基于耗能模型的超空泡射彈水下侵徹魚雷等效關系研究*

嚴 平，趙埡麗，李 昕，魏 平

（1.海軍工程大學兵器工程學院，湖北 武漢 430033；2.91388部隊，廣東 湛江 524000）

隨著魚雷對艦艇的威脅日益加大，通過火炮發(fā)射超空泡射彈實現對魚雷的毀傷是水下防御技術的研究熱點之一[1]。采用真實目標進行水下毀傷試驗的成本很高，陸上等效靶試驗是一種可能的替代方案。Farrand等[2]討論了等效靶的定義，基于極限穿透速度等效原則和剩余RHA方法建立了等效準則，并給出了RHA-e的使用方法。Held等[3]將裝甲目標等效為一定厚度的均質靶，得出了射流侵徹下部件與均質靶的等效關系。熊冉等[4]基于剩余穿深等效原則，進行了桿式穿甲彈侵徹下陶瓷和均質鋼之間的等效關系數值分析；周捷等[5]基于極限穿透速度等效原則，研究了小尺寸破片對單兵防護裝備的侵徹；曹兵[6]基于極限穿透速度相等原則，根據彈丸侵徹45#碳鋼板和603靶板的實驗結果得出了兩者之間的等效關系；同時，學者們針對防空反導戰(zhàn)斗部、鎢合金穿甲彈毀傷反艦導彈的問題，也普遍開展了導彈多層等效靶的研究[7-9]。

目前等效靶研究主要集中于陸上或空中目標，對水下目標等效關系的研究偏少。已知的主要有：周巖等[10]基于能量等效原則，提出了船舷結構和均質靶板等效關系的方法,但該研究并未考慮水介質的影響；劉亭等[11]基于極限穿透速度等效原則，建立了射彈侵徹下魚水雷與均質鋼的等效關系，雖然在等效過程中將水介質考慮在內，但其研究僅限于魚水雷殼體，且未考慮全雷關鍵部件的等效模型。

射彈水下侵徹目標與射彈在空氣中侵徹目標有較大差異：水中阻力較大不可忽略；射彈水下侵徹靶板時，涉及湍流、多相流、質量轉換、非定常和可壓縮性等復雜流動機制,水介質的變化較為復雜，會對射彈及靶板造成一定的影響。由于水下毀傷試驗過程復雜、耗時長、成本高，若將水介質和魚雷殼體等效為一層等效靶，有利于大幅度減小威力試驗的成本。

為確保射彈對魚雷造成有效毀傷，要求射彈可以貫穿魚雷殼體，并擊穿其它關鍵部件。需要考慮射彈對魚雷內部關鍵部件的侵徹。本文研究超空泡射彈水下侵徹條件下魚雷與靶板材料的等效關系，構建一個由殼體和14個關鍵部件組成的典型魚雷結構模型，結合極限穿透速度等效原則和能量等效原則，并考慮水介質的影響，建立縱向侵徹全雷和橫向侵徹魚雷4個典型艙段的水下多層等效靶模型。

1 魚雷結構模型

構建目標等效靶前，應確定魚雷的關鍵部件，結合毀傷模式，建立魚雷結構模型，本文選擇MK48-5魚雷[12]作為典型對象建立魚雷結構模型。

MK48-5魚雷全雷分為5段，從前到后依次為雷頂段、戰(zhàn)雷頭、控制段、燃料艙和后艙雷尾[13]，其尺寸結構示意圖如圖1所示。

圖1 MK48魚雷尺寸結構示意圖（單位：mm）Fig.1 Schematic diagram of MK48 torpedo structure(unit:mm)

根據國內外魚雷武器一般用材，假設魚雷殼體采用的材料是7039鋁合金，戰(zhàn)斗部殼體采用TA1鈦合金，其余關鍵部件采用A356鋁合金。假設中心坐標采用的坐標系原點建立在魚雷頭部中心點上，x軸沿魚雷軸向（從頭到尾為正向），y軸沿魚雷橫向（向上為正），z軸垂直于xOy平面，Oxyz為右手笛卡爾坐標系。根據魚雷結構特征，將關鍵部件尺寸和中心坐標作如下假設，具體特征見表1～表4。

表1 制導系統(tǒng)關鍵部件及其基本特征Table1 Key components and basic features of guidance system

表2 戰(zhàn)斗部系統(tǒng)關鍵部件及其基本特征Table2 Key components and basic features of the warhead system

表3 控制系統(tǒng)關鍵部件及其基本特征Table3 Key components and basic characteristics of control system

表4 動力推進系統(tǒng)關鍵部件及其基本特征Table4 Key components and basic characteristics of propulsion system

超空泡射彈毀傷魚雷的主要機理是，基于動能侵徹原理，破壞魚雷內部裝置，使魚雷不能完成其戰(zhàn)斗使命。主要毀傷模式：

（1）魚雷殼體毀傷，將形成孔洞，海水由孔洞侵入魚雷內部使敏感部件失效；

（2）制導系統(tǒng)毀傷，將無法發(fā)出或接收信號，導致魚雷無法搜索跟蹤目標，造成魚雷丟失目標或無法操縱魚雷，使魚雷失去控制，制導系統(tǒng)的主要關鍵部件及其基本特征如表1所示；

（3）戰(zhàn)斗部系統(tǒng)毀傷，將可能造成2種結果：一是引爆戰(zhàn)斗部使魚雷解體，二是使魚雷出現啞彈現象。戰(zhàn)斗部系統(tǒng)的主要關鍵部件及其基本特征如表2所示；

（4）控制系統(tǒng)毀傷，將導致魚雷無法按照指令進行規(guī)定控制動作；控制系統(tǒng)的主要關鍵部件及其基本特征如表3所示；

（5）動力推進系統(tǒng)毀傷，將會造成魚雷缺乏動力，無法完成戰(zhàn)斗任務；動力推進系統(tǒng)的主要關鍵部件及其基本特征如表4所示。

為便于表征部件的相對位置和尺寸大小，以及計算部件的暴露面積和命中概率，根據部件的形狀特點，可以用六面體模擬部件單元的呈現面[14]。根據表1～表4各關鍵部件的基本特征[15]，將各關鍵部件簡化為簡單六面體，建立如圖2所示的MK48-5魚雷關鍵部件結構模型，包括魚雷制導系統(tǒng)、戰(zhàn)斗部系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力推進系統(tǒng)等。各關鍵部件在全雷中的分布如圖3所示。

圖2 魚雷關鍵部件結構模型Fig.2 Structural model of key parts of torpedo

圖3 魚雷結構示意圖Fig.3 Structure diagram of torpedo

2 等效模型

假設超空泡射彈水下侵徹魚雷的過程分為射彈侵徹水介質和魚雷殼體，以及射彈侵徹魚雷內部關鍵部件兩個階段。

對于等效關系的研究，一般有2種理論：一種是極限穿透速度等效原則[16]，主要用于評估彈藥威力；另一種是剩余穿深等效理論[17]，主要用于評估目標的抗毀傷能力，如陳貝貝等[18]通過對穿甲燃燒彈侵徹YAG透明陶瓷及玻璃的剩余穿深實驗研究，得出了YAG透明陶瓷防護能力顯著高于玻璃材料，其抗毀傷能力更強。本文主要目的是建立射彈水下侵徹魚雷所對應的多層靶，而非評估魚雷的抗毀傷能力，故研究射彈侵徹水介質和魚雷殼體時，采用極限穿透速度等效原則。

當射彈穿透魚雷殼體后侵徹魚雷內部關鍵部件時，彈體和魚雷內部流場發(fā)生了一定的變化，對后續(xù)的侵徹具有一定的影響，繼續(xù)采用極限穿透速度等效原則將有一定誤差，故采用能量等效原則[10,19]，即超空泡射彈穿透魚雷殼體后，剩余速度穿透魚雷內部關鍵部件的耗能和剩余速度穿透相應等效靶的耗能相等。

水下超空泡射彈命中魚雷的不同位置，會造成不同的毀傷，從而引起魚雷不同功能的失效，故射彈對魚雷不同命中角度和不同命中方向得到的等效靶模型也不同。

假設射彈在魚雷不同部位均是垂直撞擊，不考慮射彈對魚雷不同命中角度的研究，可按照對魚雷不同命中方向將其分為縱向侵徹和橫向侵徹2類進行分析研究。超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷的不同艙段，毀傷的關鍵部件不同，得到的等效靶模型也不同，根據圖1所示的魚雷尺寸結構示意圖，將橫向侵徹魚雷分為以下5種情況進行分析研究，分別為：侵徹雷頂段、侵徹戰(zhàn)雷段、侵徹控制段、侵徹燃料艙和侵徹后艙雷尾。本文選擇縱向侵徹全雷和橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段、控制段、燃料艙和后艙雷尾進行分析研究。

超空泡射彈水下縱向侵徹全雷時，假設射彈依次貫穿水介質、魚雷頭部殼體、換能器、發(fā)射機、自導控制邏輯組件、戰(zhàn)斗部殼體、主裝藥、控制系統(tǒng)、線團、燃料艙、輔助泵、發(fā)動機、泵噴射推進器和魚雷尾部殼體，其中將水介質和魚雷頭部殼體等效為一層等效靶；為簡化計算，將戰(zhàn)斗部殼體和主裝藥等效為同一層等效靶；其余關鍵部件各等效為一層等效靶。故水下超空泡射彈縱向侵徹魚雷時，可等效為12層等效靶，等效結構示意圖如圖4所示。

圖4 縱向侵徹等效靶結構示意圖Fig.4 Schematic diagram of equivalent target structure for longitudinal penetration

超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段時，假設射彈依次貫穿水介質、魚雷頂部殼體、戰(zhàn)斗部殼體、主裝藥、引爆裝置和魚雷底部殼體，其中將水介質和魚雷頂部殼體等效為一層等效靶；為簡化計算，將戰(zhàn)斗部殼體和主裝藥等效為一層等效靶；其余關鍵部件各等效為一層等效靶。因此水下超空泡射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段時，可等效為4層等效靶，其等效結構示意圖如圖5所示。

圖5 橫向侵徹戰(zhàn)雷段等效靶結構Fig.5 Schematic diagram of equivalent target structure for transversely penetrating warhead

當射彈橫向侵徹魚雷控制段時，假設射彈依次貫穿水介質、魚雷頂部殼體、電源組件、陀螺等傳感器控制組件、指令控制組件和魚雷底部殼體，其中將水介質和魚雷頂部殼體等效為一層等效靶，其余4個部件各等效為一層等效靶，故將射彈橫向侵徹魚雷控制段時等效為5層等效靶，其等效結構示意如圖6所示。

圖6 橫向侵徹控制段等效靶結構Fig.6 Schematic diagram of equivalent target structure for transversely penetrating control section

超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷燃料艙時，由于燃料艙內各關鍵部件分布位置不同，結合圖2魚雷關鍵部件結構模型和圖3魚雷結構示意圖，假設射彈橫向侵徹魚雷燃料艙段有以下2種情況：一種是射彈依次貫穿水介質、魚雷頂部殼體、線團和魚雷底部殼體；另一種是射彈依次貫穿水介質、魚雷頂部殼體、燃料艙和魚雷底部殼體。故超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷燃料艙的等效模擬模型有以下2種：一種是水介質和魚雷頂部殼體等效為一層靶板，線團等效為一層靶板，魚雷底部殼體等效為一層靶板，共3層等效靶板，其等效結構示意圖如圖7所示；另一種是水介質和魚雷頂部殼體等效為一層靶板，燃料艙等效為一層靶板，魚雷底部殼體等效為一層靶板，共3層等效靶板，其等效結構示意圖如圖8所示。

圖7 橫向侵徹燃料艙等效靶結構1Fig.7 Schematic 1 of equivalent target structure for transversely penetrating fuel tank

圖8 橫向侵徹燃料艙等效靶結構2Fig.8 Schematic 2 of equivalent target structure for transversely penetrating fuel tank

超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷后艙雷尾時，由于后艙雷尾殼體結構不同，以及其內各關鍵部件分布位置不同，結合魚雷關鍵部件結構模型（圖2）和魚雷結構示意圖（圖3），假設射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾有以下3種情況：（1）射彈依次貫穿水介質、魚雷頂部殼體、輔助泵和魚雷底部殼體；（2）射彈依次貫穿水介質、魚雷頂部殼體、發(fā)動機和魚雷底部殼體；（3）是射彈依次貫穿水介質、魚雷尾部殼體、泵噴射推進器和魚雷尾部殼體。故超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷后艙雷尾的等效模擬模型有以下3種：（1）將水介質和魚雷頂部殼體等效為一層靶板，輔助泵和魚雷底部殼體分別等效為一層靶板，共3層等效靶，其等效結構示意圖如圖9所示；（2）將水介質和魚雷頂部殼體等效為一層靶板，發(fā)動機和魚雷底部殼體分別等效為一層靶板，共3層等效靶，其等效結構示意圖如圖10所示；（3）將水介質和魚雷尾部殼體等效為一層靶板，泵噴射推進器等效為一層靶板，魚雷尾部殼體等效為一層靶板，共3層等效靶板，其等效結構示意圖如圖11所示。

圖9 橫向侵徹后艙雷尾等效靶結構1Fig.9 Schematic 1 equivalent target structure for transversely penetrating torpedo afterbody

超空泡射彈水下侵徹魚雷時，射彈損失的動能主要包括射彈侵徹水介質的耗能、魚雷獲得的動能、熱效應及波動效應消耗的能量、射彈變形消耗的能量等。射彈在碰撞時會有一定的變形。射彈穿透魚雷殼體后會產生二次破片，且射彈質量會有一定的損失。為簡化問題研究，本文做以下假設：

（1）彈體是剛體，且垂直撞擊靶板；

（2）彈體的穿孔變形機制為塑性變形；

（3）忽略熱效應和波動效應等次要功；

（4）忽略射彈穿透魚雷殼體后質量的損失；

（5）忽略射彈穿透魚雷殼體后二次破片的影響。

3 耗能模型

射彈在侵徹水介質或魚雷時，所需的最小速度vmin對應的動能即為侵徹水介質或魚雷所消耗的能量W：

3.1 水介質耗能模型

由于將水介質和魚雷殼體等效為一層等效靶，依據極限穿透速度等效原則，并結合式(1)可知此時W=Ww+Ws（W、Ww和Ws分別為侵徹等效靶、水介質、魚雷殼體所需的耗能）。

基于剛體力學給出的射彈侵徹水介質所受阻力為：

式中：CD是 阻力系數； ρ 是水介質密度；S是射彈最大橫截面積；v是射彈速度。令 ?0=CDρS/(2m)，對式(2)積分可得射彈速度v與在水介質中位移x的關系為：

式中：v0為射彈初速。射彈侵徹一定厚度水介質消耗的能量是：

3.2 靶板耗能模型

Chen等[20]提出了一種基于動態(tài)空腔膨脹模型的通用無量綱公式，用于預測在無變形彈丸正常撞擊下對金屬的侵徹深度。Forrestal等[21]建立了剛性彈丸侵徹韌性金屬靶的穿透方程。Chen等[22]通過研究不同幾何特性的剛性彈丸對厚板的侵徹問題，得出了預測厚金屬板穿孔的彈道極限速度和剩余速度的公式。Warren等[23]通過研究球形空穴膨脹理論斜侵徹問題時,構造了一個球形空穴膨脹理論的自由表面效應修正函數。孫煒海等[24]將薄金屬靶板的變形分為局部變形和整體變形，通過準靜態(tài)柱形空穴膨脹理論、載荷-位移關系和虛功原理，得出了錐頭彈丸穿透金屬靶板的彈道極限公式和耗能公式。本文在文獻[24]的基礎上構造出目標靶和等效靶之間的厚度關系。

Hill[25]通過研究柱形空穴在無限體中的膨脹問題，得出了剛性-理想塑性不可壓縮材料的表面應力為

式中：E為彈性模量； σy為金屬材料的準靜態(tài)屈服強度。

射彈侵徹薄靶時，靶板材料對射彈的表面法向阻力為：

式中：f為準靜態(tài)柱形空穴膨脹理論的自由表面效應修正函數[24]；N為待定系數，文中取值為7；H為靶板厚度；d是射彈直徑； θ 是射彈傾角。

如圖12所示，射彈侵徹薄靶時，即Ln＞H，貫穿薄靶的過程可分為3個階段，分別為：壓入階段，s≤H；侵徹階段，H＜s≤Ln；穿出階段，Ln＜s≤Ln+H。基于3個階段分別對式(6)積分，得出射彈侵徹薄靶時3個階段所受軸向阻力分別為：

圖12 射彈侵徹薄靶示意圖Fig.12 Schematic diagram of projectile for penetrating thin

式中： μ =0.03 ，為彈、靶之間的動摩擦因數[11]。

對式(9)積分，得到射彈侵徹薄靶時的局部耗能

當板厚與彈徑之比H/d較小時，靶板的整體變形較大，需要考慮整體耗能Wtot[11]：

3.3 目標靶與等效靶之間的厚度關系

超空泡射彈以彈道極限速度v50穿透水介質和魚雷殼體時，對應動能即為最小穿透能量。射彈穿透水介質和魚雷殼體所消耗的能量與射彈對應等效靶所消耗的能量相等：

式中：H1和H2分別為頂部魚雷殼體和頂部等效靶的厚度，α1和α2分別為頂部魚雷殼體和頂部等效靶對應的系數α，σy1和σy2分別為頂部魚雷殼體和頂部等效靶的屈服強度。

由式(13)可得出彈道極限速度：

基于極限穿透速度等效原則，將式(14)帶入式(12)，從而建立水介質和魚雷殼體與相關材料之間的厚度關系[11]：

射彈穿透魚雷殼體后的剩余速度vr為：

射彈穿透水介質和魚雷殼體后，以剩余速度vr繼續(xù)侵徹魚雷內部關鍵部件和底部殼體，基于能量等效原則，射彈穿透內部關鍵部件或底部殼體所消耗的能量與射彈穿透對應等效靶所消耗的能量相等：

式中：H3和H4為底部魚雷殼體與底部等效靶的厚度，α3為底部魚雷殼體材料對應的系數α，σy3為底部魚雷殼體的屈服強度。

根據式(17)建立魚雷內部關鍵部件或底部殼體與相關材料之間的厚度關系：

3.4 計算實例

采用上述推導公式對等效靶厚度進行理論計算，計算射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段的等效靶厚度。假設超空泡射彈彈體直徑d=12.7mm ，射彈傾角r=30 °，射彈質量m=11.65g ,射彈初速v0=900m/s ；等效靶材料均為LY-12鋁合金[26]靶板，LY-12鋁合金是一種高強度硬鋁，在兵工領域應用較廣，可用于各種材料的等效，且LY-12鋁合金制備工藝成熟，生產成本較低。魚雷及等效靶材料參數見表5。

表5 魚雷及等效靶材料參數Table5 Material parameters of torpedo and equivalent target

假設水介質及魚雷殼體厚度為16 mm，魚雷殼體及關鍵部件的厚度按實際模型進行一定估算假設，結合式(15)及式(18)計算射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段的等效靶厚度，計算結果見表6。其他等效靶模型靶板厚度的計算方法同上。

表6 射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段等效靶的理論計算數據Table6 The theoretical calculation data of the equivalent target of warhead for the transverse penetration of projectiles

4 等效模擬靶

建立多層靶的關鍵之一是確定相鄰靶板之間的間隙。假設各關鍵部件材質、厚度均勻，各關鍵部件之間的相對間隙是其質心之間的距離，相鄰等效靶之間的相對間隙是對應關鍵部件之間的相對間隙，靶板之間的間隙是相對間隙減去靶板厚度的一半。

4.1 射彈縱向侵徹全雷的等效靶

根據魚雷實際模型，假設后艙雷尾的傾角為150°，由于雷頂段頭部殼體是弧形，考慮打擊概率，將水介質和頭部殼體等效為一層傾角是60°的靶板，后艙雷尾的尾部殼體等效為一層150°的靶板。結合各關鍵部件基本特征表，根據圖4射彈縱向侵徹全雷的等效結構示意圖，并依據式(15)和式(18)，做出水下超空泡射彈縱向侵徹全雷等效模型結構表，見表7。綜上，得出超空泡射彈水下縱向侵徹全雷等效模擬靶，見圖13。

表7 射彈縱向侵徹全雷等效模型結構表Table7 Structure table of equivalent model for longitudinal penetration of projectiles into mine

圖13 射彈縱向侵徹全雷的等效模擬靶（mm）Fig.13 Equivalent simulated target for longitudinal penetration of projectile into mine(mm)

4.2 射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段的等效靶

結合表2戰(zhàn)斗部系統(tǒng)關鍵部件基本特征，和圖5射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段等效結構示意圖，并依據式(15)和式(18)，得出射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段等效模型結構表，見表8。

表8 射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段等效模型Table8 Equivalent model for transverse penetration of projectiles into warhead

圖14是射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段的等效模擬靶，從左至右依次為水介質和魚雷頂部殼體、引爆裝置、主裝藥和戰(zhàn)斗部殼體、魚雷底部殼體的等效靶。

圖14 射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段等效模擬靶（單位：mm）Fig.14 Equivalent simulated target for transverse penetration of projectiles into warhead(unit:mm)

4.3 射彈橫向侵徹魚雷控制段的等效靶

結合圖6射彈橫向侵徹魚雷的等效結構示意圖，并依據式(15)和式(18)，做出表9射彈橫向侵徹魚雷控制段的等效模擬模型表。

表9 射彈橫向侵徹魚雷控制段等效模型結構表Table9 Structure table of equivalent model for transverse penetration of projectiles into control section

綜上，得出超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷控制段的等效模擬靶，從左至右依次為水介質和殼體、電源組件、陀螺等傳感器控制組件、底部殼體，見圖15。

圖15 射彈橫向侵徹魚雷控制段的等效模擬靶（單位：mm）Fig.15 Equivalent simulated target for transverse penetration of projectiles into control section(unit:mm)

4.4 射彈橫向侵徹魚雷燃料艙的等效靶

結合各關鍵部件基本特征，及圖7和圖8射彈橫向侵徹魚雷燃料艙等效靶結構示意圖，并依據式(15)和式(18)，做出射彈橫向侵徹魚雷燃料艙的等效模型結構表，見表10和表11。綜上，超空泡射彈水下橫向侵徹魚雷燃料艙的等效模擬靶有兩種，分別見圖16和圖17。

表10 射彈橫向侵徹魚雷燃料艙等效模型結構表1Table10 Structure table 1 of equivalent model for transverse penetration of projectiles into fuel tank

表11 射彈橫向侵徹魚雷燃料艙等效模型結構表2Table11 Structure table 2 of equivalent model for transverse penetration of projectiles into fuel tank

圖 16 射彈橫向侵徹魚雷燃料艙的等效模擬靶1 （單位：mm）Fig.16 Equivalent simulated target 1 for transverse penetration of projectiles into fuel tank(unit:mm)

圖17 射彈橫向侵徹魚雷燃料艙的等效模擬靶2 （單位：mm）Fig.17 Equivalent simulated target 2 for transverse penetration of projectiles into fuel tank(unit:mm)

4.5 射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾等效靶

魚雷部分尾部殼體具有一定的錐度，假設錐度分別為30°和150°，則該部分頂部殼體和底部殼體等效靶的傾角分別為30°和150°。結合各關鍵部件基本特征，及圖9～圖11射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾等效靶結構示意圖，并依據式(15)和式(18)，做出射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾的等效模型結構表，見表12～表14。

表12 射彈橫向侵徹后艙雷尾等效模型結構1Table12 Equivalent model 1 for transverse penetration of projectiles into torpedo afterbody

表13 射彈橫向侵徹后艙雷尾等效模型結構2Table13 Equivalent model 2 for transverse penetration of projectiles into torpedo afterbody

表14 射彈橫向侵徹后艙雷尾等效模型結構3Table14 Equivalent model 3 for transverse penetration of projectiles into torpedo afterbody

綜上，超空泡射彈水下侵徹魚雷后艙雷尾的等效模擬靶有以下3種，見圖18～圖20。

圖18 射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾等效模擬靶1（mm）Fig.18 Equivalent simulated target 1 for transverse penetration of projectiles into torpedo afterbody(mm)

圖19 射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾等效模擬靶2（mm）Fig.19 Equivalent simulated target 2 for transverse penetration of projectiles into torpedo afterbody(mm)

圖20 射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾等效模擬靶3（單位：mm）Fig.20 Equivalent simulated target 3 for transverse penetration of projectiles into torpedo afterbody(unit:mm)

5 結 論

本文將超空泡射彈水下侵徹MK48-5魚雷等效為多層靶模型，通過考慮水介質和射彈垂直侵徹魚雷典型方向以及典型艙段的影響，可得到以下結論。

（1）超空泡射彈縱向侵徹魚雷陸上試驗，可采用12層LY-12鋁合金等效靶，其中頭部殼體等效為60°的LY-12鋁合金靶板，尾部殼體等效為150°的LY-12鋁合金靶板，其余等效靶均為90°的LY-12鋁合金靶板，每層靶板的厚度從左至右分別為：8、2、4、2、30、6、2、4、8、12、10、6 mm；

（2）超空泡射彈橫向侵徹魚雷戰(zhàn)雷段陸上試驗，可采用4層LY-12鋁合金等效靶，各靶均為90°的靶板，每層靶板的厚度從左至右分別為：8、4、30、6 mm；

（3）超空泡射彈橫向侵徹魚雷控制段陸上試驗，5層LY-12鋁合金等效靶，各靶均為90°靶板，每層靶板的厚度從左至右分別為：8、6、6、6、6 mm；

（4）超空泡射彈橫向侵徹魚雷燃料艙陸上試驗，可采用2種等效靶模型，均為3層90°LY-12鋁合金靶板：第一種是水介質和魚雷頂部殼體、線團、魚雷底部殼體，每層靶板的厚度從左至右分別為：8、2、6 mm；第二種是水介質和魚雷頂部殼體、燃料艙、魚雷底部殼體，每層靶板的厚度從左至右分別為：8、4、6 mm；

（5）超空泡射彈橫向侵徹魚雷后艙雷尾陸上試驗，可采用3種等效靶模型，均為3層LY-12鋁合金靶板：第1種是水介質和魚雷殼體、輔助泵、魚雷底部殼體，靶板傾角均為90°，每層靶板的厚度從左至右分別為：8、8、6 mm；第2種是水介質和魚雷殼體、發(fā)動機、魚雷底部殼體，靶板傾角均為90°，每層靶板的厚度從左至右分別為：8、12、6 mm；第3種是水介質和魚雷尾部殼體、泵噴射推進器、魚雷尾部殼體，其中水介質和魚雷尾部殼體等效為傾角是30°的8 mm靶板，泵噴射推進器等效為傾角為90°的10 mm靶板，魚雷尾部殼體等效為傾角是150°的6 mm靶板。