偏移侵徹孔平均直徑為26.5 mm，平均偏移距離為14.0 mm；長短軸之比為2時，初始侵徹孔平均直徑為36.0 mm，偏移侵徹孔平均直徑為24.3 mm，平均偏移距離為13.5 mm。長短軸之比從1.5 變化至2 時，平均偏移距離下降3.6%，可以認為射流的橫向速度分布無明顯差異。

試驗后形成的靶板通道如圖5 所示，具體數(shù)據(jù)見表2。長短軸之比為1 時，在靶板形成倒錐形單一侵徹通道，試驗侵徹深度為150.0 mm。長短軸之比為1.5時，初始侵徹通道平均深度為47.5 mm，偏移侵徹通道平均深度34.0 mm；長短軸之比為2 時，初始侵徹通道平均深度為46.0 mm，偏移侵徹通道平均深度37.0 mm?？梢钥吹剑L短軸之比從1 變化至1.5 時，侵徹深度下降了68.3%；長短軸之比從1.5 變化至2時，初始侵徹通道深度下降3.2%，偏移侵徹通道深度增加8.8%，可以認為侵徹能力無明顯變化。

表1 DOP 試驗靶板入孔數(shù)據(jù)Table 1 Entrance hole data of target of DOP tests

圖5 DOP 試驗靶板通道圖Fig.5 Penetration channel of target of DOP tests

3 數(shù)值模擬

3.1 模型建立

根據(jù)試驗設(shè)置進行建模，為更好地研究截面長短軸之比對橢圓形截面聚能裝藥射流成型及侵徹特性的影響，數(shù)值模擬補充計算工況：截面短軸直徑為56 mm，長短軸之比分別為1.2、1.4、1.6、1.8 的橢圓形截面聚能裝藥。

采用ANSYS/LS-DYNA 有限元軟件，建立橢圓形截面聚能裝藥射流成型及靶板侵徹的三維有限元模型，如圖6 所示。射流成型有限元模型由炸藥、藥型罩和空氣3 部分組成，靶板侵徹有限元模型由炸藥、藥型罩、空氣和靶板4 部分組成，炸高為80 mm。其中，炸藥、藥型罩和空氣采用歐拉共節(jié)點網(wǎng)格，靶板采用拉格朗日網(wǎng)格。靶板與空氣和藥型罩間采用流固耦合算法；起爆方式為上表面中心點起爆。

3.2 材料模型及參數(shù)

炸藥為B 炸藥，采用高能炸藥爆轟模型及JWL（Jones-Wilkins-Lee）狀態(tài)方程描述［10］。

式中，η=ρ/ρ0；ρ 為材料平均密度，g·cm-3；ρ0為初始密度，g·cm-3；e 為 比 動 能，kJ·m-3；e0為 初 始 比 動 能，kJ·m-3；D 為爆轟速度，m·s-1；A、B、ω、R1及R2均為常數(shù)。B 炸藥的主要參數(shù)見表3。

表2 DOP 試驗侵徹深度數(shù)據(jù)Table 2 Penetration depth data of target of DOP tests

圖6 有限元模型Fig.6 Finite element model

表3 B 炸藥參數(shù)［11］Table 3 The parameters of Composition B

藥型罩的材料為紫銅，靶板材料為45#鋼，兩種材料均采用Johnson-Cook 材料模型，狀態(tài)方程采用Gruneisen 狀態(tài)方程［10］。

式中，μ=ρ/ρ0-1；ρ 為材料變形后密度，g·cm-3；ρ0為材料初始密度，g·cm-3；C0為沖擊波速度和粒子速度曲線的截距，km·s-1；S1、S2、S3為沖擊波速度和粒子速度曲線的斜率系數(shù)；γ0為Gruneisen 常數(shù)；a 為對 應(yīng)于γ0的常數(shù)。紫銅和45#鋼材料的計算參數(shù)見表4。

表4 紫銅和45#鋼材料的參數(shù)［12-13］Table 4 The parameters of copper and 45#steel

3.3 結(jié)果及討論

3.3.1 藥型罩壓垮過程

選取典型試驗結(jié)構(gòu)為例，即長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥，分析橢圓形截面聚能裝藥的藥型罩壓垮過程。中心點起爆后，爆轟波在裝藥中呈球形傳播，在4 μs 時傳播至藥型罩頂部，如圖7 所示。由圖7 可知，爆轟波傳播至短軸剖面的上表面邊緣時，還未傳播至長軸剖面的上表面邊緣。然后，爆轟波陸續(xù)到達不同位置的藥型罩微元表面，微元表面的炸藥被引爆，藥型罩微元在爆轟產(chǎn)物的初始壓力作用下由靜止向軸線壓垮。隨著藥型罩微元向軸線壓垮，形成一系列稀疏波［14］，微元表面爆轟產(chǎn)物的壓力不斷減小，藥型罩微元做加速度減小的加速運動。

圖7 4 μs 時，爆轟波傳播至藥型罩頂部Fig.7 The detonation wave propagates to liner top at 4 μs

6 μs 和14 μs 時，長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥的藥型罩表面壓力云圖如圖8 所示。藥型罩微元壓垮運動初期，微元表面爆轟產(chǎn)物的壓力不受從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨ǖ挠绊?，考慮到藥型罩為軸對稱結(jié)構(gòu)，則6 μs 時，藥型罩表面的壓力分布呈軸對稱性。藥型罩微元壓垮運動后期，微元表面爆轟產(chǎn)物的壓力受到從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨ǖ挠绊?，考慮到裝藥為非軸對稱結(jié)構(gòu)，則14 μs 時，藥型罩表面的壓力分布呈非軸對稱性。

6 μs 和14 μs 時，長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥的藥型罩微元速度云圖如圖9 所示。藥型罩壓垮運動初期，藥型罩表面的壓力呈軸對稱分布，所以6 μs 時，壓垮速度也呈軸對稱分布。藥型罩微元壓垮運動后期，從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨懤m(xù)追趕上運動中的藥型罩微元?？紤]到從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨偸谴怪庇谘b藥表面?zhèn)魅氡Z產(chǎn)物，因此，從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨偸亲钤缬绊懡孛娑梯S所在剖面的藥型罩微元的壓垮運動，最晚影響截面長軸所在剖面的藥型罩微元的壓垮運動。從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨ǖ竭_藥型罩微元表面后，在微元表面反射稀疏波，微元表面爆轟產(chǎn)物的壓力的下降更為迅速，藥型罩微元壓垮運動的加速度的減小更為迅速，所以14 μs 時，截面短軸所在剖面的藥型罩微元壓垮速度最低，截面長軸所在剖面的藥型罩微元壓垮速度最高。

圖8 6 μs 和14 μs 時，長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥的藥型罩表面壓力云圖Fig.8 At 6 μs and 14 μs，the pressure on liner surface of the shaped charge with elliptical cross-section，whose ratio of the long axis to short axis is 1.5

圖9 6 μs 和14 μs 時，長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥的藥型罩速度云圖Fig.9 At 6 μs and 14 μs，the collapse velocity of liner elements of the shaped charge with elliptical cross-section，whose ratio of the long axis to short axis is 1.5

眾所周知，藥型罩微元在向軸線壓垮時，將受到相鄰藥型罩微元的作用，軸向上相鄰藥型罩微元具有不同的壓垮速度，則會在藥型罩母線方向上產(chǎn)生一個力的分量，使得藥型罩微元沿著與表面法線呈一定角度的方向運動［15-16］。不同于旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)聚能裝藥，壓垮運動受到從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨ㄓ绊懙臋E圓形截面聚能裝藥的藥型罩微元，周向上相鄰藥型罩微元具有不同的壓垮速度，則也會在藥型罩切線方向上會產(chǎn)生一個力的分量，使得在截面上，藥型罩微元的最終壓垮速度不是指向圓心，藥型罩微元的壓垮速度將存在沿藥型罩切線方向的速度分量，如圖10 所示。

3.3.2 橢圓形截面聚能裝藥的射流成型

圖10 截面上藥型罩微元壓垮速度的分量示意圖Fig.10 The component diagram of collapse velocity of liner element in cross-section

同樣以長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥為例，分析橢圓形截面聚能裝藥的射流成型，其射流在不同典型時刻的形態(tài)如圖11 所示。對于點起爆的橢圓形截面聚能裝藥，初始軸向位置相同的藥型罩微元具有相同的質(zhì)量流動率，則射流的剖面尺寸與相應(yīng)藥型罩微元的壓垮速度呈反比［17］，形成射流頭部的藥型罩微元的最終壓垮速度相同或者差異不明顯，則射流頭部截面形狀尺寸差異很??；而形成其他位置射流的藥型罩微元，截面長軸對應(yīng)的最終壓垮速度最高，截面短軸對應(yīng)的最終壓垮速度最低，則射流在裝藥截面長軸方向具有最小的尺寸，在裝藥截面短軸方向具有最大的尺寸；藥型罩微元越靠近藥型罩底部，最終壓垮速度差異越大，因此，射流截面位置越靠近尾部，尺寸差異越明顯。

圖11 長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥的射流在不同典型時刻的形態(tài)圖Fig.11 At typical time，the morphology of the jet of the shaped charge with elliptical cross-section，whose ratio of the long axis to short axis is 1.5

長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥形成的射流速度分布如圖12 所示。由圖12a 可知，射流具有軸向速度梯度，射流拉伸運動一段時間后，在距離射流頭部21 mm 處，出現(xiàn)了明顯的非凝聚現(xiàn)象，射流呈現(xiàn)關(guān)于截面長軸面對稱分布的具有橫向速度的兩束流體，非凝聚的射流在軸向拉伸過程中很快發(fā)生頸縮斷裂，形成一系列的斷裂粒子。射流出現(xiàn)非凝聚現(xiàn)象的主要原因可能為壓垮運動受到從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨ㄓ绊懙乃幮驼治⒃?，其最終壓垮速度存在沿藥型罩切線方向的速度分量，以裝藥截面長軸所在對稱面為界，左側(cè)藥型罩微元形成的射流具有沿截面短軸向左的橫向速度，右側(cè)藥型罩微元形成的射流具有沿截面短軸向右的橫向速度。初始位置越靠近底部的藥型罩微元，其最終壓垮速度在沿藥型罩切線方向上的速度分量越大，且形成的射流越靠近尾部，則非凝聚的流體位置越靠近尾部，橫向速度越大。

圖12 長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥的射流速度分布圖Fig.12 The velocity distribution of the jet of the shaped charge with elliptical cross-section，whose ratio of the long axis to short axis is 1.5

3.3.3 橢圓形截面聚能裝藥的侵徹特性

炸高為80 mm 時，長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥對靶板的侵徹過程如圖13 所示。由圖13可知，起爆后26 μs，射流頭部運動到靶板表面，射流開始侵徹靶板，此時射流已經(jīng)開始出現(xiàn)非凝聚現(xiàn)象；38 μs 時，射流的凝聚部分對靶板的侵徹結(jié)束；該炸高下，橫向速度較小的非凝聚態(tài)射流到達靶板表面時，橫向位移較小，射流依然可以繼續(xù)增加侵徹深度；隨著侵徹的進一步進行，橫向速度較大的非凝聚態(tài)射流到達靶板表面時，徑向位移大于初始侵徹孔孔徑，則該部分射流將不再增加初始侵徹通道的侵徹深度，而是形成如圖14 所示的偏移侵徹通道，偏移侵徹通道入孔沿著裝藥截面短軸方向，且關(guān)于裝藥截面長軸面對稱分布，并與初始侵徹孔相接；72 μs 時，杵體到達侵徹孔底，對靶板的侵徹結(jié)束，最終侵徹深度為56.5 mm。

圖13 炸高為80 mm 時，長短軸之比為1.5 的橢圓形截面聚能裝藥對45#鋼靶的侵徹過程圖Fig.13 Penetration process of the shaped charge with elliptical cross-section into 45# steel target at stand-off 80 mm，the ratio of the long axis to short axis of the cross-section is 1.5

圖14 數(shù)值模擬的靶板入孔及侵徹通道Fig.14 Entrance hole and penetration channel of numerical simunation

3.3.4 長短軸之比對射流成型的影響

橢圓形截面聚能裝藥形成射流的橫向速度與裝藥截面結(jié)構(gòu)相關(guān)，因此，為研究截面長短軸之比對射流成型的影響，開展了截面短軸直徑為56 mm，長短軸之比從1 到2 變化時，橢圓形截面聚能裝藥射流成型的數(shù)值模擬。

長短軸之比變化時，橢圓形截面聚能裝藥形成的射流在40 μs時刻的形態(tài)及橫向速度分布模擬結(jié)果如圖15所示。由圖15可知，橢圓形截面聚能裝藥形成的射流拉伸運動后期普遍存在非凝聚現(xiàn)象。當(dāng)長短軸之比小于1.6 時，長短軸之比越大，壓垮運動受從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨ㄓ绊懙乃幮驼治⒃湎噜徫⒃膲嚎逅俣炔町愒酱?，最終壓垮速度在沿藥型罩切線方向上的分量越大，則相同位置的射流的橫向速度越大。裝藥半徑大于一定值時，從裝藥表面?zhèn)魅氲谋砻嫦∈璨▽⒉辉儆绊懰幮驼治⒃膲嚎暹\動，裝藥長軸尺寸的增加并不會繼續(xù)影響藥型罩微元的最終壓垮速度分布，則長短軸之比大于1.6后，射流橫向速度分布不再發(fā)生明顯變化。

圖15 40 μs 時刻，各結(jié)構(gòu)橢圓形截面聚能裝藥的射流形態(tài)及橫向速度分布圖Fig.15 The morphology and transverse velocity distribution of the jet of shaped charges with different elliptical cross-sections at 40 μs

3.3.5 長短軸之比對侵徹特性的影響

炸高為80 mm 時，橢圓形截面聚能裝藥對45#鋼靶的侵徹深度與長短軸之比的關(guān)系如圖16 所示。當(dāng)長短軸之比小于1.4 時，隨著長短軸之比的增加，相同位置的射流的橫向速度顯著增加，更多的射流不能到達初始侵徹通道底部，則侵徹深度隨長短軸之比的增加而顯著降低。當(dāng)長短軸之比大于1.4 而小于1.6 時，雖然相同位置的射流的橫向速度隨長短軸之比的增加有輕微增加，但在該炸高下，這一輕微變化并未明顯改變可以到達初始侵徹通道底部的射流占比；當(dāng)長短軸之比大于1.6 時，射流的橫向速度分布無明顯變化，可以到達初始侵徹通道底部的射流占比無明顯變化；因此，長短軸之比大于1.4 時，侵徹深度無明顯變化。該炸高下，與長短軸之比為1 的聚能裝藥相比，橢圓形截面聚能裝藥的侵徹能力最高可下降61.4%。

圖16 炸高為80 mm 時，橢圓形截面聚能裝藥的侵徹深度隨長短軸之比的變化情況Fig.16 When the ratio of the long axis and short axis changes，the penetration depth of shaped charges with elliptical cross-sections at stand-off 80 mm

圖17 展示了長短軸之比分別為1、1.5 和2 時，橢圓形截面聚能裝藥侵徹45#鋼靶的試驗和數(shù)值模擬結(jié)果?？梢钥吹?，試驗與數(shù)值模擬的入孔形狀相似。長短軸之比為1 時，試驗及數(shù)值模擬的侵徹通道形狀相似，數(shù)值模擬得到侵徹深度為145 mm，與試驗結(jié)果誤差為-3.3%。長短軸之比為1.5 和2 時，試驗與數(shù)值模擬的靶板通道形狀呈現(xiàn)一定差異：試驗初始侵徹通道深度小于數(shù)值模擬結(jié)果，試驗的偏移侵徹通道深度大于數(shù)值模擬結(jié)果。長短軸之比為1.5 時，數(shù)值模擬得到初始侵徹通道侵徹深度為56.5 mm，與試驗結(jié)果誤差為18.9%；偏移侵徹通道深度為24.5 mm，與試驗結(jié)果誤差為-23.9%。長短軸之比為2 時，數(shù)值模擬得到初始侵徹通道侵徹深度為56 mm，與試驗結(jié)果誤差為21.7%；偏移侵徹通道深度為25 mm，與試驗結(jié)果誤差為-32.4%。

靶板侵徹通道深度的分配上數(shù)值模擬與試驗出現(xiàn)較大的誤差，分析原因可能為：數(shù)值模擬表征完全理想的情況，非軸對稱聚能裝藥的加工難度較大，試驗會偏離理想條件，使數(shù)值模擬與試驗的射流橫向速度分布存在一定的差異。

圖17 試驗和數(shù)值模擬結(jié)果Fig.17 Test and numerical simulation results

采用初始侵徹通道深度與偏移侵徹通道深度之和表征射流的侵徹能力。由圖18 可知，長短軸之比為1時，侵徹深度誤差為3.3%，長短軸之比分別為1.5 和2時，初始侵徹通道與偏移侵徹通道總體深度的數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果誤差分別為0.6%和2.4%。試驗與數(shù)值模擬的靶板入孔形狀相似，表明數(shù)值模擬可較好地反映橢圓形截面聚能裝藥的射流成型以及對靶板的侵徹特性。試驗中，長短軸之比由1.5 變化至2 時，初始侵徹孔與偏移侵徹孔平均偏移距離無明顯變化，表明射流的橫向速度分布無明顯變化，與數(shù)值模擬結(jié)果一致，表明數(shù)值模擬可較好的反映長短軸之比對橢圓形截面聚能裝藥的影響。

圖18 試驗與數(shù)值模擬結(jié)果對比圖Fig.18 Comparison of test and simulation results

4 結(jié)論

開展了橢圓形截面聚能裝藥的DOP 試驗，利用ANSYS/LS-DYNA 有限元軟件構(gòu)建相關(guān)橢圓形截面聚能裝藥的有限元模型，分析了橢圓形截面聚能裝藥的射流成型及對靶板的毀傷特性，研究了截面短軸一定時，長短軸之比對橢圓形截面聚能裝藥射流成型以及侵徹能力的影響。主要結(jié)論如下：

（1）橢圓形截面聚能裝藥的藥型罩微元在向軸線壓垮時，壓垮運動受從裝藥表面?zhèn)魅氲南∈璨ㄓ绊懙乃幮驼治⒃?，其最終壓垮速度將存在沿藥型罩切線方向的速度分量，使得該部分藥型罩微元碰撞形成的射流具有橫向速度。因此，橢圓形截面聚能裝藥形成的射流，除射流頭部在運動拉伸過程中持續(xù)呈凝聚態(tài)外，其余部分在運動拉伸后期呈非凝聚態(tài)，非凝聚的射流由關(guān)于截面長軸面對稱分布的具有橫向速度的兩束流體組成。

（2）橢圓形截面聚能裝藥侵徹靶板時，橫向速度較大的非凝聚射流不能到達初始侵徹通道底部增加侵徹深度，而是形成偏移侵徹通道，使得射流的侵徹能力大大降低。

（3）橢圓形截面聚能裝藥的截面短軸直徑為56 mm，長短軸之比小于1.6 時，長短軸之比越大，相同位置射流的橫向速度越大；長短軸之比大于1.6 時，射流的橫向速度分布不再發(fā)生明顯變化。

（4）橢圓形截面聚能裝藥的截面短軸直徑為56 mm，長短軸之比小于1.4 時，在炸高為80 mm 下的侵徹深度隨長短軸之比的增加急劇下降；當(dāng)長短軸之比大于1.4 時，在炸高為80 mm 下的侵徹深度不再發(fā)生明顯變化。