兵器科学研究者不应错过的新书——《终点效应学》

2019 年 7 月 24 日 科学出版社


弹药是种类最多、用量最大和适用范围最广的军事装备或器械,是武器系统中最积极、最活跃的因素。弹药的作战效能、综合性能和技术水平主要体现在射程、精度和威力三个方面,其中与弹药威力最直接、最紧密相关的基础理论之一就是终点效应学。


终点效应学是兵器科学或武器科学的组成部分,属于实验科学和技术科学的范畴。从这门学说的出现来看,它历史悠久;从这门学说的内涵来看,它又是与时俱进的。


终点效应学还远不是一门科学,更多的是以实验为主并结合基础理论的半理论半经验公式,以及不太可靠的实战数据和研究经验的综合。终点效应学属于兵器科学与技术的学科范畴,是一种多学科交叉的工程应用学科,主要研究弹药/战斗部等各种毁伤装置的终点作用原理及对目标的毁伤效应,研究成果主要用于弹药/战斗部威力设计与分析、目标防护设计与生存能力分析、武器终点毁伤效能评估以及武器系统的作战效能研究等。本书以常规武器/弹药终点毁伤理论与应用为主题,以战斗部作用原理与毁伤效应为主线,较为系统地介绍了终点效应学的基本理论和知识,归纳总结了相关的计算模型、试验数据以及工程应用方法等。



终点效应学从萌芽、诞生、演变直至发展到今天,已有近300年的历史,其发展的动力来源于人们不太情愿的战争需求和科学技术持续进步的推动。终点效应学的早期研究和成长摇篮在欧洲,以英国、法国和德国等为突出代表。关于终点效应学研究的历史地位,仍然首推美国和苏联(俄),这是因为终点效应学的快速集中与跨越式的发展主要由美国和苏联(俄)的研究成果所体现,美、俄至今仍处于该领域的国际领先地位。然而根据研究现状和发展趋势可以预期,中国有望成为未来世界上新的研究中心之一。


对终点效应学的发展有重大影响的历史事件主要有:火炸药的发明并成为武器/弹药的动力推进和终点毁伤的能源;第一次和第二次世界大战;热核武器的出现并用于实战;水到渠成、自然而然的武器/弹药信息化与智能化。


终点效应学研究主要体现为弹药/战斗部和目标对立统一的两个方面,通过毁伤这一核心主题相衔接,一方面是弹药/战斗部的终点作用原理和毁伤因素的形成,另一方面是目标的毁伤响应及其结果。因此,本书从讨论终点效应学的科学技术内涵和追溯终点效应学发展历史开始,较为系统地归纳总结了目标易损性与毁伤机理、穿甲效应、杀伤效应、聚能效应、爆炸效应、非致命武器毁伤效应以及武器/弹药终点毁伤效能评估等方面的经典研究成果,其中不乏作者的深度思考、深化理解以及深入研究后的心得和认识。本书十分关注经典理论与工程实践的结合性、模型算法的适用性以及工程应用的操作性等实际问题,同时也特别考虑了军事需求和技术发展的动态变化,这在内容梳理、结构编排和文字表述等方面有所体现。


相较于本书的第一版(国防工业出版社,2000)以及国内已有的其他相关著作,本书的显著特色主要有:从学科的角度对终点效应学进行了综合论述;增加了相对系统完整的“非致命武器毁伤效应”和“武器/弹药终点毁伤效能评估”两方面的内容;对终点效应学的传统内容进行了补充和完善,如毁伤及其关联概念体系、混凝土侵彻工程模型、密闭空间爆炸效应、水中爆炸威力场结构等。除此之外,书中还引入了一些作者的研究成果,相对于经典研究成果的千锤百炼,这些内容是稚嫩和单薄的,甚至有可能经不起时间和实践的检验,在此予以特别声明。


作者从事终点效应学以及以此为核心理论基础的武器/弹药、毁伤理论等方面的教学和科研工作20余年,时常有写一本好书的冲动,希望它能体系完整、内容丰富、深度适中和工程实用。然而在实际工作中,仍然为一些经典问题而困惑,为一些新出现的问题而茫然,这既说明作者的能力和水平确实有限,也昭示终点效应学的纷繁复杂和不断发展变化。因此,本书难免存在不足,在此提请读者原谅。由于尽善尽美无论主观和客观上都是难以做到的,于是怀着忐忑不安的心情静候读者的批评指正,尽管如此,仍然希望本书能对同仁们的教学和科研工作有所帮助或提供有益的参考。




作者简介


王树山,男,北京理工大学教授、博士生导师,兵器科学与技术双一流学科(A+)、武器系统与应用工程方向带头人,主要从事智能弹药、水下武器及毁伤评估等领域的教学和科研工作。曾任原总装备部水中兵器技术专业组成员、常规武器试验技术专家组成员,原陆装科订部装甲武器弹药专家组成员,海装兵器部预研专家组成员,中国兵工学会高级会员、毁伤评估技术专业委员会委员,《船舶工程》、《水下无人系统学报》编委等。公开发表学术论文近200篇,获授权发明专利近20项,以第一完成人获得部级国防科技成果奖4项。


终点效应学



终点效应学(terminal effects)起源于终点弹道学(terminal ballistics),是在经典终点弹道学基础上随着研究范围和研究内容的不断拓展而逐渐形成的内涵更加丰富的工程应用学科。终点弹道学一直以弹道学分支的形式存在,而弹道学是研究各种弹丸或抛射体从发射起点到终点的运动规律及伴随发生的有关现象的学科。对于经典弹道学,主要从身管发射武器的角度出发,由内弹道学、外弹道学和终点弹道学三个分支构成。在现代弹道学的学科体系中,又衍生出了中间弹道学、创伤弹道学等分支。另外,随着航天和航海科技的发展,还形成了大气层外的太空弹道学(也称为地球弹道学)和水弹道学等,这些也属于现代弹道学的体系范畴。在高能炸药广泛应用之前,弹丸主要作为动能侵彻体或利用其中装填的火药燃爆效应对目标起破坏作用。早期的终点弹道学研究更多的是针对弹体到达终点时所发生的侵彻、穿甲以及高速碰撞效应等方面的研究,也因此产生了力学学科的一个分支——穿甲力学。现代的终点弹道学,已经扩充了目标易损性、战斗部原理等研究内容,按《中国大百科全书》的定义,终点弹道学是一门研究“弹丸或战斗部在目标区域的运动规律、对目标的作用机理及威力效应”的学科。


随着兵器科学与技术的不断创新和发展,军事对抗学说与武器运用方法的不断更新与完善,以及基础理论学科与工程应用学科的不断交叉与融合,使目标易损性、战斗部原理以及毁伤评估理论等方面的研究与应用得以不断深化和扩展,并使以此为核心的毁伤理论开始形成体系。这样,从兵器科学与技术的学科体系出发,在终点弹道学的基础上,以毁伤理论与技术为研究主题的发展型学科开始呼之欲出,本书正是基于此来定位终点效应学并与经典终点弹道学进行区分。按国际弹道委员会(International Ballistics Committee,IBC)关于弹道学的专题分类方法,终点弹道更多的是指穿甲效应方面的研究,并与战斗部原理及目标易损性并列起来。目前,国内相关学者并不对终点效应学和终点弹道学刻意加以区分,通常认为具有相同的概念内涵。事实上,从弹道学分支的角度,按弹道学的学科体系和经典终点弹道学的概念范畴,已不能全面、准确地诠释相关科学技术领域不断拓展的研究内容。因此,重新审视终点弹道学的发展历程,从学科发展的角度赋予终点效应学更科学的内涵,是必要的和适宜的。


广义的终点效应学可扩展到各类武器系统的各种终端效应,甚至可以扩展到体育运动的球类、射击、射箭等项目中各种运动体的末端结果以及生产、生活中各种物理和化学过程的最终结果。狭义终点效应的载体是弹药/战斗部,本书采用狭义终点效应的概念。弹药一般指有壳体,装有火药、炸药或其他装填物,能对目标起毁伤作用或完成其他任务的军械装备;战斗部指弹药完成对目标毁伤或使目标失能的核心部分。


狭义的终点效应学主要研究弹药/战斗部等各种毁伤装置的终点作用原理及其对目标的毁伤理论,更突出“毁伤”这一核心概念,强调弹药对目标的作用及其结果。终点效应学属于工程应用学科,涉及连续介质力学、爆炸力学、穿甲力学、含能材料学、目标易损性理论、引战配合理论和毁伤评估理论等多学科领域,研究成果主要用于弹药威力设计与分析、目标防护设计与生存能力分析、引战配合研究、武器终端毁伤效能评估研究以及武器系统的作战效能研究等。



专家推荐


《终点效应学》(第2版)作者王树山教授、博士生导师是一位在兵器与毁伤领域从业20余年的专业教师,“该书集中反映了作者在该领域长年的教学和科研实践,具有明显的继承性和扩展性,十分注重理论对工程实践的指导性和实用性,值得业内人士和同行们关注,我很高兴向读者们推荐这本书。”


——冯长根教授(第十一、十二届全国人大常委、原中国科协副主席)。


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本文摘编自王树山著《终点效应学》(第2版)文前及第一章,题目为编者所加。


终点效应学

(第2版)

王树山著

责任编辑:刘凤娟 陈艳峰

ISBN978-7-03-060988-5

北京:科学出版社 2019.05

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北京理工大学王树山教授课题组吴老师微信(qch1038),验证时请备注:图书购买




《终点效应学》(第2版)以常规武器/弹药终点毁伤理论与应用为主题,以战斗部作用原理与毁伤效应为主线,较为系统地介绍了终点效应学的基本理论和知识,归纳总结了相关的计算模型、试验数据以及工程应用方法等。全书共八章,依次为绪论、目标易损性与毁伤机理、穿甲效应、杀伤效应、聚能效应、爆炸效应、非致命武器毁伤效应和武器/弹药终点毁伤效能评估。本书对终点效应学的经典内容有所充实和深化,对终点效应学的知识体系和架构有所补充和完善,并引入了新的研究进展。


(本期编辑:安 静)



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