彈道學的組成部分,研究彈丸或榴彈破片著靶和入靶過程中彈、靶的變形和彈丸的運動規律。從力學效應的角度看,終點彈道效應有兩類:高速彈丸或破片、聚能射流等對靶的穿甲和破甲效應;炸藥爆炸在空氣中產生的衝擊波(即激波)或彈丸撞擊靶後在靶內引起的衝擊波對靶的破壞效應。不同彈種有不同的終點彈道效應,主要有:①動能穿甲彈的穿甲效應;②聚能破甲彈的破甲效應,包括聚能射流的形成及其對靶的破甲效應;③碎甲彈的碎甲效應;④彈丸和榴彈破片的殺傷破壞效應;⑤爆破彈的衝擊波破壞效應等。。①和②兩種效應統稱為侵徹效應。終點彈道學主要為彈丸和戰鬥部的威力設計服務,也為裝甲防護、防禦工事和引信等的設計服務。

  穿甲效應 是一種侵徹效應。穿甲彈以高速撞擊目標時,會產生很高的壓力,使目標和彈體同時發生變形,造成破壞,彈體擠壓目標材料形成彈孔或貫穿目標。侵徹過程和破壞效果同彈丸的材料力學性質、結構、著速、著角、目標的材料力學性質和結構等有關。榴彈穿入土壤、磚石和混凝土工事也是一種侵徹效應。穿甲彈的破壞對象主要是活動的坦克、裝甲車輛和艦艇。因裝甲厚度及其機械性質的不同,裝甲的穿孔形式一般分為沖塞式、開花式、延性擴孔式和破碎式四種。穿孔孔徑一般稍大於彈徑。二十年來,坦克裝甲的防護能力大有改善,裝甲增厚,前裝甲的坡度變小,促使穿甲彈的結構發生重大的改革,出現新的桿式脫殼穿甲彈,速度從1千米/秒以下增至1.7千米/秒以上;長徑比從4以下增至15以上;采用鎢等高密度的彈體材料代替合金鋼。由於長徑比增大和彈速增大,增加瞭轉動慣量,從而減少瞭侵徹時間,彈體就更容易鉆進小坡度靶面的裝甲內部而不易發生跳彈;加上彈體材料的密度增大,就使單位截面靶面所接受的彈體動能顯著增加,導致撞擊壓力成倍增長,從而大大提高穿甲效果,穿甲深度可達一般穿甲彈的1.7倍以上。圖1表示桿式脫殼穿甲彈傾斜著甲(傾角30°)時的典型穿孔形狀。近年采用流體彈塑性體模型,發展出一種數值模擬方法,對穿甲過程有瞭更深刻的認識。現在坦克裝甲廣泛采用復合裝甲和間隙裝甲,抗彈能力顯著增大,給終點彈道學提出新的課題。

圖1 桿式脫殼穿甲彈的穿孔形狀(剖面圖)

  破甲效應 破甲戰鬥部爆炸後形成的高速射流同裝甲目標作用的效果。按照彈道學的觀點,破甲作用涉及全彈道學的內容。從戰鬥部裝藥的起爆、爆轟、藥型罩的加速,直到射流的形成,屬於內彈道學問題;射流在空氣中的運動和斷裂,屬於外彈道學問題;射流同裝甲目標的作用過程則屬於終點彈道學問題。射流性態特殊,在理論上可按流體處理,從頭部至尾部,速度逐漸衰減,頭部速度高達7.6~9千米/秒以上,尾部速度在2千米/秒以下,基本上呈線性分佈。射流依靠動能產生破甲作用,但射流斷面上的能量密度遠大於同口徑的低速穿甲彈,破甲深度可達彈徑的6~7倍,然而射流的後效作用小於桿式脫殼穿甲彈。穿孔形狀見圖2。由聚能破甲彈派生出來的自鍛破片裝藥(又稱大錐角聚能裝藥)爆炸後形成自鍛破片,速度達2~3.5千米/秒,也可產生破甲效應。

圖2 破甲戰鬥部射流的穿孔形狀

  第二次世界大戰期間,G.I.泰勒等人建立瞭破甲的不可壓縮流體理論,給出瞭計算射流速度和直徑的公式以及射流速度同孔底侵徹速度之間的關系,直到現在仍然是一些主要國傢設計反坦克武器和裝甲的理論依據。近年來發展出流體彈塑性體的有關模型和理論,進一步研究瞭材料的強度效應。復合裝甲和間隙裝甲的出現增加瞭破甲過程的復雜性,成為終點彈道學研究的新課題。

  碎甲效應 碎甲戰鬥部在接觸裝甲以後,通過爆炸作用直接破壞裝甲目標。碎甲戰鬥部在裝甲表面上爆炸時,從接觸面開始向裝甲中傳播強壓縮應力波,此波到達裝甲背面時,相應地反射一個拉伸應力波,壓縮波與拉伸波發生幹擾,形成拉應力。根據積累破壞準則,在接近裝甲背面某處發生層裂效應,所形成的碟形破片可重達數公斤,飛散速度可達每秒數百米。在連續的層裂效應中,所形成的破片線度和厚度愈來愈小。一般應用流體力學理論研究碎甲作用問題。理論分析和實驗證明,碎甲戰鬥部作用於復合裝甲或間隙裝甲時往往不能產生層裂效應。

  破片效應和爆炸沖擊波效應 破片效應指殺傷戰鬥部爆炸後形成的破片與有生力量或輕裝甲目標的作用效果。破片可分為自然破片、預制破片和半預制破片。破片作用過程也涉及全彈道學的內容,戰鬥部裝藥的起爆、爆轟以及破片的加速過程,涉及內彈道學問題;在空氣阻力和重力作用下,破片的運動規律、作用范圍和殺傷面積屬於外彈道學問題;破片與有生力量或輕裝甲的直接作用則屬於終點彈道學問題。殺傷戰鬥部爆炸和破片加速過程見圖3,破片與有生力量作用的終點彈道學有時稱為創傷彈道學。爆炸沖擊波的作用就是爆破戰鬥部產生的終點效應,隨周圍介質的不同,可分為空氣沖擊波和水中沖擊波。殺傷戰鬥部也可形成爆炸沖擊波,但其作用居次要地位。

圖3 殺傷戰鬥部爆炸過程